矿井通风安全评价及管理系统设计研究.pdf

90/矿业装备 MINING EQUIPMENT管 理0 引言煤矿生产中会产生大量粉尘以及有毒有害气体，而且矿井本身处于地下深处，空气无法正常流通，需要借助通风系统来对井下气候进行调节，满足生产需求。矿井通风系统本身的结构复杂，运行环境恶劣，存在诸多安全隐患，如果系统本身无法正常运行，则可能引发瓦斯、粉尘爆炸等事故，给煤矿造成巨大的经济损失以及人员伤亡。基于此，做好矿井通风安全评价及管理系统设计非常必要。1 矿井通风安全管理现状煤矿矿井通风安全管理工作的实施，主要目的是规避相应的通风安全事故，保障煤矿生产的安全性。但是就目前而言，部分煤矿在实施通风安全管理的过程中，存在一定的问题，影响到正常的通风安全管理，也使得煤矿通风安全事故时有发生。目前通风安全管理中存在的问题主要体现在以下几个方面：第一，重视程度不足。现阶段煤矿矿井通风安全管理中，存在着许多问题，其中最为关键的一个问题，是管理人员对通风安全管理的重视程度不足，工作中存在一定的侥幸心理。对问题的原因进行分析，一方面是因为通风安全管理的内容繁琐，工作量巨大，另一方面则是通风系统的完善和优化需要投入大量的资金，而且其本身无法为煤矿带来直接的经济效益。这种情况下，不少煤矿在矿井通风安全管理上存在着形式化的情况，影响了通风效果。第二，设备检修滞后。矿井通风系统的一个核心功能，是对瓦斯等有害气体进行排除，避免其超过安全阈值。而对有毒有害气体浓度的监测，一般都是通过气体传感器完成，如果传感器本身的故障没有得到及时处理，无法准确获取有毒有害气体的浓度，则通风系统将无法正常运转，从而引发相应的安全事故1。第三，安全意识淡薄。煤矿生产存在很高的风险性，招聘的煤矿工人普遍存在文化水平不高的情况，对于煤矿安全规程的相关内容不理解或者不重视，在生产作业环节容易出现违规操作的情况。虽然煤矿一般都会定期开展安全教育，但是在缺乏考核的情况下，员工很多时候都仅仅是死记硬背，无法灵活运用，安全生产意识淡薄，从而导致在操作中直接或者间接引发通风安全事故。2 矿井通风安全评价及管理系统设计针对上述问题，煤矿企业需要及时做好观念认识的更新，从矿井通风的现实需求出发，做好安全评价和管理系统设计2。2.1 明确设计原则系统设计的效果会对通风系统的运行产生直接影响，想要保障通风系统的正常运转，为通风安全管理提供良好支撑，在系统设计环节，应该坚持几个基本原则。2.1.1 全面性原则矿井通风系统本身十分复杂，涉及了通风设备、通风网络等，而在煤矿开采过程中，开采面位置、深度等的变化，又会导致通风系统中风量、风压等的变化，进一步加剧了通风安全管理的难度。因此，在对系统进行设计时，应该坚持全面性原则，将各方面的影响因素全矿井通风安全评价及管理系统设计研究罗南洪1 刘飞2,3 程浪波1 董浩民2,3 张习军2,3 （1.陕西涌鑫矿业有限责任公司，陕西榆林 719407 2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 4000393.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400039）摘要：煤矿生产中，通风管理是至关重要的管理内容，会对煤矿生产的安全和效率产生直接影响。从保障煤矿安全生产的角度，需要切实做好矿井通风安全管理工作，利用信息化技术构筑起有效的矿井通风安全评价及管理系统，解决当前煤矿矿井通风系统实际运行中，存在的信息传递滞后、工作效率低下的问题，提高矿井通风安全管理的有效性。关键词：矿井通风；安全评价；管理系统2023.9 矿业装备/91部考虑在内，确保能够反映出通风系统中所有的技术参数及运行状态，排除可能存在的隐患和问题。