关于煤矿通风安全控制技术分析
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作者: 任卫国
矿井（煤矿）通风系统是矿井安全生产和灾害防治的基础。其安全性直接影响着矿井的安全生产和灾害防治。矿井通风系统的安全性是指矿井通风系统结构的安全性。正确地评价矿井通风系统的安全性，有利于针对存在的问题提出有效的安全措施，提高矿井的抗灾能力。
一、矿井系统安全性评价
（一）矿井通风系统安全性的评价指标
矿井通风系统安全性是客观评价矿井通风系统结构的安全程度指标。参考有关文件资料，并根据主从相关原则、回归关系原则和方向性原则，确定了主要通风机运转稳定、用风地点分区通风且风量满足要求、矿井风量供需比、矿井通风系统和设备有利于灾害的防治、矿井风压、反风系统灵活可靠通风设备及风门装有自动监控系统、主要调节风窗数及工作面调节风窗数与回采工作面数之比、隔爆设施齐全等9个指标。
（二）评价指标的权值
根据各评价指标对矿井通风系统安全性影响的重要程度，应用层次分析法确定了各指标的权值。
（三）评价指标的函数
根据各个指标与矿井通风系统安全性的关系，求得各指标的函数。
1、主要通风机运转稳定
（1）一台通风机的矿井
f1=0；k1>0.9或k1<0.2；f1=1 0.5；f1=k1-0.2/0.3；k1=0.2～0.5
（2）多台通风机的矿井
f2=0；k1i>0.9或k1i<0.2或主要回风巷不独立；f2=1 0.5；f2=k1i-0.2/0.3 k1I=0.5～0.5（min k1i）；其中：k1=HS/Hsmax
式中，HS―通风机风压，Pa；Hsmax―通风机最高风压，Pa。
2、用风地点为分区通风且风量满足要求
f2=n1/N1式中，n1―用风地点为分区通风且风量满足要求数；N1―用风地点的总数。
3、矿井风量供需比
f3=0；k2>1.5或k2<1；f3=1；1<=k2<=1.2；f3=3-2k2；1.5>=k2>1.2；k2=Q/Q0
式中，Q―矿井实际供风量，m3/min；Q0―矿井的需风量，m3/min；
4、矿井风通系统和设备有利于灾害的防治
f3=n2/N2式中，n2―有利于防治灾害的地点数；N2―应防治灾害的地点总数
5、矿井风压
f5=1 H；f5=1-(H-h0)/h0 H>h0；h0=174.95Qf0.42
式中，h0―矿井风压的阈值，Pa；Qf―通风机的风量，m3/s；H―矿井的实际风压值，Pa。
6、反风系统灵活可靠
f6=0无反风系统；f6=（1、（2有反风系统；其中，（1=10/t；（2=（/0.4；
（1、（2在[0，1]范围取值。
式中，t―反风时改变巷道中风流方向所需的时间，min；（=Q（/Q；Q（―反风时通风机供给的风量，m3/min，Q―通风机正常的供风量，m3/min。
7、通风设备及风门装有自动监控系统
N；f7=（Pi/n0；i=1式中，n0―应装自动检控系统的通风设备及风门数；n―已装有自动检控系统的通风设备及风门数；Pi―第i个装有自动检控系统的通风设备或风门的有效度。
8、主要调节风窗数及工作而后调节风窗数与回采工作面之比
f8=1-d其中：f8在[0，1]取值
d=0.3（1+0.2（2+（0.1（3/b）式中，（1―总回风巷调节风窗数；（2―每翼或采区回风巷调节风窗数；（3―回采工作面调节风窗数；b―回采工作面数。
9、隔爆设施齐全
f9=1-e其中：f9在[0，1]取值
e=0.2C1+0.1C2+0.1C3+0.05C4
式中，C1―未设隔爆设施的矿井翼数；C2―未设隔爆设施的采区数；C3―未设隔爆设施的煤层数；C4―未设隔爆设施的采、掘工作面数。
二、矿井通风系统的安全性分析
（一）矿井通风系统的安全度
矿井通风系统的安全度是指矿井通风系统安全性的程度。依据矿井通风系统安全性的评价指标，当9个评价指标的函数值均为1时，矿井通风系统的安全性最好，安全度最高。在此，矿井通风系统的安全度的计算式为：9；s=2（（ifi*；i=1 式中，（i―第i评价指标的仅值；fi―第i评价指标的函数值。
（二）矿井通风系统安全性的等级
以式*计算矿井通风系统最高的安全度值为100，此时矿井通风系统的安全性最好。以此为基础，通过分析依安全度的大小将矿井通风系统的安全性分为A、B、C、D四个等级，不同的等级应采取相应的安全措施。
三、应用实践
某矿年生产能力为240万吨，2个风井，6个回采工作面，3个备用工作面，掘进工作面14个，矿井通风系统存在较多的不安全因素。
依据矿井实际，求得了各指标的函数值。计算的矿井通风系统的安全度为：
9；s=2（（ifi =2×（0+9×0.91+8×0.34+6.5×0.5+5.5×0.63+4.5×1+0+2×0.5+1×0.65）；i=1；=85.4
改造后矿井通风系统的安全性为B级，安全性为良好，提高了矿井的抗灾能力。
实际应用表明：矿井通风系统安全度定量地说明了矿井通风系统的安全性，即直观又明确，能进一步促进矿井通风的科学管理。
（作者单位：双鸭山矿业集团东保卫矿通风区）
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