探析瓦斯管理的关键技术

2023-03-01

煤矿开采一般都在地层深处进行, 地质条件复杂多变, 瓦斯运移变幻莫测, 生产过程中的不确定因素很多。因此, 瓦斯管理的安全可靠性差, 以致瓦斯事故仍然屡屡发生。分析瓦斯管理可靠性差的原因主要是一些现场管理环节比较薄弱。在这些薄弱的现场管理环节中, 最迫切需要研究和解决的关键管理技术问题主要有以下几个方面。

1 瓦斯涌出量预测技术

由于瓦斯涌出量影响因素多而复杂因而建立能够准确反映瓦斯涌出量与影响因素之间定量分析的机理性神经网络预测模型比较困难, 另外, 在实际应用机理模型时也会因为参数难以得到而无法使用。但是, 从煤炭生产工作面获得的瓦斯涌出量历史数据是几十种因素对瓦斯涌出量综合影响的结果, 因而能比较准确地反映瓦斯涌出量与各种状态参数之间存在的对应关系。

目前矿山采用以瓦斯涌出量历史数据为基础, 借助神经网络来研究瓦斯涌出量预测方法。将混沌时间序列分析方法引入瓦斯涌出量预测领域, 解决神经网络进行瓦斯涌出量预测时数据重构问题;以瓦斯涌出量历史数据重构形成的瓦斯涌出量信息表为基础, 建立了神经网络的瓦斯涌出量预测模型。在煤矿的实际应用表明, 以瓦斯涌出量历史数据为基础的神经网络预测方法具有考虑影响因素简单、建模容易、使用方便、预测准确度相对较高等优点, 在煤矿瓦斯管理工作中有较高的应用价值。

2 瓦斯排放过程管理方法

煤矿瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、瓦斯窒息等事故都是在瓦斯从煤体中涌出后发生的, 主要诱因是管理责任缺失。因此, 加强对瓦斯的责任管理、提高排放过程的安全可靠性, 是瓦斯排放管理最重要的内容。传统的瓦斯排放管理都是依靠瓦斯员专业队伍管理和自动监测装置相结合的方法, 但由于井下作业空间的限制, 瓦斯员人数和自动监测装置数量有限、监督覆盖面有限、可靠性有限, 难以完全控制变幻莫测的瓦斯变化情况, 也难以完全解决瓦斯管理中的责任缺失问题。

根据煤矿瓦斯排放管理现状, 矿山突破传统的“瓦斯员+自动监测仪器”的管理模式, 创造性地建立了全新的“全体矿工参与+责任管理机制”的管理模式。从分析瓦斯事故诱因、现行瓦斯管理体系、现行瓦斯管理流程入手, 以调动每一位矿工的管理主动性和责任意识为出发点, 以提高瓦斯排放管理可靠性为目标, 在煤矿提出了面向全员管理、基于煤炭生产流程、以安全责任为核心要素、以相互督察为形式的瓦斯安全责任链管理思想。

3 危机时的最优逃逸路径确定

安全逃逸是煤矿瓦斯危机发生时降低灾害损失的唯一选择, 是瓦斯“危机中”管理的重要内容, 是切断危机负传导效应的重要途径。传统的煤矿危机逃逸方法都是采用经验判断法, 即沿新鲜风流的反方向逃逸。这种方法存在前方路途能否通行、途中障碍物的影响程度、逃逸时间长短等可能加大人员伤亡的不确定性因素, 因此, 矿工逃生的风险很大。

针对过去煤矿事故中许多矿工牺牲在逃逸路途中的现实情况, 目前矿山分析了巷道宽度、高度、坡度、风门设施、路面粘度等关键因素对逃逸的影响, 提出“以当量长度为优化目标”建立逃逸模型的思想, 运用系统优化的原理建立了瓦斯危机发生时的路径优化模型, 并借助于数学算法实现了模型的求解, 为煤矿瓦斯危机逃逸寻求了一种路径优化方法。

4 矿工瓦斯管理技能的提升方法

煤矿瓦斯事故主要与人为因素有关, 矿工在瓦斯管理方面违章现象多的原因与他们的瓦斯安全管理技能普遍较低有关。矿工自身的安全技能基础不高, 培训和学习的效果又差, 由此而造成了矿工始终是一个瓦斯管理技能较低的群体, 因而对瓦斯安全管理留下了极大的隐患。

目前煤矿企业以提高煤矿瓦斯管理可靠性的需求出发, 根据矿工学习、培训效果差、存在学习障碍的现状, 提出了开发、提升矿工学习力的发展策略。研究了构成矿工学习力的知识获取动力、知识获取能力、知识内化能力、知识外化能力四大要素和要素间的结构关系, 建立了符合矿工特点和瓦斯管理需求的矿工学习力模型, 并基于学习力模型进一步研究了矿工学习力的提升模式。

5 保障瓦斯安全的煤矿安全文化建设策略

文化管理是现代企业管理的重要工具。传统的煤矿安全文化对瓦斯安全管理发挥了重要作用, 但在运行中也暴露出煤矿安全战略模糊、矿工缺乏共同愿景、心智模式封闭、团队缺乏合作精神、矿工系统思考能力不强、安全文化存在形式主义、煤矿缺乏自我超越的活力等问题。而学习型管理思想则能弥补传统安全文化运行中存在的不足。

根据煤矿安全战略的建设需要, 现代企业提出了建立煤矿学习型安全文化的策略, 并研究了学习型安全文化的六个识别特征。设计了符合煤矿安全发展战略的“以矿工认同的安全理念为核心、以学习型团队建设为运行环境、由体现学习型组织管理思想的心态文化、行为文化、制度文化和物态文化形成的保障系统组成, 并受矿工的学习转化能力、心智改善能力、理念内化能力和制度执行能力的制约的学习型安全文化模型。

摘要：煤矿开采中, 为避免瓦斯事故的发生, 瓦斯管理至关重要。本文主要就瓦斯管理的五方面关键技术进行了概述。

关键词：瓦斯管理,关键技术,排放管理