2.1.2 可行性原则这里的可行性主要包含两个内容，第一是系统必须能够实现对于矿井井下生产信息的有效收集和整理，为通风安全管理提供良好支撑；第二是系统运行中，必须能够给出直观明了的报告结果，为管理层管理决策的制定提供参考。2.1.3 综合性原则在矿井通风安全评价及管理系统设计中，对于通风系统安全性的评价，需要借助多个指标，确定好不同指标彼此之间存在的关联性，同时也需要对矿井通风系统与其他子系统之间的影响进行分析，通过综合性评价来保障评价结果的科学性。2.1.4 定量化原则系统在对评价指标进行选择时，应该坚持定量化原则，确保指标之间能够实现相互对比，这样有助于提高系统运行的灵敏度和科学性3。2.2 优化指标体系结合现代系统安全理论以及人-机-环境分析的相关方法，对系统安全评价指标体系进行划分，具体如图1 所示。2.2.1 通风系统环境通风系统环境包括了系统的性能和所处的外部环境，其能够将通风系统的运行情况反映出来，也是对系统安全性能进行评价的核心指标，可以将其细分为通风网络结构、风速合格率、风量供需比以及矿井漏风率、采矿工作面配风率等二级指标。2.2.2 通风设备安全性强调的是通风系统中固有设备运行的安全性和稳定性，包括主扇、局扇、通风仪表等。设备安全性评价指标包含了设备安装情况、构筑物建设情况、巷道维护情况以及风筒阻燃率等4。2.2.3 通风系统安全管理通风系统安全管理的核心在于人员管理，对人在煤矿生产中的核心作用进行了强调，相应的评价指标包括人员素质、安全设施投入、安全管理措施、安全监测情况等。2.2.4 易发事故情况在煤矿生产中，易发事故主要是瓦斯爆炸事故和粉尘爆炸事故，以下分别对其进行分析。瓦斯爆炸是煤矿生产中最具破坏性的安全事故，需要得到煤矿管理层的高度重视。瓦斯爆炸的实质是达到一定浓度的瓦斯与空气中的氧气混合后，受一定温度的影响而产生的氧化反应。在对瓦斯爆炸事故进行评价时，相应的评价指标包括瓦斯涌出情况、瓦斯检测情况以及上隅角瓦斯聚集情况等。煤尘爆炸指处于悬浮状态的煤尘在遭遇热源时发生爆炸或者传播爆炸的情况，其需要经过专业鉴定才能确认。煤尘爆炸有着非常严重的危害性，可能导致人员伤亡、巷道崩塌、设备损毁等。在对煤尘爆炸事故进行评价时，相应的评价指标包括井下煤尘情况、防尘防爆设施设置情况、煤尘井下测量情况等5。2.3 系统结构设计在系统结构设计中，考虑其实际应用情况，最终决定采用三层 B/S 架构，将系统整体氛围三个不同的层次，分别是表示层、应用服务层以及数据服务层，其中，应用服务层可以提供多样化的业务处理功能，通过模块组件的方式设置，可以为不同终端之间的数据信息和功能共享提供便利。对比传统的 C/S 系统架构，B/S 三层体系架构具备较好的可扩展性和安全性。系统中包含了多个功能模块，这里对几个关键模块进行简单分析。第一，基础数据处理模块。基础数据处理模块可以对采集到的原始数据信息进行管理，其功能包括了数据输入、数据整理、数据查询、数据修改等，同时也具备相应的数据纠错工作，可以自动发现异常数据6。第二，通风报表管理模块。该模块能够从煤矿矿井的具体情况出发，依照相应的通风台账，生成矿井通风报表，同时能够帮助工作人员开展数据的统计和查询等图1 通风安全评价指标体系92/矿业装备 MINING EQUIPMENT管 理工作，为通风安全评价提供基础的数据信息支持。第三，通风管理制度模块。可以建立起专业的通风管理制度知识库，对通风管理制度相关的数据信息进行自动化管理，也可以依照具体的业务需求，提供制度查询、制度修改等服务。第四，通风安全评价模块。该模块能够就矿井通风系统的安全程度实施定性分析和定量评价，推动安全管理措施的贯彻实施，将实际安全管理情况与安全标准存在的差距体现出来。