矿井通风系统危险源的分析与控制措施.doc

矿井通风系统危险源的分析与控制措施摘要：矿井生产的安全性受到矿井通风系统质量的直接影响，更会对煤矿生产的经济效益产生巨大影响。但是在长期的发展过程中几乎没有人注意到矿井通风系统和危险源的识别以及评价有关。因此，分析矿井通风系统的危险源，并就此采取相应的控制措施对于保证矿井安全生产具有重要意义。关键词：矿井；通风系统；危险源；分析；控制措施一直以来，我们对于矿井通风系统的研究主要集中在以下几个方面：第一，对老化和复杂矿井通风系统的优化处理；第二，在大量数据的基础上借助网络进行矿井通风仿真实验；第三，在灾变时期对矿井通风系统的安全性和可靠性进行分析和评价；第四，对矿井通风系统的风流动规律进行分析和试验。1 借助故障分析通风系统危险源当前在矿井通风系统中对于危险源的辨别方法主要通过经验法和系统分析法，而经验法又可以划分为对照法和类比法，而系统法则是按照安全系统工程评价体制中的相应方式对危险源进行分辨。而安全系统工程中常见的分析方式主要有事件树、事故树以及典型故障类型分析等多种方式。对于故障类型的分析主要采用系统分割法，即根据矿井通风系统的组成，将整个系统换分为不同的子单元或者系统，再根据所划分的子单元或者系统对各种故障类型进行细致分析，并且就故障产生的根本原因进行分析。借助FMEA对矿井下各种危险源进行辨识主要通过以下几个步骤：第一，必须安全掌握并明了矿井通风系统的组成和功用；第二，根据系统组成确定分析的层次；第三，根据矿井通风系统绘制系统图和网络图；第四，针对矿井通风系统的故障类型分析潜在危险源和可能造成的影响；第五，对所有危险源进行汇总。以FMEA为依据，建立起如下矿井通风系统危险源指示指标，如下表：序号危险源临界值序号危险源临界值1矿井没有独立通风系统08采区反风系统采区数2矿井没有进行分区通风09采掘面串联通风数03用风区风流不稳定的角联风路010矿井外部漏风15% Q机4主要通风机能力1.2 Q需11矿井最大负压/Pa30005通风设施质量不合格或者使用维护不当012矿井巷道失修严重率06矿井有效风量85% Q总13下行通风采面数07矿井风量供需100% Q需14矿井通风系统回风段阻力35% H总表1 矿井通风系统危险源指标体系表中的所有危险源的临界值都是借助德尔菲力法确定的，而矿井的总需风量是Q需，矿井的总进风量为Q总，主通风机的排风量是Q机，矿井的总通风阻力是H总。2 矿井通风系统危险源的综合考评机制考评机制主要分为以下两个步骤：第一，借助模糊区间的方式确定矿井通风系统危险源相应的危险值度；第二，根据所获得的各种危险值度确定整个过程中的权变过程，进而建立起整个通风系统危险源的综合考评机制。2.1 矿井通风系统危险源的常权值和危险度值各位专家根据矿井通风系统的实际情况进行打分，获得的矿井通风系统危险源指示常权值是：0. 161,0. 112,0. 141,0.051,0.032,0.065,0. 101,0. 032,0.041,0.043,0.072,0. 025,0.044,0.080。然后根据煤矿通风系统的相应规章制度，再结合专家的参考意见，借助模糊数值统计法所确定的矿井通风系统各种危险源指示指标的值度如下所示： 1)危险源：矿井没有独立通风系统。当分级为0时，危险度值为0；当分级大于等于1时，危险度值为100。2)危险源：矿井没有进行分区通风。当分级为0时，危险度值为0；当分级大于等于1时，危险度值为100。3)危险源：用风区风流不稳定的角联风路。当分级为0时，危险度值为0；当分级大于等于1时，危险度值为100。4)危险源：主要通风机能力。当分级大于1.2Q需时，危险度值为0；当分级在1.1（含）到1.2Q需时，危险度值为60；党分级在1.0（含）到1.1Q需时，危险度值为80；当分级小于1.0Q需时，危险度值为100。5)危险源：通风设施质量不合格或使用维护不当。当分级为0时，危险度值为0；当分级为1时，危险度值为60；当分级在2-3之间时，危险度值为80；当分级为4时，危险度值为90；当分级小于4时，危险度值为100。6)危险源：矿井有效风量。当分级大于等于85%Q总时，危险度值为0；当分级在80%（含）到85%Q总时，危险度值为60；当分级在75%（含）到80%Q总时，危险度值为85；当分级小于75%Q总时，危险度值为100。7)危险源：矿井风量供需。当分级大于等于100%Q需时，危险度值为0；当分级在95%（含）到100%Q需之间时，危险度值为60；当分级在85%（含）到95%Q需时，危险度值为90；当分级小于85%Q需时，危险度值为100。