吉瑞雪

摘 要：礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)是及時(shí)正確反映其通風(fēng)系能可靠性程度的重要途徑，礦井管理者能夠依據(jù)可靠性評價(jià)信息對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以及時(shí)解決其存在的安全隱患。本文通過對評價(jià)通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的技術(shù)方法進(jìn)行比較分析來探討其評價(jià)方法及其發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng)系統(tǒng)；可靠性；評價(jià)方法

煤炭挖掘生產(chǎn)工作環(huán)境復(fù)雜，火災(zāi)、水災(zāi)、瓦斯、頂板及煤塵等災(zāi)害一直威脅著煤炭生產(chǎn)，致使煤炭生產(chǎn)事故不斷發(fā)生。當(dāng)前，我國采取多種措施來抑止煤炭事故的發(fā)生，且效果顯著。但我國煤炭事故死亡人數(shù)和事故總量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他產(chǎn)煤國[ 1 ]。在煤炭生產(chǎn)安全中，礦井通風(fēng)系統(tǒng)起著重要作用，其能夠有效排除和稀釋礦井粉塵和瓦斯，為煤礦工作提供了較為安全的工作環(huán)境，合理有效的通風(fēng)對煤炭自然及火災(zāi)發(fā)展的抑制作用非常明顯[ 2 ]。可見，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性進(jìn)行可靠評價(jià)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦井安全隱患和存在的問題，依據(jù)評價(jià)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)、準(zhǔn)確編制應(yīng)急預(yù)案和優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠，避免煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生。

1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)評估方法

礦井通風(fēng)系統(tǒng)常用評價(jià)方法為專家打分和安全檢查表法兩種。其中安全檢查表為定性評價(jià)，不能確定整個(gè)系統(tǒng)的安全性，專家打分法為定量評價(jià)方法，但其評價(jià)權(quán)重難以確定，可操作性不強(qiáng)，且具有一定的主觀性，評價(jià)結(jié)果頁難以統(tǒng)一，缺少說服力。隨著礦業(yè)發(fā)展，礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評價(jià)方法也取得較大發(fā)展，具體如下。

1.1 可靠性評價(jià)的萌芽期

上世紀(jì)初期，礦井開采技術(shù)及規(guī)模取得發(fā)展，人們對礦井安全的呼聲也日益強(qiáng)烈，一些經(jīng)驗(yàn)性的安全評價(jià)方法應(yīng)運(yùn)而生，礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評估進(jìn)入萌芽期。

1.2 可靠性評估的量化期

經(jīng)驗(yàn)評價(jià)方法的應(yīng)用條件非常廣泛，但其只是憑借經(jīng)驗(yàn)對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行粗略分析，加上通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者理解力及經(jīng)驗(yàn)的局限，難以提出較為全面的方案，更不易發(fā)現(xiàn)最優(yōu)方案，也會(huì)忽略時(shí)間等動(dòng)態(tài)因素的影響。19世紀(jì)M繆爾格提出了礦井等積孔A的概念，公式表達(dá)為：A=■，其中礦井通風(fēng)等積孔表示為A，總風(fēng)阻表示為Rm。

礦井等積孔大小能夠反映通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性程度，將其作為評價(jià)通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)為管理通風(fēng)系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。通常認(rèn)為A超過2m2表示礦井通風(fēng)容易，而實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)等積孔>3m2時(shí)仍顯示為通風(fēng)困難級別。為此，相關(guān)專家對等積孔公式進(jìn)行了改進(jìn)，美國將礦井等積孔分為：低瓦斯A=2.3-3.7m2；高瓦斯 A=3.7-8.4m2；該劃分沿用了通風(fēng)評價(jià)原先定義，通過改進(jìn)等積孔公式來評價(jià)通風(fēng)難以程度，進(jìn)而滿足了現(xiàn)代礦井通風(fēng)評價(jià)需要。與此同時(shí)，有效風(fēng)量率、用風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量供需比、反風(fēng)系統(tǒng)合格度等新的指標(biāo)相繼被提出。這些指標(biāo)的提出為礦井通風(fēng)管理提供了特定方面的信息需要，其反映的只是通風(fēng)系統(tǒng)某方面的狀況，而不能對通風(fēng)系可靠性統(tǒng)進(jìn)行全面、動(dòng)態(tài)的評價(jià)。

