＊黃 源

（沁和能源集團(tuán)有限公司候村煤礦 山西 048205）

1.煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行原理

為保障煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果，就需要重視如下方面的工作：（1）監(jiān)測(cè)主機(jī)能夠向各分站持續(xù)不斷地進(jìn)行通信，在各分站接收到傳感器信號(hào)之后，就會(huì)自動(dòng)實(shí)時(shí)信號(hào)檢測(cè)以及變換處理，其中，主要包含開(kāi)關(guān)量、模擬量以及累積量。（2）系統(tǒng)的各分站時(shí)刻等待著監(jiān)測(cè)主機(jī)的詢問(wèn)，在接收到主機(jī)的詢問(wèn)之后，分站接收到的信號(hào)就會(huì)及時(shí)傳送到監(jiān)測(cè)主機(jī)。（3）對(duì)于井下設(shè)備的把控，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)主機(jī)將會(huì)分別向分站的巡檢信號(hào)和控制命令傳遞，之后再借助分站的運(yùn)動(dòng)開(kāi)關(guān)控制井下設(shè)備。（4）接收到的實(shí)時(shí)信號(hào)會(huì)由系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)主機(jī)直接對(duì)其進(jìn)行處理和存盤，之后再借助各種外設(shè)顯示出來(lái)，如圖1所示為具體流程。

圖1 煤礦通風(fēng)的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

2.煤礦礦井通風(fēng)技術(shù)的概述以及通風(fēng)的具體要求

(1)煤礦礦井通風(fēng)技術(shù)概述

礦井通風(fēng)系統(tǒng)作為確保煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵內(nèi)容，主要是通過(guò)向煤礦礦井中輸送新鮮空氣，使煤礦礦井中的空氣呈現(xiàn)出穩(wěn)定的流通狀態(tài)。礦井中都會(huì)伴隨大量的有毒、有害氣體出現(xiàn)，一旦操作不當(dāng)，甚至?xí){到開(kāi)采人員的生命安全，就會(huì)造成毀滅性的事故，同時(shí)也會(huì)造成煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。為了使煤礦開(kāi)采工作順利開(kāi)展，并且最大限度保障礦井中作業(yè)人員的生命安全，就需要使用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，完善通風(fēng)系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)，比如，使用傳感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及聲光報(bào)警系統(tǒng)，以此來(lái)盡可能減少煤礦礦井開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)，提高煤礦礦井開(kāi)采工作效率[1]。

(2)通風(fēng)的具體要求

在煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，系統(tǒng)的機(jī)位、數(shù)量以及風(fēng)路都有可能影響通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一旦穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)，就很容易引發(fā)安全隱患。通風(fēng)系統(tǒng)的有效運(yùn)作，會(huì)起到稀釋井下有害氣體的作用，排出井下的部分有害氣體，以此來(lái)大大降低出現(xiàn)事故的幾率，為井下作業(yè)創(chuàng)造更加安全的環(huán)境。如果出現(xiàn)問(wèn)題，也能夠借助通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)起到控制煤礦礦井中風(fēng)向以及風(fēng)量的作用，以免事故的進(jìn)一步惡化。

(3)煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的參數(shù)指標(biāo)

如表1所示為KJ90X型煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控參數(shù)指標(biāo)，其作為控制煤礦礦井通風(fēng)風(fēng)速、壓力、一氧化碳濃度以及煙霧的主要依據(jù)，借助該參數(shù)指標(biāo)制定相應(yīng)的控制措施，能夠降低其它因素對(duì)煤礦礦井通風(fēng)安全可能帶來(lái)的不利影響，具有提高煤礦礦井安全性的目的。

表1 KJ90X型煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的參數(shù)指標(biāo)

