煤矿热动力重大灾害中的几个科学问题

对我国煤矿发生的重特大事故进行统计表明,热动力灾害(火灾与爆炸)是煤矿重特大事故中占比最高、致灾最严重的灾害。当前对其成灾原因、致灾作用和救灾风险等还认识不足,导致对热动力重大灾害的预防和处理仍缺少有效方法与技术,造成热动力重特大事故至今时有发生、救援处理常面临困境。针对防范与遏制煤矿热动力重大灾害的迫切需求,通过系统的国内外案例统计分析、亲历的事故救援经验总结和长期的深入研究与思考,凝练提出了煤矿热动力重特大事故防治需要解决的3个关键科学问题:采场中气、固相可燃物(瓦斯与煤)复合燃烧及点火特性,热动力灾害致灾因素与通风系统耦合的致灾作用,热动力灾害救援的不确定性风险特性与应对。为解决这些科学问题,需要有针对性地加强和完善瓦斯抽采与顶板控制技术,预防含瓦斯混合空气的形成,减少和控制矿井顶板周期来压造成的压电效应,消除瓦斯燃烧或爆炸的最初点火源,提高矿井的防灾能力;掌握冲击波与烟流在通风系统中传播范围及致灾程度的规律,构建可靠通风系统和有效避险系统,提高矿井的减灾能力;开发发现和处理不确定性风险的方法与技术,提高矿井的救灾能力。这些科学问题的研究解决,可突破现有技术瓶颈,提高预防煤矿热动力灾害、防止事故扩大和应对不确定性风险的能力,为防范与遏制热动力重大灾害事故、保障我国煤炭工业健康可持续发展提供借鉴。     

近十年我国煤矿热动力灾害统计分析

为了探求热动力灾害的基本规律,在统计2005-2014年我国煤矿瓦斯爆炸及矿井火灾等重特大事故基础上,从灾害类型、地域分布、时间分布3方面分析了我国煤矿热动力事故规律和特点,研究结果显示:热动力事故在煤矿重特大事故中所占比重较大,且每年1、4、7、10、11月为事故高发期,山西、黑龙江、贵州为事故多发地。基于对热动力灾害的特点特征分析,得到预防瓦斯煤尘爆炸事故和矿井火灾的相关信息。     

我国矿井热动力灾害评价研究进展及趋势

我国煤矿热动力灾害事故(矿井火灾和瓦斯爆炸)频发,严重威胁着煤矿的安全生产和矿工的人身安全。近年来,国内学者在煤矿热动力灾害事故评价方面取得了巨大成就。在大量查阅文献的基础上,对矿井热动力灾害的研究现状做了详细的介绍,分析了现有研究存在的不足,对热动力灾害救援安全评价的发展趋势做了展望,提出应建立矿井热动力灾害的动态评价预测模型和救援安全性判定准则,以便在灾害发生后,能够根据实时获取的灾害信息判断灾害的发展趋势和救援的安全性。     

白皎煤矿瓦斯灾害预警系统建设与应用北大核心

为提升白皎煤矿瓦斯灾害防治水平,分析了矿井瓦斯灾害特征,并以事故防治及预警理论为指导,在建设安全信息监测采集系统的基础上,构建了集突出预警、爆炸预警、通风在线监测分析于一体的瓦斯灾害预警系统,实现了瓦斯灾害的在线监测、综合预警和灾害信息的及时发布,提升了矿井瓦斯灾害防治精细化、规范化、过程化管理水平。现场应用表明,预警系统能对工作面瓦斯灾害危险进行准确、及时评价和预警,为矿井瓦斯灾害防治提供了技术支持。     

政策法规

不具备瓦斯防治能力的矿井要有序退出 日前,国家煤监局就此前发生在安徽省淮北市的瓦斯爆炸事故发出事故警示通报,指出对瓦斯灾害严重、不具备瓦斯防治能力的矿井,要依法坚决责令其有序退出,从源头上遏制煤矿瓦斯事故的发生。     

基于技术层面深化矿井瓦斯事故防治研究

我国煤矿事故中瓦斯灾害最为突出。矿井瓦斯事故时常发生,给煤矿管理者增加了非常沉重的压力,特别给人们生命财产安全造成严重的威胁。如何有效防治瓦斯事故的发生,文章以近20余年生产一线的实践与研究经验为基础,针对矿井煤层开采过程中的加成反应与过氧化反应等两种反应以及瓦斯概念的内涵与外延进行剖析,从技术层面展开深入探讨,最后提出瓦斯事故防治技术层面的建设性意见,试图攻克矿井瓦斯事故防治中所遇到的一些难题。     

