礦井通風(fēng)系統(tǒng)評價指標(biāo)體系研究

礦井通風(fēng)系統(tǒng)評價指標(biāo)體系研究

0信息解決系統(tǒng)安全應(yīng)監(jiān)測井通風(fēng)系統(tǒng)的可依賴性，并及時反映井通風(fēng)系統(tǒng)的可依賴性，為井通風(fēng)系統(tǒng)的決策者提供重要信息，解決系統(tǒng)中存在的重大安全問題。由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)是一個動態(tài)的、隨機(jī)的、復(fù)雜的系統(tǒng),要科學(xué)合理地評價礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性,必須確定能夠確切地反映礦井通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際狀況的參數(shù)指標(biāo),建立科學(xué)合理的評價指標(biāo)體系。1通風(fēng)理論研究通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價的理論基礎(chǔ)不僅需要傳統(tǒng)的通風(fēng)安全理論,而且還應(yīng)應(yīng)用現(xiàn)代通風(fēng)理論,即結(jié)合礦井通風(fēng)仿真及防滅火、安全信息工程、礦井瓦斯災(zāi)害治理及安全管理等前人研究成果。除了應(yīng)以礦井通風(fēng)與安全理論作為進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性評價因素分析的專業(yè)理論基礎(chǔ)外,還應(yīng)結(jié)合人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程的理論方法。1.1事故自身的事故演變規(guī)律事故致因理論認(rèn)為,事故的發(fā)生遵循事故自身的發(fā)展規(guī)律并且存在共性特點(diǎn),由隱患到事故的發(fā)生存在著一個由漸變到突變的發(fā)展過程。只有掌握了事故自身的發(fā)生演變規(guī)律,才能正確評價生產(chǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)。因此,可以以事故致因理論作為建立礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價模型的理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)代事故致因現(xiàn)論結(jié)構(gòu)如圖1所示。1.2環(huán)境系統(tǒng)的研究對象人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程是運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)理論和系統(tǒng)科學(xué)方法,正確處理人、機(jī)、環(huán)境三大要素間的關(guān)系,深入研究人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)組合的一門科學(xué),其研究對象為人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)。研究中,把人、機(jī)、環(huán)境三者視為相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜巨系統(tǒng),運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的理論和方法進(jìn)行研究,使系統(tǒng)具有安全、高效、經(jīng)濟(jì)等綜合效能。事故分析理論認(rèn)為,人的不安全行為、機(jī)的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全條件、管理缺陷及其四者之間的相互交叉是造成事故發(fā)生的原因。由于管理又屬于人的范疇,所以進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)事故分析時,從人員、機(jī)械、環(huán)境3個子系統(tǒng)出發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)研究是切實(shí)可行的方法。2系統(tǒng)性能評價按照現(xiàn)代系統(tǒng)安全理論和人—機(jī)—環(huán)境工程理論,將系統(tǒng)安全做出初步劃分,如圖2所示:通風(fēng)系統(tǒng)環(huán)境是指通風(fēng)系統(tǒng)自身環(huán)境,即通風(fēng)系統(tǒng)本身所具有的條件和性能,是礦井通風(fēng)系統(tǒng)工作狀態(tài)的客觀現(xiàn)實(shí)反映,是評價礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性能的最重要的指標(biāo)。通風(fēng)設(shè)施可靠性是指通風(fēng)系統(tǒng)的固有設(shè)施設(shè)備,如主扇、局扇、通風(fēng)巷道、通風(fēng)儀表等。