煤矿井下紧急避险系统压风供气压力波动分析记录细则

煤矿井下紧急避险系统压风供气压力波动分析记录细则一、压力波动监测基础要求（一）监测范围与布点规范压风供气压力监测应覆盖煤矿井下所有紧急避险关键区域，包括采掘工作面、避难硐室、救生舱及避灾路线沿线。具体布点需满足：煤与瓦斯突出矿井在距采掘工作面25-40米范围内设置监测点，回风巷每200米配置一组带压力监测功能的供气阀门；避难硐室入口前20米及室内分别布设监测点，确保灾变期间压力数据连续采集。掘进工作面自迎头向外每50米设置监测截面，每个截面在管路不同高度安装2个压力传感器，形成立体监测网络。（二）监测设备技术参数压力监测设备需符合矿用本质安全型要求，测量范围0-1.0MPa，精度等级不低于0.5级，采样频率不低于1次/秒。传感器应具备抗振动、防尘、防水性能，工作环境温度-20℃~60℃，相对湿度≤95%（25℃时）。监测系统应具备数据实时传输功能，地面监控中心能显示各监测点压力曲线，异常情况下30秒内发出声光报警。设备供电需采用双回路设计，确保断电后备用电源可持续工作不小于4小时。二、压力波动分类及特征分析（一）正常波动范围界定系统正常工作时压力波动应控制在±0.02MPa以内。采掘工作面动态供风时，压力允许短期波动范围为0.3-0.7MPa，单次波动持续时间不超过10秒；避难硐室供气压力需稳定维持在0.1-0.3MPa，连续运行时压力波动幅度不得超过±0.01MPa。正常波动特征表现为周期性小幅震荡，与井下风镐使用、风门开关等常规作业活动相关，波动频率通常在0.5-2Hz之间。（二）异常波动类型识别突发性降压：压力在10秒内骤降超过0.1MPa，常见于管路破裂、阀门误操作等情况。特征为压力曲线呈垂直下降趋势，伴随流量急剧增加。持续性低压：压力低于0.3MPa且持续超过5分钟，多因空气压缩机出力不足或主管道堵塞。表现为压力曲线在低区间平稳波动，波动幅度减小。周期性波动：压力以固定周期（30-120秒）在0.2-0.6MPa间规律性变化，通常由空压机加载/卸载循环或管路积水引发，波形呈现正弦曲线特征。压力骤升：压力瞬间超过0.7MPa且持续时间超过3秒，可能导致管路爆裂或自救装置损坏，多由减压阀失效或地面空压机失控造成。三、波动原因诊断与分析方法（一）机械故障类原因空气压缩机气阀损坏会导致排气压力周期性波动，通过频谱分析可发现10-20Hz的特征频率；活塞环磨损造成的压力下降表现为排气量线性衰减，每日压降幅度约0.02-0.05MPa。管路系统故障中，弯头处涡流产生的压力损失与流速平方成正比，当管径突然缩小处流速超过15m/s时，会引发局部压力骤降。阀门内漏导致的压力损失可通过上下游压力差计算，当阀门开度小于30%时，局部阻力系数急剧增大。（二）环境影响因素井下温度变化每±10℃会导致压力±0.03MPa的波动，在季节性交替时尤为明显。采掘工作面推进过程中，管路延伸每增加100米，沿程压力损失约0.05-0.08MPa。瓦斯突出事故发生时，冲击波会造成压力瞬间跃升2-3倍设计压力，随后因巷道堵塞形成负压区。巷道变形对管路的挤压通常表现为压力缓慢下降，每日降幅与变形速率正相关。（三）系统性干扰因素多工作面同时用气时会产生叠加干扰，压力波动幅度为各单点波动的矢量和。压风系统与通风系统的耦合作用表现为：主扇倒机时会引起回风巷压力±0.04MPa的瞬变。供电系统电压波动±10%会导致空压机输出压力变化±0.05MPa，频率变化1Hz对应压力波动0.02MPa。四、数据记录规范与要求（一）实时监测记录内容监测记录表应包含以下要素：监测点编号、日期时间（精确到秒）、瞬时压力值（保留三位小数）、平均压力（5分钟滑动平均）、波动幅度、波动频率及伴随现象描述。每次压力异常需记录触发事件，如"14:23:05，掘进面风镐启动，压力从0.52MPa降至0.48MPa"。对避难硐室等关键区域，需同步记录温度、湿度等环境参数，形成多维数据矩阵。（二）周期性分析报告每日报告应统计各监测点压力合格率（正常波动时长占比）、最大波动幅度及发生时刻、典型波动事件分类统计。每周报告需进行频谱分析，识别新增特征频率；每月开展趋势分析，计算压力月均值变化率，预测潜在故障风险。