金属矿山通风系统安全问题分析与对策.doc

金属矿山通风系统安全问题分析与对策 【摘 要】通风系统作为金属矿山安全生产的关键环节，其运作的质量直接关乎着金属矿山的整体生产和安全管理。本文结合笔者多年的工作经验，介绍了金属矿山通风系统的概念，从安全生产的角度出发，建立了数学模型的方法，针对通风系统的可靠性及安全问题进行分析，并提出一些安全生产技术措施，供类似研究参考与借鉴。 【关键词】金属矿山；通风系统；安全问题分析；数学模型；对策 随着我国社会经济建设步伐的不断加快，矿产行业得到进一步的发展。矿井通风系统是金属矿井生产系统的重要组成部分，具有提供氧气、稀释有害气体和改善环境质量的作用，并且可以极大地防止和消除矿山事故的发生。但是，随着矿井生产能力越来越大，开采深度和广度不断加大，开采的地质条件也更加复杂，矿井的通风能力较弱，致使矿井的通风效果受到严重影响，通常存在有效风量率、风质合格率、风机装置效率偏低等问题，对矿井的生产与安全构成极大的威胁。因此，通过对矿山通风系统的可靠性及安全问题进行分析，不断优化通风系统，以达到改善环境和提高经济效益的作用。 1、金属矿山通风系统概念 矿井通风系统是由向井下各作业地点供给新鲜空气、排除污浊空气的通风网络和通风动力及通风控制设施等构成的工程体系。在生产时期，其主要任务是充分利用各种动力，以最经济实用的方式， 供给井下人员足够的新鲜空气，把有毒有害气体稀释到安全浓度以下，为井下员工创造符合法律法规规定的良好工作环境；当安全事故发生时， 通风系统可以及时有效地控制风流方向及大小，结合使用其它设备措施，可以极大地防止和消除矿山事故的发生。人们将其在一定条件下、一定时间内，实现上述任务的能力程度称为矿井通风的可靠性。 2 金属矿山通风可靠性分析 按照安全人机工程学理论，可将矿井通风“人-机-环境”系统可靠性定义为由人、机、环境组成的工作系统，在规定的条件下，规定的时间内，无差错地完成规定任务的能力。而可靠性的一个重要的定量指标为可靠度。因此，“人-机-环境”系统的可靠度可定义为由人、机、环境组成的工作系统，在规定的条件下，规定的时间内，无差错地完成规定任务的概率，表述为数学公式为 RsN/N0100 式中，Rs为系统的可靠度；N0为系统执行任务的总次数；N为系统无差错完成任务的次数。 矿井通风“人-机-环境”系统的可靠度是受人、机、环境三个因素的影响，也即系统的可靠度是人、机、环境三大因素的函数，其通用表达式为RsF（Rh，Rm，Re） 式中，Rs为通风系统的可靠度；Rh为人的可靠度；Rm为机的可靠度；Re为环境的可靠度。 由于人的可靠度和机的可靠度都直接受到环境因素的影响，为了便于对系统进行定量评价，这里假定人的可靠度和机的可靠度都是环境的隐函数。这时矿井系统的可靠度可以简化为RsF（Rh（e），Rm（e）） 式中，Rs为系统的可靠度；Rh（e）为受环境因素影响的人的可靠度；Rm（e）为受环境因素影响的机的可靠度。 由上式可以看出，矿井通风“人-机-环境”系统的可靠度可以简化成由人的可靠度和机的可靠度两部分组成。 假定某矿井通风系统根据实测和统计分析其人的可靠度为Rh（e）0.80，机的可靠度Rm（e）0.90，则有RsRh（e） Rm（e）0.80900.72。 3、金属矿山通风系统安全问题分析 金属矿山的通风系统虽经多年建设与调整，取得了一些进展，但由于采矿作业不正规，通风设计不完善和通风技术管理水平不高等原因，仍存在不少问题⑴矿井生产为多中段同时作业，中段之间缺少回风巷道，各中段之间采场排列位置不规范，加上爆破后二次破碎作业频繁，因此，采场间风流串联，烟尘污染严重；⑵由于中段和采取通风网路不健全，或由于风量调节设施不健全，对作业工作面不能实现按需分风，影响作业面的通风效果，并造成风流浪费；⑶金属矿山开采方法多用空场采矿法，留下了大量的采空区没有充填或封闭，井下破碎硐室和集中放矿溜井等局部污染缺乏控制措施，容易造成入风系统风流污染；⑷金属矿山多在山区，由于井口间有高差和气温变化，仍受自然风压影响，使井下部分巷道风流方向不稳定。