李 強(qiáng)

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán)霍寶干河煤礦有限公司，山西 洪洞 041602）

習(xí)近平總書記就全國(guó)安全生產(chǎn)工作多次強(qiáng)調(diào)，“要始終把人民生命安全放在首位，發(fā)展決不能以犧牲安全為代價(jià)”。通風(fēng)安全是保證煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，是煤礦企業(yè)采煤、運(yùn)輸、機(jī)電等安全生產(chǎn)大系統(tǒng)的生存命脈，同樣也是煤礦企業(yè)安全事故的高發(fā)領(lǐng)域。對(duì)煤礦企業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系進(jìn)行研究，有助于全面了解煤礦通風(fēng)安全事故影響因素，并對(duì)影響因素進(jìn)行科學(xué)分析、合理管控，從而減少和避免煤礦通風(fēng)類安全事故發(fā)生。

層次分析法是一種集定量分析與定性分析相結(jié)合，通過建立有序的遞階層次模型結(jié)構(gòu)，從目標(biāo)層（最高層）到方案層（最底層）逐層系統(tǒng)分析的系統(tǒng)決策方法。它具有系統(tǒng)性、實(shí)用性和簡(jiǎn)潔性等優(yōu)點(diǎn)，計(jì)算簡(jiǎn)單方便，結(jié)果明確，能處理傳統(tǒng)的優(yōu)化方法所不能解決的問題，便于決策者直接了解和掌握。

1 影響煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性因素

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、非穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，由主要通風(fēng)機(jī)、井下巷道風(fēng)網(wǎng)及其風(fēng)流、通風(fēng)構(gòu)筑物及井下設(shè)施設(shè)備等多因素構(gòu)成。隨著礦井開采年限的增長(zhǎng)和開采區(qū)域的延伸，井下通風(fēng)設(shè)施、巷道空間、礦井阻力分布、風(fēng)流風(fēng)量等都會(huì)隨之發(fā)生變化，礦井整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)也會(huì)越來越復(fù)雜，給煤礦企業(yè)通風(fēng)管理和安全生產(chǎn)帶來諸多困難和隱患。根據(jù)影響通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性因素發(fā)生的概率大小和造成破壞的嚴(yán)重程度，采用層次分析法，對(duì)各影響因素進(jìn)行分類管理，加強(qiáng)安全管理監(jiān)控，能夠有效避免煤礦通風(fēng)安全事故的發(fā)生，提高整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)安全管理的穩(wěn)定性。

1.1 礦井通風(fēng)環(huán)境狀況影響

礦井通風(fēng)環(huán)境狀況主要涉及有井下通風(fēng)質(zhì)量狀況、通風(fēng)方式方法、礦井內(nèi)部漏風(fēng)程度、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度等因素，另外礦井自然風(fēng)壓變化也會(huì)影響到礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。不同季節(jié)煤礦井下巷道內(nèi)的相對(duì)濕度差別和溫度差別，以及進(jìn)回風(fēng)井筒的高度差都會(huì)導(dǎo)致自然風(fēng)壓發(fā)生變化。

不同通風(fēng)巷道的阻力分布也會(huì)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性造成不同程度影響。煤礦井下開采工作是動(dòng)態(tài)的、持續(xù)變化的，礦井阻力分布也會(huì)隨著發(fā)生變化。受到地表壓力、積水存污、阻塞、設(shè)備支架老化變形等影響，巷道時(shí)常會(huì)發(fā)生粗糙度增加、斷面面積減少、斷面形狀改變等變化，都會(huì)影響到通風(fēng)巷道的阻力分布，進(jìn)而影響整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

1.2 礦井通風(fēng)設(shè)施狀況

礦井通風(fēng)設(shè)施狀況主要涉及礦井通風(fēng)機(jī)、通風(fēng)構(gòu)筑物、通風(fēng)監(jiān)測(cè)設(shè)施、巷道開采情況等因素。礦井通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性是煤礦正常生產(chǎn)工作的前提，但其長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性工作，機(jī)械間磨損、損耗、發(fā)生喘振等故障，外界空氣環(huán)境的侵蝕老化等都會(huì)對(duì)通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成一定影響。另外通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量好壞也是影響煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，因此通風(fēng)機(jī)設(shè)備的安裝質(zhì)量、安裝精度、日常維護(hù)與管理等對(duì)于煤礦生產(chǎn)也尤為重要。

井下通風(fēng)構(gòu)筑物合理性影響。通過在礦井適當(dāng)?shù)奈恢冒苍O(shè)控制風(fēng)流的設(shè)施和裝置如擋風(fēng)墻、井口密閉、風(fēng)簾和風(fēng)門等，對(duì)礦井巷道實(shí)施一定增阻，會(huì)達(dá)到引導(dǎo)、控制和調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，從而實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)量按需分配，有助于提高通風(fēng)系統(tǒng)安全管理的穩(wěn)定性。

礦井巷道間的聯(lián)接形式也對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性造成一定影響。一般礦井井下各巷道間分串聯(lián)、并聯(lián)和角聯(lián)三種聯(lián)接形式，而不同的聯(lián)接形式具有不同的通風(fēng)特性和安全效果。

1.3 礦井通風(fēng)安全管理狀況

礦井通風(fēng)安全管理狀況主要涉及礦井通風(fēng)機(jī)的日常管理、礦井防災(zāi)減災(zāi)能力、礦井巷道測(cè)風(fēng)管理、礦井通風(fēng)阻力測(cè)定、員工綜合素質(zhì)能力等因素。礦井需要有完善的通風(fēng)機(jī)管理、監(jiān)測(cè)等一系列制度措施，配有安全通風(fēng)員值班負(fù)責(zé)，做到日常監(jiān)管記錄齊全、操作得當(dāng)。

