煤矿通风瓦斯融合分析及其应用技术研究

煤矿通风瓦斯融合分析及其应用技术研究

赫大彬

河南平禹煤电有限责任公司方山矿二1煤新井    河南禹州 461686

摘要：近年来，我国对煤矿资源需求不断增加，煤矿开采也有了很大进展。当前，我国煤炭企业在通风安全管理方面仍存在一系列亟待解决的问题，还需进一步推广瓦斯防治技术的相关研究。基于此，本文首先分析煤矿瓦斯通风安全要求，其次探讨煤矿通风瓦斯融合方法，希望能够为提高工作效率、保证工作安全性提供帮助。

关键词：煤矿;通风;瓦斯;融合分析;应用技术

引言

我国煤炭资源丰富，但人均占有量较低且自动化起步较晚。煤炭资源作为保障我国能源供应的基础能源，不断增加的煤炭需求量正在逐渐推动煤矿企业向着更大规模、更深层次的地下进行开采，相应也增大了安全事故发生的概率。随着我国科技水平与自动化技术的不断发展，智能化设备的应用在一定程度上降低了煤矿企业因通风问题所引发的安全事故。

1煤矿瓦斯通风安全要求

当前，我国煤矿开采作业过程中存在多种风险因素；而且这些风险都极为不可控。煤矿的瓦斯通风，正是受到这些不可控风险因素的影响，导致实际情况距离预期指标存在距离。为此，在开展煤矿开采作业时，有关单位应该加强对矿井生产布局的管理，根据国家规定的有关标准，对瓦斯实施抽采检验，通过平稳有序地开展瓦斯通风工作，增加巷道内风速，防止因瓦斯通风要求不达标造成瓦斯浓度过高，以确保安全稳定生产。当发现煤矿的瓦斯浓度超标时，工作人员必须第一时间疏散人群，分析瓦斯超限原因，然后采取应急处置措施，有效控制排放风流中的瓦斯浓度，待排除瓦斯超限问题后方可重新投入作业。为给井下作业人员提供一个安全的作业环境，煤矿单位应该积极引进环境监测系统，并根据井下现场实际情况提前执行行之有效的应急处置方案，保证在紧急情况下可以及时组织疏散井下人员。若矿井环境监测系统发生运行故障，应即可停止作业，有效规避安全风险。同时，还应该加强矿井瓦斯通风的管理力度，安排技术人员定期检查井下双供电设备、双电源使用情况，以防止因线路故障引发安全事故。

2煤矿通风瓦斯融合方法

2．1数据融合层次

数据融合是一种手段，能够将不同来源的数据内容融合，从而可以在很大程度上做好判断工作。煤矿主要是利用多个传感器获取数据，能够收集瓦斯的浓度、空间温度、巷道风速等数据。因为不同种类传感器的功能不同，一些传感器所获取的数据能够有效融合，而另一部分传感器数据不可以直接融合，需要对其进行一定的处理，实现间接融合。数据融合包括数据级融合、特征级融合以及决策级融合，其中的数据级融合能够保留更多有用信息，获取大量的数据内容。特征级融合则是需要处理获取的信息，获得数据之外的信息，例如数据信息的可信度、传感器故障数据等。决策级融合指的是为了达到最终的监控目标而进行数据的融合，能够为管理人员提供数据依据。

2.2做好瓦斯监测工作

良好的瓦斯监测工作是防治瓦斯通风安全问题的重要基础，因此，在进行瓦斯监测时，相关技术人员应做好如下几方面工作：第一，确保瓦斯探头的正常运转。作为监控瓦斯浓度的重要设备，瓦斯探头很容易受到环境因素的影响而无法正常运行，从而导致井下空气瓦斯浓度监测的不准确。第二，制定科学的监测制度。虽然瓦斯探头已经基本覆盖了井下工作面，然而仍需煤矿企业安排相应人员对于某些特定位置进行现场监测。这就要求相关管理人员根据巷道实际情况合理的进行人员安排，同时制定相关规范确保相关人员及时记录相关数据，一旦发现异常及时进行上报，最大程度的降低安全事故发生的概率。第三，确保瓦斯传感装置的全覆盖。不仅要保证瓦斯传感装置的良好性能，还要安排相关人员进行日常检查，特别是对于井下工作面，要最大程度的保证覆盖范围。