一般来说，在主扇总风压作用比较薄弱的地带，有没有辅助扇对风流进行控制，容易受自然风压影响，造成风流混乱。如抽出式通风系统中各通达地表的入风口和采空区、塌陷区之间，有可能风流反向，使入风道变为排风道。压入式通风系统中各通达地表的排风井、塌陷区和中立的提升井之间也可使排风井变为入风井，烟尘倒流。造成这种现象的主要原因是通风系统不严密，漏风风路太多，主扇不能发挥应有的作用。另外，主扇过于集中，不能对全风路进行有效控制；⑸矿井漏风严重，有效风良率低。抽出式通风的矿井，通过地表塌陷区和采空区，直接漏入回风道的短路风流，有时可达主扇风量的40～50。造成这种漏风的原因，首先是由于开采上缺乏统一规划，过早地形成了地表塌陷区；在回风道上没有保留必要的隔离矿柱；对塌陷区和采空区未及时进行充填或隔离。压入式通风的矿井，通过井底车场的短路漏风量也很高。产生这种漏风的原因，主要是风门失效，无其它控制措施。有些矿山井下作业面分散，废旧坑道不能及时封闭。此外，井口密闭、反风装置、井下风门、枫桥、挡风墙等通风构筑物不严密，也造成较大的漏风；⑹主扇风硐、扩散塔以及井下枫桥等通风构筑物的空气动力性能差，局部通风阻力大，增大了通风能耗；⑺通风管理水平不高，没有配备专门的通风技术人员和通风工，或虽配备了通风技术人员和通风工，但技术水平和操作水平低下，没有持证上岗，满足不了矿井通风需要。 4、采取的安全技术措施 针对上述问题，根据相关理论，要想增加矿井通风系统的可靠度，需从人的因素、通风系统设施的因素和环境的因素综合考虑，采取相应的安全技术措施⑴完善矿井开拓等主要系统，解决风流串联污染问题。矿井开拓运输、通风、排水及避灾逃生等系统的建立直接为矿山开采及安全生产服务，贯穿于矿山开采的全过程。每个矿山都应该为实现自己的开采目的、确保安全生产建立合适的开拓及相关系统，并应在系统形成后方可投入生产，生产中亦应随时保持其正常的运转。建立和完善矿井的安全生产系统应是矿山深入整治的工作重点，是矿山实现本质安全生产的基本条件；⑵重视矿房布置、开采顺序及相关结构要素的确定，减少漏风，提高有效风率。地下开采矿山大量人员集中的主要作业场所及事故高发地点均在于各开采矿房，矿房布置、开采顺序及相关结构要素确定的合适与否直接影响矿山作业的安全；⑶正确使用通风动力，平衡风压；利用新材料、新工艺研制新型通风构筑物；⑷研究通风系统中风流变化的规律，特别是各种动力因素、热力因素所引起的风流变化及其危害性；研究保持井下风流稳定可靠的有效控制方法；⑸研究井下破碎硐室、放矿溜井等局部污染源粉尘扩散规律，合理设计局部净化系统，采取防止风流污染的措施；⑹加强矿井通风系统的检测工作，配备相应的检测仪器，运用正确的检测方法，发现问题及时整改；⑺加强对矿井通风管理工作，配备相应的通风技术人员和通风工，加强培训，提高从业人员素质，持证上岗。 5、结语 综上所述，金属矿山通风系统的安全问题关系着矿山的整体生产质量。在矿山生产期间，除了要提高由人、机与环境组成的通风系统的可靠性，还应采取合理的、有效的安全技术措施对系统进行整改，避免因通风系统的问题而导致安全事故的发生，确保生产顺利进行，从而达到改善作业环境和提高经济效益的效果。 参考文献 [1]王海宁，黄紫彬.金属矿山通风系统鉴定方法研究[J].有色金属科学与工程，2011年第02期 [2]何兴，李康来.煤矿矿井通风系统问题分析与解决对策[J].中国新科技新产品，2012年第03期