管理體制可靠性則評價礦井通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行和管理的制度、措施和實(shí)施的具體情況。由于人是通風(fēng)系統(tǒng)中最主要的因素,因此人員素質(zhì)以及培訓(xùn)程度、責(zé)任心等也是評價的內(nèi)容。借鑒結(jié)合前人研究成果,將一級劃分中的4個子系統(tǒng)做進(jìn)一步的分析,分析結(jié)果分別如圖3、圖4、圖5及圖6所示。3評估指標(biāo)的定義3.1通風(fēng)系統(tǒng)環(huán)境的可靠性(1)評價因素穩(wěn)定性分析在進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評價時,通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是可靠性諸多評價因素中的核心因素,是對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行評判的中心環(huán)節(jié)。判斷礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的隸屬函數(shù)如表1所示。(2)系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)—風(fēng)量供需比。系指在一個觀測周期內(nèi),礦井備用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量與需風(fēng)量之比。其值反映了通風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)的有效性,是通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)。據(jù)此風(fēng)量供需比宜在1～1.2,如表2所示。(3)礦井有效氣量送到獨(dú)立回風(fēng)的采掘工作面、硐室和其它用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量總和稱為礦井有效風(fēng)量。礦井有效風(fēng)量率定義為礦井有效風(fēng)量占礦井總進(jìn)風(fēng)量的百分比。它間接地反映了井下通風(fēng)設(shè)施質(zhì)量的狀況。為了提高效率,礦井有效供風(fēng)率應(yīng)不低于80%,其隸屬函數(shù)如表3所示。(4)通風(fēng)系統(tǒng)的等高孔根據(jù)礦井通風(fēng)要求,礦井通風(fēng)等積孔應(yīng)保持在1以上,小于0.5m2為通風(fēng)系統(tǒng)不合格。其隸屬函數(shù)如表4所示。(5)回風(fēng)段阻力比礦井回風(fēng)段阻力百分比定義為該系統(tǒng)最大阻力路線回風(fēng)段阻力占總阻力的百分比。由于各種瓦斯及火災(zāi)事故多發(fā)生在用風(fēng)區(qū),如回風(fēng)道暢通,則能迅速將災(zāi)害氣體疏導(dǎo)排出,使事故范圍和損失縮小到最低程度。因此,回風(fēng)段阻力百分比應(yīng)有限制。其隸屬函數(shù)如表5所示。(6)反風(fēng)系統(tǒng)的建立礦井反風(fēng)系統(tǒng)是指在回風(fēng)井上的反風(fēng)系統(tǒng),區(qū)域或局部反風(fēng)系統(tǒng)是指在礦井一翼、采區(qū)、采煤工作面、膠帶運(yùn)輸巷等建立的反風(fēng)系統(tǒng)。反風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)合格度定義為反風(fēng)時間合格度與反風(fēng)串合格度的乘積。即當(dāng)反風(fēng)時間和反風(fēng)率同時均達(dá)到《煤礦安全規(guī)程》的要求(反風(fēng)時間10min以內(nèi),反風(fēng)率40%以上)時為1;任何之一不滿足則為0。其隸屬函數(shù)如表6所示。(7)工作狀態(tài)可靠性井下作業(yè)地點(diǎn)最高氣溫反映了通風(fēng)降溫、空氣調(diào)節(jié)的效果,可以用來間接反映作業(yè)環(huán)境對員工工作狀態(tài)可靠性的影響?！睹旱V安全規(guī)程》第一百零二條規(guī)定的作業(yè)地點(diǎn)最高容許氣溫值,采掘面26℃,其分級隸屬函數(shù)如表7所示。(8)質(zhì)量濃度最大超標(biāo)率c采掘面浮塵質(zhì)量濃度最大超標(biāo)率反映了產(chǎn)塵狀況、除塵效果及風(fēng)速的合理性,選用浮塵質(zhì)量濃度最大超標(biāo)率作為描述采掘面空氣粉塵污染的指標(biāo),可以用來間接反映作業(yè)環(huán)境對員工工作狀態(tài)可靠性的影響,其含義為采掘面各觀測點(diǎn)空氣中粉塵最大質(zhì)量濃度超過《煤礦安全規(guī)程》第七百二十九條所定最高容許值的倍數(shù)。該指標(biāo)隸屬函數(shù)如表8所示。3.2通風(fēng)裝置和設(shè)備的可靠性(1)主要系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率主要通風(fēng)機(jī)裝置包括通風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)風(fēng)井、擴(kuò)散器。