矿井通风系统评价
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矿井通风技术安全评价范本矿井通风技术在矿山安全生产中起着至关重要的作用,对于评价矿井通风技术的安全性,不仅需要考虑通风系统的运行效果,还需要综合考虑与通风相关的各种风险因素。
本文将以矿井通风技术安全评价为主题,探讨通风系统的性能评价、风险评估以及相应的管理措施等内容。
一、通风系统的性能评价1. 通风系统的可靠性评价矿井通风系统作为矿山安全生产的重要保障,其可靠性直接影响到矿工的生命安全。
可靠性评价主要包括通风系统在正常运行情况下的工作时间、故障发生的概率以及故障恢复时间等指标。
评价通风系统的可靠性需要考虑到系统的设计、设备的选择以及运行和维护等因素。
2. 通风系统的性能评估通风系统的性能评估主要包括通风效果、风速和风量等指标。
通风效果评估可以通过监测矿井内空气质量指标来完成,如二氧化碳、氮气和氧气含量等。
同时,还需要考虑到矿井内部空气的流通情况,如风速、风向和风量等指标。
通过对这些指标进行监测和分析,可以评估通风系统的性能水平。
二、风险评估1. 矿井通风系统的火灾风险评估矿井通风系统作为安全管理的重要组成部分,其与火灾的关联性非常密切。
火灾在矿井中的发生将对矿工的生命安全和财产造成巨大的威胁,因此对通风系统的火灾风险进行评估具有重要意义。
火灾风险评估主要包括评估通风系统的设计和施工是否满足防火要求,以及对通风系统中可能存在的火源和燃料进行评估和管理等。
2. 矿井通风系统的瓦斯爆炸风险评估瓦斯爆炸是矿井中另一个常见的安全隐患,通风系统在瓦斯爆炸风险评估中也发挥着重要作用。
瓦斯爆炸风险评估主要包括评估通风系统对瓦斯扩散的影响、是否对瓦斯进行有效排放和处理等。
同时,还需要考虑到通风系统中可能存在的瓦斯积聚和泄漏的情况,并采取相应的管理措施。
三、安全管理措施1. 设立完善的通风设备管理制度通风设备是矿井通风系统的核心组成部分,其正常运行对于保证通风系统的安全性至关重要。
因此,需要建立完善的通风设备管理制度,包括设备的选型和采购、设备的安装和调试、设备的日常维护和检修等方面。
煤矿通风系统安全预评价矿井通风系统由矿井通风方式、主要通风机工作方法、通风网络构成。
矿井通风是矿井安全工作的基础,是稀释和排除矿井瓦斯与粉尘最有效、最可靠的方法,也是创造良好劳动环境的基本途径,而合理的通风又是抑制煤炭自燃和火灾发展的重要手段。
因此,矿井通风是煤矿建设和生产过程中不可缺少的重要环节。
本文采用预先危险性分析对煤矿通风系统进行安全预评价,根据预评价结果采取适宜的安全对策措施,以实现煤矿通风安全。
一、矿井通风系统安全预评价采用预先危险性分析对通风系统的主要危险有害因素及其事故后果进行安全性分析评价。
1、预先危险性分析法预先危险性分析是在进行某项工程活动(包括设计、施工、生产、维修等)之前,对项目存在的各种危险有害因素(类别、分布)出现条件和事故可能造成的后果进行宏观、概略分析的系统安全分析方法。
其主要目的是:①在系统设计审查阶段,或在某项活动之前,大体识别系统可能存在的主要危险。
②鉴别产生危险的原因。
③预测危险出现可能对系统造成的影响。
④判定已识别的危险性等级,提出相应的消除或控制危险性的措施。
2、预先危险性分析程序和内容①通过经验判断、技术诊断或其它方法调查确定危险源,对所需分析系统的生产目的、物料、装置及设备、工艺过程、操作条件以及周围环境等进行充分详细的了解。
②根据过去的经验教训及同类行业生产中发生的事故(或灾害)情况,对系统的影响、损坏程度,类比判断所要分析的系统中可能出现的情况,查找能够造成系统故障、物质损失和人员伤害的危险性,分析事故(或灾害)的可能类型。
③对确定的危险源分类,制成预先危险性分析表。
④转化条件,即研究危险因素转变为危险状态的触发条件和危险状态转变为事故(或灾害)的必要条件,并进一步寻求对策措施,检验对策措施的有效性。
⑤进行危险性分级,排列出重点和轻、重、缓、急次序,以便处理。
⑥制定事故(或灾害)的预防性对策措施。
采用预先危险性分析进行煤矿通风系统安全性评价详见下表。
前言本标准依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国矿山安全法》和有关法律、行政法规及参照有关行业技术标准、规范、规定制定。