报告需包含压力-时间曲线、波动频率分布图、故障原因饼图等可视化图表，关键数据需采用三级校验机制（自动采集→人工复核→技术主管审核）。（三）异常事件专项记录压力异常事件需建立"四不放过"记录制度：事件经过（精确到秒的压力变化曲线）、原因分析（机械/环境/系统因素判定）、处置措施（应急操作记录）、预防改进（技术/管理措施）。重大异常（压力波动超过0.2MPa）需附现场照片、管路检测数据及维修记录，形成闭环管理档案。记录保存期限不少于3年，电子版需采用不可篡改格式存储。五、应急处置流程与响应机制（一）三级预警响应一级预警（轻微波动）：压力超出正常范围但未影响系统功能，由当班安全员现场排查，记录在《日常巡检表》，24小时内完成原因分析。二级预警（显著波动）：压力波动导致部分自救装置失效，立即启动局部应急预案，停止受影响区域作业，通风部门1小时内到达现场处置。三级预警（严重波动）：系统压力持续异常超过30分钟，或压力骤降至0.2MPa以下，立即启动矿井级应急响应，通知受威胁区域人员撤离，总工程师组织抢险。（二）应急处置技术措施临时降压时可启用管路堵头限制泄漏范围，采用液压快速封堵技术可在30分钟内完成直径50mm以下破口修复。面对持续性低压，可通过开启备用空压机实现压力补偿，单台20m³/min空压机可使主管路压力提升约0.15MPa。避难硐室压力异常时，应立即切换至独立供气回路，通过调节节流阀将压力稳定在0.2MPa标准值，同时启动内部空气净化系统。六、日常维护与周期校验（一）设备维护周期规范压力传感器每月需进行一次现场校准，采用标准压力源（精度0.05级）进行三点校验（0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa），示值误差超过±0.01MPa必须更换。管路系统每季度进行一次全面检测，采用超声波流量计测量各分支流量，结合压力数据计算管路阻力系数，超过设计值15%时需进行清淤处理。空气压缩机安全阀每周手动校验一次，确保起跳压力准确设定为0.8MPa。（二）预防性试验要求每年开展一次系统联动试验，模拟最大负荷工况（同时开启80%自救装置），监测压力稳定性；每半年进行一次灾变模拟试验，切断主电源后检查备用系统启动时间（应≤15秒）及压力维持能力。管路耐压试验每两年进行一次，试验压力为工作压力的1.5倍，保压30分钟压力降不得超过0.05MPa。对关键阀门进行动作可靠性测试，每月操作次数不少于3次，确保开关灵活无卡滞。七、数据分析应用与改进措施（一）趋势预测模型构建基于历史数据建立压力波动预测模型，采用时间序列分析法（ARIMA模型）处理连续监测数据，预测未来24小时压力变化趋势，预测误差应控制在±0.015MPa以内。通过机器学习算法识别异常波动前兆特征，当系统检测到"压力微降+流量递增"组合特征时，可提前10-15分钟发出预警。模型需每月用新采集数据进行迭代优化，确保预测精度持续提升。（二）系统优化改进方案根据压力分布数据优化管路布局，当某段管路压力损失超过0.08MPa/100m时，应考虑增大管径或增设增压站。对频繁发生压力波动的区域，可采用波纹管补偿器吸收振动能量，使波动幅度降低40-60%。在避难硐室进气端安装主动稳压装置，通过PID控制实现压力调节精度达±0.005MPa。建立压力波动数据库，对同类矿井的典型案例进行比对分析，形成区域性改进方案。八、记录管理与责任追溯（一）数据存档规范监测数据采用分布式存储架构，地面服务器实时备份，井下采集终端保留最近72小时原始数据。每日生成的压力分析报告需经当班技术员、通风科长、总工程师三级签字确认，按月度汇编成册。异常波动处理记录应包含"现象描述-原因分析-处置措施-效果验证"四要素，形成标准化表单存档。采用区块链技术对关键数据进行存证，确保数据不可篡改且可追溯。（二）责任追究机制建立压力管理责任制，明确矿长为第一责任人，通风部门负责日常监测，机电部门承担设备维护责任。对因记录不全导致事故分析困难的，追究当班记录员责任；因维护不到位造成压力监测失效的，给予机电队长问责处理。发生重大压力异