由于煤礦井下巷道空間有限，礦車運(yùn)行、罐籠提升等運(yùn)行設(shè)備會(huì)占據(jù)部分井巷一定空間，尤其是當(dāng)?shù)V車運(yùn)行、罐籠提升時(shí)都會(huì)造成井巷斷面的動(dòng)態(tài)變化，從而導(dǎo)致各巷道間局部阻力發(fā)生變化，因此要隨時(shí)進(jìn)行井下定點(diǎn)測(cè)風(fēng)，建立完善的測(cè)風(fēng)制度，加強(qiáng)巷道測(cè)風(fēng)及阻力測(cè)定管理。

員工綜合素質(zhì)能力也是影響通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，提高通風(fēng)安全管理人員的素質(zhì)和能力，加強(qiáng)日常教育和培訓(xùn)，減少人為性事故隱患是提升礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的重要途徑。

1.4 礦井通風(fēng)經(jīng)濟(jì)效益狀況

礦井通風(fēng)經(jīng)濟(jì)效益狀況反映的是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際能耗和經(jīng)濟(jì)效益，包括煤礦通風(fēng)機(jī)綜合利用效率、礦井通風(fēng)電耗比、礦井有效風(fēng)量率、礦井通風(fēng)能力比等因素。通風(fēng)機(jī)綜合效率是指通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)工作中的輸入功率與輸出功率百分比，主要反映通風(fēng)機(jī)的性能及工作狀況程度。礦井通風(fēng)電耗比則反映的是通風(fēng)系統(tǒng)總的消耗費(fèi)用與礦井實(shí)際開采產(chǎn)量間的比例程度。

2 煤礦通風(fēng)安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系的建立

2.1 建立遞階層次結(jié)構(gòu)

建立煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系，需要根據(jù)現(xiàn)代化礦井實(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合影響通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的各項(xiàng)因素，明確各類指標(biāo)，再運(yùn)用層次分析法進(jìn)行系統(tǒng)分析。首先要根據(jù)影響因素間相互關(guān)系，將影響因素分成三個(gè)組別，每一組作為一個(gè)層次，建立層次結(jié)構(gòu)模型。即根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)建立1個(gè)總目標(biāo)層(即礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全監(jiān)管穩(wěn)定性)，4個(gè)一級(jí)指標(biāo)層（包括礦井通風(fēng)環(huán)境狀況、礦井通風(fēng)安全管理狀況、礦井通風(fēng)設(shè)施狀況及經(jīng)濟(jì)效率狀況），18個(gè)二級(jí)指標(biāo)層（包括通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度、井下通風(fēng)構(gòu)筑物、自然風(fēng)壓變化等），評(píng)價(jià)因素指標(biāo)體系如圖1。

圖1 煤礦通風(fēng)安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系圖

2.2 指標(biāo)體系分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

在煤礦通風(fēng)安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系中，用分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)量化法把煤礦通風(fēng)安全穩(wěn)定性各項(xiàng)定性指標(biāo)轉(zhuǎn)換為定量指標(biāo)。將每個(gè)指標(biāo)都劃分為“安全穩(wěn)定、比較安全穩(wěn)定、一般、不安全穩(wěn)定、非常不安全穩(wěn)定”五個(gè)級(jí)別，再給每一級(jí)別都明確具體數(shù)值和取值標(biāo)準(zhǔn)，從而確定各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)，為提高礦井通風(fēng)安全穩(wěn)定性能提供依據(jù)。

2.3 建立判斷矩陣

在計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)權(quán)重過程中，應(yīng)采用矩陣方式將每一層次各因素的相對(duì)重要性表示出來。假定煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)的第一層中A因素與下一層次中因素a1，a2，a3……an有聯(lián)系，那么構(gòu)造的判斷矩陣如表1所示。

表1 判斷矩陣統(tǒng)計(jì)表

對(duì)于總目標(biāo)A而言，amn中要素m與要素n重要性比較結(jié)果，其中a12表示a1比a2的相對(duì)重要程度。

2.4 計(jì)算各指標(biāo)相對(duì)權(quán)重

計(jì)算各指標(biāo)相對(duì)權(quán)重最常用的就是幾何平均法（根法），就是先計(jì)算出判斷矩陣A中a1，a2，a3……an的乘積，得到一個(gè)n行一列的矩陣B；再計(jì)算矩陣每個(gè)元素的n次方根得到矩陣C；對(duì)矩陣C進(jìn)行歸一化處理后，就會(huì)得到相關(guān)指標(biāo)的相對(duì)重要性權(quán)值。

再通過計(jì)算檢驗(yàn)矩陣的一致性指標(biāo)，判斷其是否符合一致性。

當(dāng) (λmax-n)值越大，CR值越小，說明判斷矩陣的一致性指標(biāo)越好；反之越差。如果CR＜0.1，就表示該判斷矩陣通過一致性檢驗(yàn)，否則就不具有滿意一致性。

3 小結(jié)

煤礦通風(fēng)安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系建設(shè)是一個(gè)多因素綜合的復(fù)雜過程。采用層次分析法，建立有序的遞階層次模型，通過判斷矩陣，計(jì)算出各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重并分析其重要性，按照分解、比較、判斷、綜合的思維方式進(jìn)行決策，就可以對(duì)煤礦通風(fēng)安全穩(wěn)定性進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。煤礦企業(yè)可以根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，為提升礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性、優(yōu)化安全管理改造升級(jí)、制定相應(yīng)對(duì)策提供科學(xué)的參考和依據(jù)。