用于规范金属非金属地下矿山通风系统效果评定及通风管理,保障人民生命财产安全。
本标准为强制性标准。
本标准由国家安全生产监督管理总局提出。
本标准由全国安全生产标准化技术委员会非煤矿安全分技术委员会归口。
本标准负责起草单位:中钢集团马鞍山矿山研究院。
本标准参加起草单位:中国安全生产科学研究院。
本标准主要起草人:项宏海、陈宜华、张兴凯、程厉生、吴冷峻、王云海、贾安民。
1 范围本标准规定了金属非金属(含伴生氡及其子体)在安全评价、设计、建设和开采过程中对井下通风系统的测评和鉴定标准。
本标准适用于金属非金属地下矿山(含伴生氡及其子体矿山)在安全评价、设计、建设和开采。
亦适用于深凹露天矿采用地下井巷开拓的部分。
本标准不适用于放射性矿、煤矿、煤系硫铁矿及其他与煤共生矿藏的开采。
本标准也不适用于石油、天然气、矿泉水等液态或气态矿藏的开采。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。
凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误内容)或修订版均不适用于本标准。
然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB 16423 金属非金属矿山安全规程GB 5748 作业场所空气中粉尘测定方法GB 4792 放射卫生防护基本标准GB 87 工业企业噪声控制设计规范GBZ 2 工业场所有害因素职业接触限制GBZ 159 工作场所空气中有害物质监测的采样规范GBZ 160 工作场所空气有毒物质测定技术GB 50215 煤炭工业矿井设计规范YSJ 019 有色金属矿山采矿设计规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1金属非金属地下矿山以平硐、斜井、斜坡道、竖井等作为出入口,深入地表以下,采出供建筑业、工业或加工业用的金属或非金属矿物的采矿场及其附属设施。
第六章矿井通风系统评价6.1 矿井通风系统评价的重要性和意义矿井是由多系统(提升运输系统、排水系统、通风系统等)密切配合而组成的复杂统一体,各系统之间相互制约,又相互关联。
矿井通风是其中的一个子系统,它既依附又制约于矿井生产主系统。
同时与开采煤层的地质赋存、自然条件、开拓开采方法等外部因素密切关联。
矿井通风系统是矿井通风动力及其装置、通风网络和通风控制设施的总称。
它反映了以各种技术手段输送、调度空气在井下流动,维护矿井正常生产和劳动安全的动态过程。
在生产时期其任务是:利用通风动力,以最经济的方式向井下各用风地点供给质优量足的新鲜空气,保证工作人员的呼吸,稀释并排除瓦斯、粉尘等各种有害物质,降低热害,给井下工人创造良好的劳动环境;在矿井发生灾变时,能有效及时地控制风向及风量,并与其它措施结合,防止灾害的扩大,进而消灭事故。
矿井通风系统随着矿井生产的进行而不断地发生变化,采掘工作面的推进与接替;采区的准备,投产与结束;矿井开拓延伸等工程的不断进展,使通风系统在网络结构上随时间发生变化。
此外,由于采矿活动的影响,通风巷道受压变形甚至冒顶、片帮、底鼓、断面缩小;通风设施受压变形,漏风量增大;各种通风动力设备(主、局部通风机)磨损、锈蚀性能逐渐衰退;矿井自然风压随时间的周期变化,矿车、人员的运行等等,从而使通风系统运行参数发生变化,而且各种参数变化具有随机性。
因此,从严格意义上说,矿井通风系统是一个动态的,随机的系统。
矿井通风系统具有一定的复杂性。
矿井通风系统的优劣,直接关系到矿井的安全生产和经济效益。
因此,需要对矿井通风系统的优劣做出正确合理的评价,在矿井通风系统的规划、设计施工和管理工作中都要予以充分的考虑。
设计好通风系统、施工好通风系统、管理好通风系统、改造好通风系统。
关于矿井通风系统的评价问题,人们已提出了许多种评价指标和方法,有单指标,也有综合指标,有打分法,也有层次分析法等。
由于我国煤矿众多,条件千差万别,目前的具体的各种指标和方法都有一定的欠缺之处,因此,如何正确地评价矿井通风系统仍是人们正在研究的一个重要课题。
