劉 杰

（山西焦煤西山煤電集團公司官地礦通風(fēng)部通風(fēng)三隊，山西 太原 030053）

通風(fēng)系統(tǒng)為煤礦生產(chǎn)中必不可少的系統(tǒng)，其主要功能是降低工作面的粉塵、瓦斯?jié)舛鹊?，為工作面作業(yè)人員和設(shè)備提供一個安全、穩(wěn)定且舒適的工作環(huán)境。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是衡量其好壞的關(guān)鍵指標(biāo)[1]。可反映通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標(biāo)包括風(fēng)流大小、質(zhì)量以及風(fēng)流方向的改變等。當(dāng)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差時，會存在風(fēng)量不足、風(fēng)阻增大等問題，從而直接導(dǎo)致工作面出現(xiàn)瓦斯積聚的風(fēng)險。本文將結(jié)合實踐生產(chǎn)對通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價的量化指標(biāo)進行分析，并對其穩(wěn)定性進行綜合分析。

1 工程概況

本文所研究礦井的通風(fēng)方式為混合式通風(fēng)，包括有中央風(fēng)井、王村風(fēng)井和西坡風(fēng)井，現(xiàn)場通風(fēng)機的工作方式為機械抽出式。目前，三大風(fēng)井中所配套通風(fēng)機的具體參數(shù)和通風(fēng)現(xiàn)狀如表1 所示：

表1 礦井通風(fēng)現(xiàn)狀

經(jīng)探測，該煤礦的涌水來源主要為工作面頂板的砂巖水，其涌水量占據(jù)整個礦井涌水量的95.4%；其次為底板灰?guī)r水，其涌水量占據(jù)整個礦井涌水量的2.85%；最后為工作面的陷落柱，其涌水量占據(jù)整個礦井涌水量的1.7%。在目前開采狀態(tài)下，整個礦井的正常涌水量為250 m3/h，最大涌水量為550 m3/h；整個礦井瓦斯的絕對涌出量為115.95 m3/min，瓦斯的相對涌出量為7.58 m3/t。

根據(jù)表1 中通風(fēng)機的實際排風(fēng)量和負壓參數(shù)得出：中央風(fēng)井的等積孔為9.68 m2，西坡風(fēng)井的等積孔為6.91 m2，王村風(fēng)井的等積孔為9.78 m2。綜合來講，雖然通風(fēng)系統(tǒng)可以滿足當(dāng)前煤礦的實際生產(chǎn)需求，但是礦井的通風(fēng)阻力較大[2]。因此，需重點從以下幾個方面對礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進行優(yōu)化：

1）對礦井巷道進行強化支護，降低風(fēng)流在巷道的摩擦阻力；

2）將巷道內(nèi)的雜物進行及時處理；

3）對斷面面積較小的巷道進行擴巷處理。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性評價

2.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性指標(biāo)體系構(gòu)建

為能夠準(zhǔn)確對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行評價，需要對影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性各項因素進行綜合分析，根據(jù)礦井的實際條件對初選的指標(biāo)進行完善，保證所構(gòu)建指標(biāo)體系的完整性和有效性[3]。本工程所構(gòu)建的通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系如圖1 所示。

圖1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系

本文對礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價屬于定量分析，對應(yīng)各項單項因素的分級標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表2 各項單項因素分級標(biāo)準(zhǔn)

2.2 礦井各項單指標(biāo)計算

結(jié)合礦井的基本情況。重點對礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評價指標(biāo)體系中的各項指標(biāo)進行獨立計算，計算結(jié)果如表3 所示。

表3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價指標(biāo)體系計算結(jié)果

根據(jù)表3 中影響礦井穩(wěn)定性指標(biāo)體系中各單項指標(biāo)的計算結(jié)果，對評價礦井穩(wěn)定性的綜合屬性進行計算，包括有礦井通風(fēng)系統(tǒng)的環(huán)境、通風(fēng)設(shè)備及設(shè)施、安全管理、抗災(zāi)能力及職工情況[4]，具體計算結(jié)果如表4 所示。同時，根據(jù)不同綜合指標(biāo)對通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響力賦予不同的權(quán)重值。

表4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價綜合屬性計算結(jié)果

根據(jù)表3 中各項綜合屬性的權(quán)重和計算結(jié)果，得出該礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定級別的測度為0.406 2，較穩(wěn)定級別的測度為0.332 7，一般穩(wěn)定級別的測度為0.204 1，不穩(wěn)定級別的測度為0.057。

2.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價結(jié)果分析

根據(jù)“2.1”中的計算結(jié)果，并結(jié)合置信度準(zhǔn)則對其等級進行評價。置信度的判別公式如式（1）所示：

式中：uxi為各項綜合屬性的測定值；λ 為置信度，取值為0.6。

通過測算得出：通風(fēng)系統(tǒng)環(huán)境、通風(fēng)設(shè)備及設(shè)施、安全管理的置信判別值為2，對應(yīng)的穩(wěn)定性級別為較穩(wěn)定；通風(fēng)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力和職工情況的置信判別值為1，對應(yīng)的穩(wěn)定性級別為穩(wěn)定[5]。

綜合分析，得出礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性置信判別值為2，對應(yīng)的穩(wěn)定性級別為較穩(wěn)定。在評價過程中發(fā)現(xiàn)，雖然礦井穩(wěn)定性最終評價結(jié)果為良，還需根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)在實際運行過程中所存在的問題作出如下改進：

1）礦井的通風(fēng)阻力偏大，需要強化對礦山環(huán)境因素的管理，尤其是強化對巷道支護，降低氣流在巷道流動時的阻力；及時對巷道內(nèi)的雜物進行清理；對巷道局部斷面較小的位置進行擴巷處理。

2）礦井的有效風(fēng)量偏低，需要在工作面采用分區(qū)通風(fēng)方式，并建立獨立的回風(fēng)巷道，進一步提升通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3）鑒于工作面通風(fēng)設(shè)施較多，在日常工作中應(yīng)定期對設(shè)施進行維護，尤其針對風(fēng)門、風(fēng)橋以及擋風(fēng)墻等；對于已經(jīng)損壞的設(shè)施進行及時修復(fù)并完善，避免出現(xiàn)漏風(fēng)的問題，從而導(dǎo)致風(fēng)量減小。

3 結(jié)語

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是保證煤礦安全、高效生產(chǎn)的關(guān)鍵系統(tǒng)，在實際生產(chǎn)中隨著工作面的不斷推進，綜采工作面所面臨的通風(fēng)問題不斷變化。因此，需要對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行綜合評價。本文結(jié)合實踐生產(chǎn)對通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行評價并對結(jié)果進行分析，為后續(xù)通風(fēng)系統(tǒng)的改進提供支撐。具體總結(jié)如下：

1）根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)實際生產(chǎn)情況，建立了以環(huán)境、設(shè)備及設(shè)施、安全管理、抗災(zāi)能力以及職工情況為主的指標(biāo)體系；

2）根據(jù)實際生產(chǎn)對上述指標(biāo)體系的綜合因素進行權(quán)重劃分，并根據(jù)計算結(jié)果得出該礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等級為較穩(wěn)定。

3）根據(jù)評價結(jié)果提出了強化支護、管理、日常維護等改善措施。