3.礦井通風(fēng)與安全監(jiān)控常見(jiàn)問(wèn)題

（1）安全監(jiān)控機(jī)制不完善。通過(guò)對(duì)煤礦礦井通風(fēng)與安全監(jiān)控工作進(jìn)行深入調(diào)查研究得知，大多數(shù)煤礦企業(yè)在運(yùn)行的過(guò)程中都存在安全監(jiān)控機(jī)制不完善的問(wèn)題，從而在很大程度上影響了煤礦礦井的安全生產(chǎn)，同時(shí)，還由于受到煤礦礦井工作人員自身專業(yè)水平的影響，使得煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)有的性能。此外，在使用煤礦礦井安全監(jiān)控設(shè)備的過(guò)程中，也面臨著各種故障，這同樣也是影響目前煤礦安全生產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。如果在開(kāi)展煤礦企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工作的過(guò)程中，設(shè)備的使用和維護(hù)管理沒(méi)有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，或者在選擇設(shè)備廠家的時(shí)候沒(méi)有進(jìn)行調(diào)查研究，忽視了設(shè)備的質(zhì)量以及售后服務(wù)，就會(huì)由于煤礦礦井生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量和性能無(wú)法滿足生產(chǎn)要求而導(dǎo)致煤礦企業(yè)的安全監(jiān)督工作無(wú)法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[2]。

（2）礦井局部通風(fēng)規(guī)范性不足。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備自身存在的質(zhì)量缺陷是影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中空氣流量監(jiān)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的關(guān)鍵。就目前實(shí)際情況看來(lái)，我國(guó)大多數(shù)煤礦企業(yè)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管工作都存在著通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)管制度不完善的問(wèn)題，從而降低了煤礦井下信息采集工作的精確度。同時(shí)，大多數(shù)企業(yè)在實(shí)施設(shè)備維護(hù)工作的時(shí)候，將設(shè)備數(shù)據(jù)信息作為監(jiān)控工作的重點(diǎn)，對(duì)傳感器的運(yùn)行監(jiān)測(cè)狀態(tài)不夠重視，從而引發(fā)了井下安全事故。

（3）煤礦礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)功能缺失。在我國(guó)煤礦行業(yè)中，對(duì)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的使用相對(duì)較晚，盡管煤礦礦井的發(fā)展迅速，但是其中仍然存在著功能方面的問(wèn)題，我國(guó)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中的常見(jiàn)問(wèn)題如下：①礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的資深設(shè)計(jì)存在疏漏，比如，我國(guó)礦井中對(duì)KJ86N監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝比較常見(jiàn)，該系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)死機(jī)、系統(tǒng)老化以及數(shù)據(jù)中斷等問(wèn)題，從而嚴(yán)重影響了對(duì)礦井參數(shù)的監(jiān)測(cè)和記錄。②礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝不達(dá)標(biāo)，致使在實(shí)際礦井中安全監(jiān)控系統(tǒng)很難全面監(jiān)控礦井中的通風(fēng)情況。③礦井安全監(jiān)控儀器設(shè)備的性能不達(dá)標(biāo)，難以滿足礦井安全監(jiān)控需求[3]。

（4）煤礦礦井安全監(jiān)控體系不成熟。礦井安全監(jiān)控體系的不成熟主要體現(xiàn)在以下方面：①安全監(jiān)控系統(tǒng)的管理相對(duì)薄弱，缺乏完善的安全監(jiān)控管理機(jī)制，相關(guān)工作人員沒(méi)有全面掌握安全監(jiān)控系統(tǒng)，再加上技術(shù)性操作生疏，而且缺少相應(yīng)的維護(hù)人員，從而很難及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)中存在的問(wèn)題。②缺乏完善的安全監(jiān)控管理機(jī)制，不重視安全監(jiān)控工作，并且對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄監(jiān)測(cè)不關(guān)注，致使信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性比較低。③安全監(jiān)控系統(tǒng)混亂，致使其無(wú)法發(fā)揮出自身應(yīng)有的價(jià)值。