2.4 系统功能实现2.4.1 登录模块系统开发使用的是.NET 平台，用户登录时，借助MD5 加密算法来进行系统加密，可以切实保障数据信息的安全性。用户可以通过浏览器访问系统，在弹出的登录界面中输入用户名及密码完成登录，系统会依照用户名信息，自动获取对应的权限信息。系统主界面左侧为树形图，将系统功能模块及对应的子模块清晰地呈现出来，通过点击对应的模块，右侧空白界面会将模块的页面和功能显示出来。系统有着良好的权限管理，为不同等级的人员设置了不同的权限，而不同权限下主界面显示出的功能模块也会有所不同7。2.4.2 系统图信息管理系统中包含的功能模块数量巨大，这里以系统图信息管理模块为例，对其功能的实现进行分析。模块的主要功能是对系统图进行管理，包括了图纸上传、更新、查询、删除等操作。对于需要进行审核的图纸，则能够在确保权限正确的情况下，转入到相应的审核模块。以系统图查询操作为例，可以在对应的查询界面中，点击搜索框，输出“图纸编码”等内容，然后点击查询按钮，就可以对需要的信息进行查询。2.4.3 系统接口对于用户接口，采用的是人机交互的作业方式，系统操作界面设置优化相应的功能菜单，用户可以通过键盘或者鼠标来对相应的功能进行选择。为了方便操作和管理，对用户界面的风格进行了统一，借助显示器及打印设备实现数据信息的输出，输出的形式多种多样，如报表、统计表、趋势图等。数据库访问采用了 ODBC、ADO.NET 接口，后者所具备的统一转换模式使得其能够访问任意类型的数据，可以推动编程模式的创新，将已经断开的离线作业重新连接。ADO.NET 的适用性极强，可以通过 Internet 以及 LAN 连接实现，也能够适应有状态和无状态两种不同的情况。在 Web 信息交互环节，采用 XML2.0 标准，在面对不同格式的数据源时，能够很好地满足在其交互需求，适应客户端分布有大量运算负荷的情况。用户可以从自身需求着眼，选择不同应用程序来对信息进行有效处理，在这个过程中，服务器只需要发送同一个 XML 文件即可。其在网络代理中的有效应用，可以很好地满足用户的个性化需求，形成具备个人特色的数据文件。2.4.4 运行环境运行环境对于系统功能的发挥影响巨大，系统服务器选择最新的英特尔处理器，4G DDR2 内存，SCSI 硬盘存储容量为 73G，至少 3 个，同时支持热插拔以及 RAID容错功能。配备双电源以确保系统能够实现 24h 不停机运转8。3 结束语 总而言之，针对煤矿矿井通风安全管理中存在的问题，提出了一种矿井通风安全评价及安全管理系统设计方案，希望能够通过对计算机网络技术的合理应用，实现对于矿井通风数据的快速准确传递，对各类通风信息进行统计，结合台账审核等相关工作，实现通风数据的自动化管理。通过此方式，企业可以准确把握矿井的通风安全状况，做好安全管理策略的制定和调整，以最大限度地保障煤矿矿井通风系统的安全性。参考文献1 常芳芳.矿井通风技术的应用及管理 J.能源与节能,2022(9):87-89.2 杨鹏飞.矿井通风监测监控系统信息采集仿真模拟技术J.江西煤炭科技,2022(1):210-211+214.3 卫斌斌.煤矿矿井通风安全管理措施探索 J.能源与节能,2021(6):194-195.4 杨卓亚.矿井通风系统重大隐患监测识别与安全评价方法研究 D.西安:西安科技大学,2021.5 杨建,岗战伟.基于仿真信息学的矿井通风管理信息系统的开发与应用 J.山东煤炭科技,2021,39(2):200-202.6 董真.通风安全管理策略分析 J.能源与节能,2021(1):190-191.7 王旭峰.矿井通风的安全性探讨J.当代化工研究,2020(14):50-51.8 苏淑娴,欧阳名三.基于粗糙集和改进胶囊网络的煤矿智能通风管理方法 J.煤炭科学技术,2021,49(7):124-132.