風(fēng)流通過風(fēng)機(jī)裝置獲得能量,同時也產(chǎn)生一定的能量損失。故將通風(fēng)機(jī)裝置的輸出功率與輸入功率之比定義為主要通風(fēng)機(jī)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)效率。其隸屬度如表9所示。(2)各類抗風(fēng)能力分析系指在礦井風(fēng)網(wǎng)既定調(diào)風(fēng)方案下主要通風(fēng)機(jī)的最大可調(diào)風(fēng)量與實(shí)際風(fēng)量之比。該系數(shù)必須大于1,以適應(yīng)礦井需風(fēng)量的變化、調(diào)節(jié)的不精確和不及時性。在通風(fēng)機(jī)備用能力基本合理的前提下,該指標(biāo)值越大越安全。其隸屬函數(shù)可用表10所示。(3)局部通風(fēng)機(jī)部分安裝綜合保護(hù)裝置局部通風(fēng)機(jī)安全裝備包括采掘供電分開,備用局部通風(fēng)機(jī)、雙電源、自動換臺裝置。局部通風(fēng)機(jī)電機(jī)安裝綜合保護(hù)裝置。局部通風(fēng)機(jī)安全裝備達(dá)標(biāo)率系指用符合質(zhì)量要求的安全裝備數(shù)量與應(yīng)有數(shù)量之比。該指標(biāo)越大越安全。其隸屬函數(shù)用表11所示。(4)通風(fēng)設(shè)施隸屬函數(shù)通風(fēng)設(shè)施的數(shù)目取決于開拓開采方式、生產(chǎn)集中化程度和通風(fēng)管理水平。它反映通風(fēng)系統(tǒng)管理的復(fù)雜程度和網(wǎng)絡(luò)風(fēng)流保持穩(wěn)定的難易程度,其數(shù)量越少,風(fēng)流的穩(wěn)定性越高,管理越簡單。為此,千米巷道通風(fēng)設(shè)施數(shù)定義為礦井通風(fēng)設(shè)施總條數(shù)與礦井通風(fēng)巷道長度之比(單位:道/km)。其隸屬函數(shù)如表12所示。表12千米巷道通風(fēng)設(shè)施率隸屬度表(5)不合格設(shè)施的界定通風(fēng)設(shè)施質(zhì)量是否合格按有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化檢查方法判定,對于布置不合理的設(shè)施視為不合格。通風(fēng)設(shè)施質(zhì)量合格率是按其不同種類分別統(tǒng)計符合質(zhì)量要求的設(shè)施數(shù)占該類設(shè)施總數(shù)的百分比。它反映了礦井通風(fēng)的可靠性、穩(wěn)定性和通風(fēng)設(shè)施管理的水平。其隸屬函數(shù)如表13所示。(6)但是，胡同的維護(hù)該因素以巷道失修率作為評價標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)失修率<3%時,該項完全合格,當(dāng)失修率>10%時,該項不合格,中間值據(jù)此賦值,如表14所示。3.3可靠性(1)建立員工培訓(xùn)制度的礦井該因素首先以員工培訓(xùn)制度為標(biāo)準(zhǔn),沒有建立員工培訓(xùn)制度的礦井,該項為不合格,建立員工培訓(xùn)制度的礦井,以每年參與培訓(xùn)的一線員工人數(shù)與礦井一線工作總?cè)藬?shù)之比進(jìn)行衡量。如表15所示。(2)員工的可訪問率員工的責(zé)任心對于礦井的可靠性起到很大的作用,而員工出勤率可以間接反映員工責(zé)任心的高低。該指標(biāo)隸屬函數(shù)如表16所示。(3)員工的素質(zhì)如何采用中級技工人數(shù)占全礦人數(shù)百分比來間接表示人員素質(zhì)的高低,該指標(biāo)隸屬函數(shù)如表17所示。3.4管理(1)安全投資的合理性計算目前礦井安全投入是否能夠滿足當(dāng)前生產(chǎn)的需要。該指標(biāo)隸屬函數(shù)如表18所示。(2)安全檢測。表19顯示了測試的實(shí)施和具體效果(3)設(shè)置監(jiān)測接頭為保證煤礦安全生產(chǎn),根據(jù)礦井生產(chǎn)布局情況,在采掘工作面等用風(fēng)地點(diǎn)、進(jìn)回風(fēng)口、大型機(jī)電設(shè)備(采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、變電站、絞車房)附近、通風(fēng)設(shè)備與設(shè)施等位置應(yīng)布置相應(yīng)的監(jiān)測探頭。因此,將通風(fēng)安全狀況漏檢率定義為礦井監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)與實(shí)設(shè)個數(shù)之差與應(yīng)設(shè)個數(shù)之百分比。其隸屬函數(shù)如表20所示。4礦井通風(fēng)可靠性綜合評價指標(biāo)體系的建立(1)在應(yīng)用礦井通風(fēng)與安全理論進(jìn)行礦井通風(fēng)可靠性評價的基礎(chǔ)上,引入事故致因理論和人—機(jī)—