吉瑞雪

摘 要：矿井通风系统可靠性评价是及时正确反映其通风系能可靠性程度的重要途径，矿井管理者能够依据可靠性评价信息对通风系统进行调整，以及时解决其存在的安全隐患。本文通过对评价通风系统可靠性的技术方法进行比较分析来探讨其评价方法及其发展趋势。

关键词：矿井通风系统；可靠性；评价方法

煤炭挖掘生产工作环境复杂，火灾、水灾、瓦斯、顶板及煤尘等灾害一直威胁着煤炭生产，致使煤炭生产事故不断发生。当前，我国采取多种措施来抑止煤炭事故的发生，且效果显著。但我国煤炭事故死亡人数和事故总量均远远高于其他产煤国[ 1 ]。在煤炭生产安全中，矿井通风系統起着重要作用，其能够有效排除和稀释矿井粉尘和瓦斯，为煤矿工作提供了较为安全的工作环境，合理有效的通风对煤炭自然及火灾发展的抑制作用非常明显[ 2 ]。可见，对矿井通风系统安全性进行可靠评价能够及时发现矿井安全隐患和存在的问题，依据评价数据及时调整通风系统、准确编制应急预案和优化通风系统设计，以确保矿井通风系统的安全可靠，避免煤矿生产事故的发生。

1 矿井通风系统评估方法

矿井通风系统常用评价方法为专家打分和安全检查表法两种。其中安全检查表为定性评价，不能确定整个系统的安全性，专家打分法为定量评价方法，但其评价权重难以确定，可操作性不强，且具有一定的主观性，评价结果页难以统一，缺少说服力。随着矿业发展，矿井通风系统安全评价方法也取得较大发展，具体如下。

1.1 可靠性评价的萌芽期

上世纪初期，矿井开采技术及规模取得发展，人们对矿井安全的呼声也日益强烈，一些经验性的安全评价方法应运而生，矿井通风系统可靠性评估进入萌芽期。

1.2 可靠性评估的量化期

经验评价方法的应用条件非常广泛，但其只是凭借经验对通风系统进行粗略分析，加上通风系统设计者理解力及经验的局限，难以提出较为全面的方案，更不易发现最优方案，也会忽略时间等动态因素的影响。19世纪M缪尔格提出了矿井等积孔A的概念，公式表达为：A=■，其中矿井通风等积孔表示为A，总风阻表示为Rm。

矿井等积孔大小能够反映通风系统安全可靠性程度，将其作为评价通风系统的技术指标为管理通风系统提供了技术支持。通常认为A超过2m2表示矿井通风容易，而实践中发现等积孔>3m2时仍显示为通风困难级别。为此，相关专家对等积孔公式进行了改进，美国将矿井等积孔分为：低瓦斯A=2.3-3.7m2；高瓦斯 A=3.7-8.4m2；该划分沿用了通风评价原先定义，通过改进等积孔公式来评价通风难以程度，进而满足了现代矿井通风评价需要。与此同时，有效风量率、用风点风量供需比、反风系统合格度等新的指标相继被提出。这些指标的提出为矿井通风管理提供了特定方面的信息需要，其反映的只是通风系统某方面的状况，而不能对通风系可靠性统进行全面、动态的评价。

1.3 工程理论应用期

利用单一指标评价矿井通风系统可靠性，虽然操作简单、计算容易、明确，但其结果反映的仅是通风系统的单个层面，缺乏全面型和系统性的评价。随着煤炭开采的规模及深度的加大，煤岩、瓦斯及地热高温等现象更加严重，矿井冲击矿压也更加频繁，加上大型采掘机械的应用等，都影响着通风系统的可靠性。因此，对其进行系统全面的可靠性评价显得较为重要。上世纪中期，前苏联从系统工程视角、方法和计算机技术等方面来研究通风系统可靠性评价。当前，对通风系统可靠性的评价已经具有一定的广度和深度。前苏联研究认为通风系统可靠性同设计时的计算方法、原始资料同实际的吻合度，通风系统网络功能及扇风机装置等可靠性，其可靠性公式表示为：R=Rn？莓Rm？莓Rc？莓Re，其中可靠性表示为R，原始资料可靠性表示为Rn，计算方法可靠性表示为Rm，通风网络可靠性表示为Rc，扇风机可靠性表示为Re。我国对矿井通风系统可靠性评价研究显示有36项指标影响其可靠性。通过层次分析原理对其可靠性总目标进行分解，将其分解成3个子目标，首项为通风系统的日常可靠性评价B1，该项的影响因素众多，分成7个子项目，含指标29项。第二项为其救护防灾的可靠性B2，其含有指标5项，第三项是B3，安全检测的可靠性，其含有指标2项。并将指标分成合格、基本合格和待整改三种级别，分别以A、B、C表示，在充分调研、理论研究、规范技术、统计分析及总结经验等基础上界定各种指标范围，明确其重要程度和隶属函数，经模糊综合评价来处理指标，进而计算出通风系统安全可靠性的等级，以指导其管理工作。

2 通风系统安全可靠性评价现状

尽管矿井通风系统可靠性评价研究取得进展，但其效果却不理想，现有可靠性评价方法未能发挥有效作用，这既有客观因素存在，也有主观因素影响，其具体体现在以下几方面。

2.1 经验及知识层面的分析

矿井通风系统决策、设计均是在经验的基础上进行，随着应用数学和运筹学的发展应用，可靠性评价研究多停留在理论层面，实践应用较少。在实际评价中，矿井通风系统评价决策过程较为复杂，紧靠决策者的经验及知识水平是不可靠的。唯有将其经验同工程系统相结合，方能确保其评价的有效性、适用性及操作性[ 3 ]。

2.2 可操作性及不确定性分析

对于矿井通风系统可靠性评价的研究中，大多是对其进行理论研究，相关专家提出的评价方法也较多，但可操作性却不强。对于通风系统可靠性评价操作者而言，根本操作不了这些评价方法。因为矿井系统十分复杂多变，其可靠性评价方法也应以动态性和连续性来呈现，只有制定科学的评价方案和降低人员参与数才能实现其评价的有效性，才能得出相对有效的评价效果。

不确定性主要指通风系统相关信息的不确定性，这种不确定性既有主观认识造成的不确定性，也有事物变化的随机性，还有人类认识的客观模糊性，在此类因素的影响下是很难得到较为明确的信息的。

2.3 发展趋势

通风系统可靠性评价涉及到安全评估、统计学、矿井通风等多学科知识，具有较强的交叉性，含有丰富的实践敬仰和理论科学。在信息技术的推动下，通风系统可靠性评价也将不断发展，不久的将来，可靠性评价指标将实现动态性，评价方法将更加科学，其决策支持系统同其他系統间的耦合研究也将取得一定进展。

总之，科技的发展推动通风系统可靠性评价不断进步，其同工程学、统计学和应用数学等学科的有机结合也将为可靠性评价的发展提供重要理论及方法支持。

参考文献：

[1] 王慧.试论煤矿井下通风安全管理[J].能源与节能，2016，08：58-59.

[2] 汪义鹏，张树江，阚哲.矿井主要通风机远程安全监测方案[J].煤矿安全，2016，08：101-102+106.