1.3 工程理論應(yīng)用期

利用單一指標(biāo)評價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性，雖然操作簡單、計(jì)算容易、明確，但其結(jié)果反映的僅是通風(fēng)系統(tǒng)的單個(gè)層面，缺乏全面型和系統(tǒng)性的評價(jià)。隨著煤炭開采的規(guī)模及深度的加大，煤巖、瓦斯及地?zé)岣邷氐痊F(xiàn)象更加嚴(yán)重，礦井沖擊礦壓也更加頻繁，加上大型采掘機(jī)械的應(yīng)用等，都影響著通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性。因此，對其進(jìn)行系統(tǒng)全面的可靠性評價(jià)顯得較為重要。上世紀(jì)中期，前蘇聯(lián)從系統(tǒng)工程視角、方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面來研究通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)。當(dāng)前，對通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的評價(jià)已經(jīng)具有一定的廣度和深度。前蘇聯(lián)研究認(rèn)為通風(fēng)系統(tǒng)可靠性同設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算方法、原始資料同實(shí)際的吻合度，通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能及扇風(fēng)機(jī)裝置等可靠性，其可靠性公式表示為：R=Rn？莓Rm？莓Rc？莓Re，其中可靠性表示為R，原始資料可靠性表示為Rn，計(jì)算方法可靠性表示為Rm，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性表示為Rc，扇風(fēng)機(jī)可靠性表示為Re。我國對礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)研究顯示有36項(xiàng)指標(biāo)影響其可靠性。通過層次分析原理對其可靠性總目標(biāo)進(jìn)行分解，將其分解成3個(gè)子目標(biāo)，首項(xiàng)為通風(fēng)系統(tǒng)的日常可靠性評價(jià)B1，該項(xiàng)的影響因素眾多，分成7個(gè)子項(xiàng)目，含指標(biāo)29項(xiàng)。第二項(xiàng)為其救護(hù)防災(zāi)的可靠性B2，其含有指標(biāo)5項(xiàng)，第三項(xiàng)是B3，安全檢測的可靠性，其含有指標(biāo)2項(xiàng)。并將指標(biāo)分成合格、基本合格和待整改三種級別，分別以A、B、C表示，在充分調(diào)研、理論研究、規(guī)范技術(shù)、統(tǒng)計(jì)分析及總結(jié)經(jīng)驗(yàn)等基礎(chǔ)上界定各種指標(biāo)范圍，明確其重要程度和隸屬函數(shù)，經(jīng)模糊綜合評價(jià)來處理指標(biāo)，進(jìn)而計(jì)算出通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性的等級，以指導(dǎo)其管理工作。

2 通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性評價(jià)現(xiàn)狀

盡管礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)研究取得進(jìn)展，但其效果卻不理想，現(xiàn)有可靠性評價(jià)方法未能發(fā)揮有效作用，這既有客觀因素存在，也有主觀因素影響，其具體體現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 經(jīng)驗(yàn)及知識層面的分析

礦井通風(fēng)系統(tǒng)決策、設(shè)計(jì)均是在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，隨著應(yīng)用數(shù)學(xué)和運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展應(yīng)用，可靠性評價(jià)研究多停留在理論層面，實(shí)踐應(yīng)用較少。在實(shí)際評價(jià)中，礦井通風(fēng)系統(tǒng)評價(jià)決策過程較為復(fù)雜，緊靠決策者的經(jīng)驗(yàn)及知識水平是不可靠的。唯有將其經(jīng)驗(yàn)同工程系統(tǒng)相結(jié)合，方能確保其評價(jià)的有效性、適用性及操作性[ 3 ]。

2.2 可操作性及不確定性分析

對于礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)的研究中，大多是對其進(jìn)行理論研究，相關(guān)專家提出的評價(jià)方法也較多，但可操作性卻不強(qiáng)。對于通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)操作者而言，根本操作不了這些評價(jià)方法。因?yàn)榈V井系統(tǒng)十分復(fù)雜多變，其可靠性評價(jià)方法也應(yīng)以動(dòng)態(tài)性和連續(xù)性來呈現(xiàn)，只有制定科學(xué)的評價(jià)方案和降低人員參與數(shù)才能實(shí)現(xiàn)其評價(jià)的有效性，才能得出相對有效的評價(jià)效果。

不確定性主要指通風(fēng)系統(tǒng)相關(guān)信息的不確定性，這種不確定性既有主觀認(rèn)識造成的不確定性，也有事物變化的隨機(jī)性，還有人類認(rèn)識的客觀模糊性，在此類因素的影響下是很難得到較為明確的信息的。

2.3 發(fā)展趨勢

通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)涉及到安全評估、統(tǒng)計(jì)學(xué)、礦井通風(fēng)等多學(xué)科知識，具有較強(qiáng)的交叉性，含有豐富的實(shí)踐敬仰和理論科學(xué)。在信息技術(shù)的推動(dòng)下，通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)也將不斷發(fā)展，不久的將來，可靠性評價(jià)指標(biāo)將實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性，評價(jià)方法將更加科學(xué)，其決策支持系統(tǒng)同其他系統(tǒng)間的耦合研究也將取得一定進(jìn)展。

總之，科技的發(fā)展推動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)不斷進(jìn)步，其同工程學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等學(xué)科的有機(jī)結(jié)合也將為可靠性評價(jià)的發(fā)展提供重要理論及方法支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王慧.試論煤礦井下通風(fēng)安全管理[J].能源與節(jié)能，2016，08：58-59.

[2] 汪義鵬，張樹江，闞哲.礦井主要通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程安全監(jiān)測方案[J].煤礦安全，2016，08：101-102+106.