6.2 矿井通风系统评价方法的研究发展与现状6.2.1单指标法90年代以前,人们一直沿用简单的单指标评价,常用的单指标有:(1)矿井等积孔A[1]计算式:A=1.19R hQ/19.1=(m 2) (6—1)式中:Q ——矿井总风量m3/sh ——矿井通风阻力Pa R ——矿井风阻N.S2/m8 对于单风机工作的矿井:A <1m 2(R >1.42NS2/m8)通风困难 A=1~2m 2(R=1.42~0.35)中等 A >2m 2(R <0.35=通风容易此指标适应于单风机通风的矿井,目前还在沿用。
对于多风机工作矿井[2]: A=1.19()()i i i mQ h Q h Q ∑∑=2319.1总(m 2) (6—2)式中:Q 总=∑Qi 为各风井总风量之和m 3/s h m =iii Q Q h ∑∑,即各风机系统的通风阻力hi 和风量Qi 的乘积即通风功率,按风量的加权平均求出的阻力值(Pa )。
多风机通风矿井的通风难易程度指标A 值,黄元平等人建议的评价界定值初步意见,见[1]表3—19。
存在问题:从式(6—2)可见,一个矿井采区越多,即分区通风风机台数越多,即Q 总越大,则A 值越大。
A=1.19i N III mi A A A A h Q ∑≈'++'+'=∑ 但实际情况是,对多风机矿井,A 值虽说较大,但不一定通风容易。
目前人们的观点是:对于多风机矿井,应按每台风机所单负的系统来分别计算各子系统的等积孔Ai ,来分别进行评价。
后来有人又提出了矿井有效等积孔Ae [3]: Ae=1.19⎪⎭⎫⎝⎛-1001e f l h Q (m 2) (6—3)式中:le ——矿井外部漏风率,%; (2)采煤工作面风量合格率Kq [3]:Kq=%100⨯nq G G (6—4)式中:Gq ——风量合格的采煤工作面数 Gn ——全矿井采煤工作面总数 (3)矿井线性风导C1[4]C1=AQ A h A h hA h Q 19.119.119.119.11⨯=== RQQ A 1706.02==(m3/S.Pa ) 认为:C1>0.075时为大风导矿井(通风容易)C1=0.025~0.075中风导矿井(中等) C1<0.025小风导矿井(通风困难) (4)风量供需比β: β=矿需Q Q f 要求:β=1~1.5 (6—6)(5)矿井有效风量率E : E=fQ Q 有效×100% 要求:E ≥85% (6—7)(6)主要通风机装置的综合效率η[5]: η=ηf ·ηt ·ηe(6—8)式中:ηf ——风机效率:ηf=输入N Q h f 1000⋅ηt ——传动效率 ηe ——电机效率(7)矿井的吨煤风量D [6]: D=86400WiA Q ∑⋅(m 3/t ) 式中:Q i ——第i 风机排风量m 3/sA W ——矿井日产量,t(8)主要通风机吨煤电耗P B [6]:P B =Wii W A h Q A N ⋅⨯∑=⨯η7.4124输入 (KWh/t ) (6—10)(9)前苏联用结构法来评价矿井通风系统可靠性的指标γ[7]: γ=nm n 1+- (6-11)式中:n ——通风网络分支数m ——通风网络节点数认为:γ越小,网络联接形式越复杂6.2.2矿井通风系统的模糊综合评判法模糊论是美国著名的控制论专家,加州大学教授Zadeh 于1965年提出的。
它的发展十分迅速。
近年来,它的应用已推广扩展到许多领域,而且越来越受到重视。
模糊综合评价是模糊数学的重要内容之一,它的指导思想是,尽可能全面地考虑影响因素,同时也考虑这些因素所起作用的大小(即权重),通过模糊合成关系得出较为明确的结论。
假定已知所讨论的有限论域为:U (所有的影响因素),V (评价的等级划分),其中U={U1,U2,…Um},V={V 1,V 2,…V n }则可获得一个从U 到V 的模糊关系R ,R ∈F (U×V ),若R ∈F (U×V )一经给定(由专家打分),且存在一个模糊向量A ∈F (U )(各因素的权重),则可唯一确定一个从U 到V 的模糊变换,即:B=AR (B ∈F (V )) (6—12) 式中:A=(a1,a2,…,am ),称为评价因素的权重向量。