4.煤礦瓦斯突出原因的分析

（1）石門開(kāi)采造成的突出。掘進(jìn)設(shè)備在煤礦開(kāi)采工作中的應(yīng)用，主要用來(lái)鉆探煤層的深度。如果掘進(jìn)設(shè)備的前部為斷層帶，此時(shí)，一旦掘進(jìn)設(shè)備穿過(guò)了斷裂層，在鉆探作業(yè)面沒(méi)有支護(hù)措施的前提下，鉆探設(shè)備的繼續(xù)使用就會(huì)由于掌子面的頂板巖層缺少穩(wěn)定的支護(hù)，最終增加出現(xiàn)塌方事故的幾率。主要是因?yàn)樵跊](méi)有支護(hù)措施的前提下，鉆探設(shè)備的使用會(huì)在很大程度上改變煤層結(jié)構(gòu)應(yīng)力，此時(shí)，煤層中的瓦斯就會(huì)集中在應(yīng)力薄弱的區(qū)域，隨著鉆探作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，一旦瓦斯的壓力超過(guò)了煤層結(jié)構(gòu)所能承受的最大應(yīng)力，就很容易出現(xiàn)石門瓦斯突出問(wèn)題。

（2）煤層結(jié)構(gòu)的不同。石門瓦斯事故的出現(xiàn)，通常都會(huì)有一定的征兆，如果能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些征兆，就能夠有效避免瓦斯突出問(wèn)題的產(chǎn)生，或者可以為選用科學(xué)的排除瓦斯突出的措施奠定良好的基礎(chǔ)。在開(kāi)采煤層的過(guò)程中，對(duì)于一些已經(jīng)被開(kāi)采過(guò)的淺層煤礦資源，在實(shí)際開(kāi)展深層煤礦開(kāi)采工作的過(guò)程中會(huì)在一定程度上影響到瓦斯儲(chǔ)存區(qū)域。比如，原先具有良好透氣性的煤層瓦斯區(qū)域，在開(kāi)采過(guò)程中煤層的透氣性能將會(huì)逐漸降低，最終增加煤層的瓦斯壓力，隨著煤層中瓦斯壓力的不斷提升，在其到達(dá)一定的臨界值的時(shí)候，就很容易引發(fā)煤和瓦斯突出事故。

（3）地質(zhì)環(huán)境與開(kāi)采的因素。隨著煤層開(kāi)采深度的逐漸增加，煤層結(jié)構(gòu)質(zhì)量在深層礦井開(kāi)采過(guò)程中會(huì)發(fā)生很大的變化，而且深層煤礦在地質(zhì)演變過(guò)程中，出現(xiàn)地質(zhì)扭曲現(xiàn)象和地質(zhì)結(jié)構(gòu)斷裂現(xiàn)象的可能性比較大。如果在進(jìn)行深層礦井開(kāi)采工作的過(guò)程中，沒(méi)有詳細(xì)勘察深層礦井周邊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，而是盲目地進(jìn)行開(kāi)采工作，就會(huì)由于支護(hù)不到位而造成開(kāi)采路線不合理，進(jìn)而引發(fā)煤礦開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)煤與瓦斯事故的幾率。