8)危险源：采区反风系统。当分级等于采区数时，危险度值为0；当分级大于等于采区数的85%时，危险度值为40；当分级为采区数的60%（含）到85%之间时，危险度值为80；当分级为采区数的50%（含）到60%之间时，危险度值为90；当分级小于采区数的50%时，危险度值为100。9)危险源：采掘面串联通风数。当分级为0时，危险度值为0；当分级为1时，危险度值为80；当分级为2时，危险度值为100。10)危险源：矿井外部漏风。当分级小于等于15%Q机时，危险度值为0；当分级在15%到20%Q机（含）之间时，危险度值为75；当分级在20%到25%Q机（含）之间时，危险度值为85；当分级在25%到30%Q机（含）之间时，危险度值为90；当分级小于30%Q机时，危险度值为100。11)危险源：矿井最大负压/Pa。当分级小于等于3000时，危险度值为0；当分级在3000到3300（含）之间时，危险度值为80；当分级在3300到3800（含）之间时，危险度值为90；当分级大于3800（含）时，危险度值为100。12)危险源：矿井巷道失修严重率。当分级为0时，危险度值为0；当分级在0-1%（含）之间时，危险度值为50；当分级在1%到2%（含）之间，危险度值为70；当分级在2%到3%（含）之间时，危险度值为90；当分级大于3%时，危险度值为100。13)危险源：下行通风采面数。当分级为0时，危险度值为0；当分级为1时，危险度值为80；当分级为2时，危险度值为100。14)危险源：矿井通风系统回风段阻力。当分级小于等于35%H总时，危险度值在0；当分级在35%到40%H总（含）之间时，危险度值为75；当分级在40%到45%H总（含）之间时，危险度值为85；当分级大于45%H总时，危险度值为100。2.2 对于矿井通风系统危险源评价的权变出于彰显危险源的基本属性，我们将权变引入到整个通风系统危险性的评价体制中，有效避免危险源指示指标过多造成的评价结果不准确的难题。我们将危险源常权向量W和状态变权向量S（z）进行归一化Hardarmard乘积，进而得到变权向量:W（z）= （1）上式中S(z)是危险源的状态变权向量，而S(z)=(s1(z),s2(z), sm(z);W(z)为危险源的变权向量，W(z)中的z是危险源的状态值向量，z取值为自然数，而W则是指危险源的常权向量，取值也为自然数。对于矿井通风系统危险源的评价我们采用状态值进行判定，取值范围为0-100，当评价指标的危险度值是状态值时，则认为危险源的状态变权向量是：（z1,z2, zm）=j=1,2，,m; （2）可得变权值：（z1,z2, zm）= (3)当评价指标安全度值是状态值，就认为指标的状态变权向量:（z1,z2, zm）=j=1,2，,m; (4)可得变权值：（z1,z2, zm）= (5)出于保证变权在矿井通风系统中有效应用，现制定如下规定： 第一，当指示的危险度值是0的时候，就取指标的危险度值或者安全度值是1，以保证状态权变向量的连续性；第二，为了有效突出矿井通风系统危险源评价体系中所能产生的影响作用，我们仅仅对主要因素进行处理，而对于其他因素不做处理；第三，当主要因素的危险度值超过所规定的最小危险度值时，应当在整个体系中进行变权处理。2.3 矿井通风系统危险源等级评定当已经确定矿井通风系统危险源的危险度值以及变权方法之后，应当借助相应的方式合成矿井通风系统的危险性。其中加法合成法适合于危险源相互独立并且存在补偿的现象，该种合成方法有效突出了危险度值较大或者权数较大的危险源，是一种更加接近主要因素的评价合成方式，加法合成计算的公式如下：U=。 （6）上式中的矿井通风系统危险性的评价值是u,第k个危险源的权值是Wk;第k个危险源的危险度值uk;危险源个数为n，取值为14。对于矿井通风系统危险源的层次结构在实际评价过程中应当借助（6）式完成。3 对于矿井通风系统危险源等级的划分当危险源评价值超过80时则认为是I级危险源。第一，该种情况是指通常不会发生事故，但是一旦遭受外界因素的触发则可能发生事故，并且可能出现重大人员伤害，所产生的直接经济损伤会超过20万元，更会造成相关设备以及作业场所的损坏；第二，当事故出现后所造成的后果不会过于严重，但是出现事故的几率较大。当危险源评价值为60-80时则界定为级危险源。该种情况下出现事故的几率极大，并且一旦出现事故则可能造成大量人员伤亡，直接经济损伤会超过10万元，更会造成相关设备以及作业场所的损坏。当危险源评价值低于60的时候，则界定为级危险源。该种情况下极易出现事故，所造成的后果极为