R ——模糊关系,R=(γij )mxn其中:O ≤γij ≤1,(i=1,2,…,m ;j=1,2,…,n ) 且γij=R (ui ,Vj ),其中ui ∈U ,vj ∈VB ——模糊各成向量,其运算可根据模糊关系合成运算法则进行,即:B=A ·R=(a1,a2,…,am )·⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡mn m m n n γγγγλγλγγ 212222111211=(b1,b2,b3,…,bn )(6—13)在上式中,B 的合成采用普通矩阵乘法进行,即: bj=∑=mi 1a i ,γij (6—14)A 要求归一化,即:∑=mi 1a i =1 (6—15)6.2.2.1一级(单层次)模糊综合评判(一级模型):(1)首先分析确定评判对象的影响因素U例,对某局一矿矿井通风系统进行模糊评判确立的评价因素集合U 为:[8] U={u 1,u 2,…,u 6} 其中:u 1——井下气候条件u 2——风流合格率 u 3——风流稳定性 u 4——抗灾能力 u 5——通风电耗 u 6——矿井等积孔 (2)给出评判集(评价等级)V V={v 1,v 2,…,v 5}={A 、B 、C 、D 、E} 式中:v 1——A 级,通风系统很好v 2——B 级,通风系统较好 v 3——C 级,通风系统一般 v 4——D 级,通风系统较差 v 5——E 级,通风系统很差假定在有100人参加的评比中,对一矿的井下系统条件的评价为A 、B 、C 、D 、E 级的人数有50,30,10,5,5人则:Ru 1=⎪⎭⎫⎝⎛1005,1005,10010,10030,10050=(0.5,0.3,0.1,0.05,0.005) (作归一化处理)=(γ11,γ12,γ13,γ14,γ15)同样,对其他5个因素的评价结果归一化为 Ru 2=(0.7,0.2,0.1,0,0) Ru 3=(0.4,0.3,0.2,0.08,0.02) Ru 4=(0.1,0.3,0.35,0.15,0.1) Ru 5=(0,0.3,0.4,0.3,0.1) Ru 6=(0,0.4,0.4,0.2,0) 我们称模糊矩阵R :R=6543215432102.04.04.0003.04.03.001.015.035.03.01.002.008.02.03.04.0001.02.07.005.005.01.03.05.0u u u u u u v v v v v ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡为单因素评判矩阵 (3)权重集A 的确定在因素集中,按其重要程度不同给予相应的权数分配,其权重的确定方法有[9]:如我们对一矿通风系统各因素的权重,进行专家评议,并归一化处理后的权重为: A=(a 1,a 2,…,a 6)=(0.05,0.1,0.3,0.25,0.1,0.2) (4)综合评价及结果B=A ·R=(0.05,0.1,0.3,0.25,0.1,0.2)·⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡02.04.04.0003.04.03.001.015.035.03.01.002.008.02.03.04.0001.02.07.005.005.01.03.05.0=(0.24,0.31,0.28,0.14,0.03,) (∵bj=ij mi i va ∑=1=0.05×0.5+0.1×0.7+0.3×0.4+0.25×0.1+0.1×0+0.2×0=0.24)应用B=A ·R 模型评判矿井通风系统,B 应是评判结果,根据最大隶属度(接近度)原则,评定一矿的通风系统等级为:较好级B 。
(最大值0.31对应于B 级)对B 作归一化处理:∑=51i jb=0.24+0.3+0.28+0.14+0.03=1.0当∑=nj j b 1≠1.0时,取bj ′=jj b b ∑即归一化。
统计实验法 分析推理法 专家评议法 两两对比法等这一评判结果,相当于表明24%的人认为该矿通风系统“很好”,31%的人认为为较好,28%的人认为一般,14%的人认为较差,3%的人认为很差。
6.2.2.2多级(多层次)模糊综合评判(多级模型)对多级模糊综合评判,通常方法是,从最低一级评价因素开始,用一级评价模型,一级一级往上评,一真评到第一次划分的最高一级评价因素为止。