5.煤與瓦斯突出的防治措施研究

（1）加強(qiáng)開(kāi)采鉆孔的預(yù)測(cè)。實(shí)際煤層掘進(jìn)工作的進(jìn)行，必須做好未開(kāi)采區(qū)域煤層的鉆孔掘進(jìn)工作，在確保煤層鉆孔達(dá)到施工要求之后，嚴(yán)格監(jiān)測(cè)瓦斯含量和鉆孔質(zhì)量。在此過(guò)程中，不同檢測(cè)方法的應(yīng)用得到的數(shù)據(jù)信息也各不相同。因此，整個(gè)鉆孔作業(yè)的進(jìn)行，必須嚴(yán)格按照實(shí)際煤層的開(kāi)采情況選用相應(yīng)的鉆孔檢測(cè)方法。在確保測(cè)得的數(shù)據(jù)和實(shí)際預(yù)測(cè)的瓦斯含量一致的情況下，就可以嚴(yán)格按照事先設(shè)定的瓦斯抽離方法開(kāi)展后續(xù)工作。在煤層開(kāi)采過(guò)程中，為確保瓦斯含量檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，煤層掘進(jìn)鉆孔作業(yè)的進(jìn)行，通常需要選擇三個(gè)或者三個(gè)以上的鉆孔。通過(guò)檢測(cè)瓦斯含量如果發(fā)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)值和預(yù)測(cè)數(shù)值之間的偏差比較大，或者檢測(cè)數(shù)值不穩(wěn)定，為了能夠最大限度提升鉆孔檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確度，就需要用到增加鉆孔的方法，盡可能多地獲取一些煤層瓦斯數(shù)據(jù)信息，以便將其中差別較大的數(shù)據(jù)值去除，通過(guò)選擇中間數(shù)據(jù)求平均值的方式，確保鉆孔作業(yè)的安全進(jìn)行。在獲取相應(yīng)的鉆探數(shù)據(jù)之后，為了盡可能避免施工過(guò)程中出現(xiàn)瓦斯與煤突出事故，就需要分類整理鉆孔數(shù)據(jù)信息，結(jié)合數(shù)據(jù)信息的波動(dòng)情況對(duì)煤層開(kāi)采方案的安全性以及可行性進(jìn)行評(píng)估，在此基礎(chǔ)之上，得出相應(yīng)的開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)?；陬A(yù)測(cè)得到的數(shù)據(jù)信息以及煤層的開(kāi)采計(jì)劃制定出煤與瓦斯突出防治控制計(jì)劃，以便為采煤工作的開(kāi)采進(jìn)行提供可靠的保障，這樣一來(lái)也有利于提升煤礦的開(kāi)采效率。

（2）進(jìn)一步創(chuàng)新礦井通風(fēng)技術(shù)方法。良好的礦井通風(fēng)環(huán)境對(duì)于減少礦井安全事故的出現(xiàn)意義重大，因此，為了能夠從根本上為煤礦開(kāi)采工作的有序開(kāi)展創(chuàng)建良好的環(huán)境，就需要加大對(duì)礦井通風(fēng)技術(shù)的創(chuàng)新力度，以此來(lái)為煤礦開(kāi)采環(huán)境提供充足的氧氣。同時(shí)，還需要運(yùn)用集體培訓(xùn)的方法來(lái)提高井下作業(yè)人員的專業(yè)水平，使其具備科學(xué)合理應(yīng)用礦井通風(fēng)技術(shù)的能力，這樣一來(lái)，即便遇到安全隱患，也能夠及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施，最大限度降低事故帶來(lái)的不利影響?？茖W(xué)化應(yīng)急方案的應(yīng)用，同時(shí)還具有規(guī)范礦井作業(yè)流程的效果，對(duì)于提升煤礦開(kāi)采效率，保障煤礦開(kāi)采環(huán)境的安全性發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。

6.煤礦礦井通風(fēng)與安全監(jiān)控策略

(1)加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)管理工作

在煤礦礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中，礦井系統(tǒng)作為其中一項(xiàng)重要內(nèi)容，必須使用科學(xué)的通風(fēng)系統(tǒng)才能為煤礦礦井生產(chǎn)作業(yè)的安全穩(wěn)定落實(shí)提供可靠的保障。首先，需要確保通風(fēng)設(shè)備的性能。機(jī)械設(shè)備作為影響煤礦礦井通風(fēng)的關(guān)鍵，為了能夠提升煤礦開(kāi)采效率，就需要煤礦企業(yè)高度重視設(shè)備的性能設(shè)計(jì)，進(jìn)而全面保障通風(fēng)設(shè)備的性能，只有這樣才能夠?yàn)樘岣咄L(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率奠定良好的基礎(chǔ)。其次，優(yōu)化井下作業(yè)環(huán)境。良好的環(huán)境是確保采礦工作安全開(kāi)展的關(guān)鍵。因此，煤礦企業(yè)必須結(jié)合礦井的實(shí)際情況，優(yōu)化煤礦礦井工作環(huán)境，確保礦井處于良好的通風(fēng)狀態(tài)。最后，增加礦井通風(fēng)系統(tǒng)的科技投入力度。為了能夠提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性能，就需要煤礦企業(yè)制定明確的通風(fēng)系統(tǒng)安全管理目標(biāo)和控制指標(biāo)為煤礦礦井井下通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的保障。