2.3严格瓦斯管理

由于割煤过程中瓦斯会一点一点涌入巷道，所以需要尽可能地缩短割煤时间，掘进机司机在工作面、专职人员在回风流探头处分别监测瓦斯浓度，当浓度临界0.35%时（国家矿山安监局河南局、河南省工业和信息化厅《关于印发<河南省煤矿瓦斯防治管理办法>的通知》第二十条：采掘工作面出现瓦斯浓度持续上升或异常波动且达到0.5%时，必须立即停止作业、撤出人员），就要停止割煤。只有遵守上述割煤要求，才能将掘进工作面的瓦斯含量控制到最低。煤矿单位在开展瓦斯管理时应做到“四个坚持”，高度重视“一通三防”工作，从根源处杜绝瓦斯超限作业、违章排放瓦斯的现象。首先，坚持局部通风。在矿井掘进工作安装双风机、双电源，这样就能让主副局部通风机之间自动切换，让工作面可以实现连续供风。加大对电气设备的隐患排查、检查维修力度，降低局部通风无计划停风停电事故的发生概率；根据通风质量标准，全年整治延续风筒的质量，确保工作面的风量与风速可以达到规定要求。其次，坚持安全监控。根据AQ-1029标准，完善矿井内传感器数量、安装位置，按照报警值、断电值、复电值等，对传感器的断电功能进行测试，针对不足要将其调试到正常值。安排监测电工24h轮流值班，保证故障问题可以在既定时间内完成处理。再次，坚持放炮管理。坚持使用固定的放炮器实施放炮，在水炮泥使用、黄泥使用、放炮前后需要做好洒水工作，以达到消尘的目的。针对矿井内特殊地点，实施放炮作业的过程中应该采取必要的安全措施。在高瓦斯裁决工作面，需要采取长距离放炮的方式，并且在放炮过程中应停电、撤出全体作业人员。最后，坚持综合防尘。在裁决作业面设置防尘管路、三通阀门，根据质量规范化设置隔爆水袋、转载点喷雾。定期对采掘工作面实施消防尘、运输巷道实施消尘，缓解煤尘飞扬现象。

2.4瓦斯浓度异常分析

（1）异常识别技术。在煤矿瓦斯的监控工作中，瓦斯浓度具有一定的波动性。但是，很多因素会对其浓度造成非常大的影响，包括围岩情况、现场压力情况、通风因素等。为有效展开瓦斯灾害的识别工作，需要做好瓦斯浓度波动，构建关联模型。并且实时监测瓦斯浓度数据，了解瓦斯浓度的变化情况，实现异常识别。一旦出现瓦斯危险，立刻触发预警机制，有效避免出现瓦斯爆炸的危险。（2）风网融合技术。煤矿瓦斯的监控工作具有不确定性。例如，传感器故障、系统中毒、线路老化等问题，使数据监测结果存在错误，对整体监测分析结果带来不利影响。为提高煤矿瓦斯监控系统工作的质量，提高监测数据的可靠性，可以利用风网融合计算监测。可以监测测试点的瓦斯浓度，并且设计多个测点，实现数据的整合，有效提高监测水平。

2.5提升瓦斯治理装备

为了有效解决瓦斯问题，还可以不断优化瓦斯防治设备，比如在实际开展工作的过程当中，可以有效应用瓦斯感应器、浓度探测器、报警装置等，以此来有效检测瓦斯浓度，避免出现危险。除此以外针对高低负压情况，也可以安装相应的抽采装置，可以根据实际情况选择不同种类的水环式真空泵，对于真空泵的转速、功率等，也要根据高低负压情况进行合理选择，无缝钢管的直径以及厚度，也要满足实际要求，进而有效控制瓦斯情况，避免发生瓦斯危险。

结语

综上所述，在当前背景下，对煤矿矿井通风情况进行安全管理就显得十分必要，对瓦斯防治技术升级进行研究就显得尤为重要。因此，煤炭企业不仅应引进最先进的通风装置，确保井下通风的有效性，还应加强瓦斯防治技术的研究，尽可能提高井下作业人员的专业技术水平，保障煤矿矿井的安全运行。

参考文献

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［2］李洪先，王国芝，朱明凯，等．Y型通风下采空区瓦斯与自然发火耦合危险区域划分研究［J］．煤炭工程，2021，53(08):105－109．

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