(2)增強(qiáng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能

面對(duì)煤礦礦井工作環(huán)境的不可控性以及復(fù)雜性的特點(diǎn)，在礦井通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，安全監(jiān)控作業(yè)的開(kāi)展必須重視系統(tǒng)信息采集工作，提升通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境參數(shù)傳感器的抗干擾能力和靈敏度，使其能夠滿足礦井井下的安全生產(chǎn)需求。

(3)提高監(jiān)控系統(tǒng)信息能力

充分發(fā)揮出煤礦礦井通風(fēng)與安全監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸能力，可以使工作人員及時(shí)掌握煤礦礦井的工作狀態(tài)。因此，除了要充分利用有線電話系統(tǒng)之外，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)泄漏點(diǎn)無(wú)線通訊系統(tǒng)以及以太網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用力度，將后現(xiàn)代化通訊系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的全面配置與調(diào)試，只有這樣才能夠起到提高通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效率的目的。比如，可以將ZigBee系統(tǒng)用在功耗低、距離短、數(shù)量流量小以及通信范圍小的不同電子設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸和間歇性數(shù)據(jù)傳輸以及典型周期性數(shù)據(jù)傳輸中。

比如，在煤礦企業(yè)中建立煤礦井下泄露電纜無(wú)線通信系統(tǒng)，其中包含基建設(shè)備、全連路設(shè)備以及用戶終端設(shè)備等相關(guān)的設(shè)備。①基站設(shè)備。主要是由天線、基站臺(tái)、電源、天線共用器以及控制終端等組成。②鏈路設(shè)備。主要包含補(bǔ)償電源、泄漏電纜、接線盒以及功率分配器，在具體設(shè)置的時(shí)候需要根據(jù)覆蓋范圍和巷道結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。③用戶終端。包含手持機(jī)等相關(guān)設(shè)備。煤礦企業(yè)已建立泄漏電纜無(wú)線通信系統(tǒng)的方法，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)井上和井下無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的目的，同時(shí)還能夠在很大程度上提高煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性和安全性。

(4)加強(qiáng)環(huán)境預(yù)防

企業(yè)應(yīng)該高度重視管理環(huán)境的優(yōu)化工作，通過(guò)全面監(jiān)測(cè)礦井工作環(huán)境參數(shù)，首先，必須明確環(huán)境因素，降低事故發(fā)生幾率。可以通過(guò)輔助防塵系統(tǒng)排除引發(fā)爆炸因素，建立安全通風(fēng)環(huán)境。設(shè)計(jì)管理環(huán)境方案，基于實(shí)際情況，實(shí)施管理工作，為創(chuàng)建安全穩(wěn)定的通風(fēng)環(huán)境奠定良好的基礎(chǔ)。其次，預(yù)防環(huán)境因素，需要控制可能出現(xiàn)在礦井中的易燃易爆物質(zhì)，以免引發(fā)火災(zāi)，并且要做好設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)工作，使其處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。要對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象就需要及時(shí)進(jìn)行解決。企業(yè)應(yīng)該不斷完善通風(fēng)監(jiān)管機(jī)制，定期開(kāi)展演練工作，強(qiáng)化員工的安全理念，提高員工的應(yīng)急處理能力。除此之外，科學(xué)評(píng)估通風(fēng)系統(tǒng)的性能，有效落實(shí)維護(hù)、升級(jí)工作，及時(shí)消除安全隱患在萌芽狀態(tài)。

7.結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代化技術(shù)快速發(fā)展的前提下，礦井的通風(fēng)與安全監(jiān)管也需要結(jié)合現(xiàn)代化信息技術(shù)，使用科學(xué)合理的方法為煤礦開(kāi)采工作提供安全穩(wěn)定的環(huán)境，以此來(lái)推動(dòng)煤礦企業(yè)的健康發(fā)展。