减少煤矿重大事故措施析议

随着煤矿不断向深部开采、地质、开采条件进一步复杂,瓦斯等灾害的严重性和处理的难度也随之进一步加大。瓦斯事故已经成为我国煤矿安全生产的重大危害,瓦斯不治,矿无宁日,切实把防治重特大瓦斯煤尘爆炸事故作为安全工作的重中之重,加大综合治理的力度,显得十分迫切。本文就针对矿井重大灾害事故的特点,浅谈减少煤矿“一通三防”重大灾害事故发生的管理措施。     

基于事故树的矿井瓦斯危险性分析及防治措施

我国煤矿的瓦斯爆炸事故灾害严重地威胁着矿井工作人员的生命安全,制约矿井生产的发展,给煤炭企业带来沉重的负担.为了防治瓦斯爆炸事故的发生,必须对事故的原因进行全面的科学的分析.本文采用事故树分析法对局部通风工作面瓦斯爆炸事故的原因及危险性进行全面的分析,并提出相应的防治措施.     

减少煤矿重大事故措施析议

随着煤矿不断向深部开采,地质、开采条件进一步复杂,瓦斯等灾害的严重性和处理的难度也随之进一步加大.瓦斯事故已经成为我国煤矿安全生产的重大危害,瓦斯不治,矿无宁日,切实把防治重特大瓦斯煤尘爆炸事故作为安全工作的重中之重,加大综合治理的力度,显得十分迫切.本文就针对矿井重大灾害事故的特点,浅谈减少煤矿"一通三防"重大灾害事故发生的管理措施.     

影响煤矿瓦斯爆炸相关因素集合的选取及分析模型的建立

对矿井瓦斯爆炸危险源的判定是广大煤矿安全生产工作者一直在努力做的一件事,长期以来对煤矿瓦斯爆炸事故的防治及危险源的判断、隐患的整改主要采用安全检查表法。根据瓦斯爆炸机理,利用安全系统工程理论、事故致因理论等,对影响矿井瓦斯爆炸的集合因素进行筛选,建立矿井瓦斯爆炸的分析模型,以达到指导矿井防治瓦斯爆炸事故发生的目的。     

煤矿瓦斯灾害防治研究进展

从分析煤矿发生瓦斯爆炸灾害事故的原因及特点着手,介绍了预防和控制瓦斯爆炸灾害事故的技术措施及发展趋势,说明瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一项系统工程,必须放在安全工作的首位,才能使瓦斯爆炸事故及其他灾害事故大幅度减少。     

综采工作面自燃火灾快速封闭及灭火实践

矿井火灾是煤矿重大灾害之一,火区封闭的难题在我国许多煤矿中已越发突出,因此,在矿井防灭火工作中,要把火区封闭做为重中之重。矿井一旦发生火灾,火区内有害气体将严重超标,同时具有高温热源,供氧充足,极易引发瓦斯爆炸、风流逆转、火风压、煤尘爆炸等事故,扩大灾害范围。介绍了综采放顶煤工作面发生自燃火灾快速安全封闭及防灭火的方法,论述了此方法在生产过程中的实践效果。     

多灾种链生灾害对煤矿应急救援影响的研究

为了研究多灾种链生灾害对煤矿应急救援体系的影响,对煤矿事故的多种灾害如冲击地压、煤与瓦斯突出、顶板事故、水灾、火灾和煤尘爆炸等进行了分析,总结了链生灾害的类型,并分析了链生灾害的发生原因,分析表明灾害发生区域重叠性和灾害间的诱发性是链生灾害发生的基础,使各灾害发生链生耦合。总结了现有的应急救援体系和针对单种灾害的救援模式,发现救援模式的单一性无法满足多灾种链生灾害的事后救援工作,没有形成多灾种综合救援体系,相应增加了应急处置和救援的难度。详细阐述了链生灾害对灾害预防手段和防控主次关系变化的影响,同时研究了对救援模式、应急预案、救援队伍、应急制度等整个救援体系的影响。研究结果表明:链生灾害是建立在多尺度、多时空、多诱发性的一种复杂的链生耦合过程中,给煤矿灾害防控和救援体系带来很大影响,亟需完善针对多灾种链生灾害的现代应急救援体系。     

井下快速降氧剂及其工艺装备

矿井瓦斯和火灾是煤矿井下的2大主要灾害,特别是在火灾与瓦斯危害共存的条件下,灾害的治理难度极大。提出了新的技术途径与工艺路线,即通过化学药剂吸收的方法快速降低控制区域的O2含量,从而达到同时控制煤炭氧化自燃与瓦斯爆炸的目标。     

矿山灾害监测监控系统发展现状与趋势

我国矿产资源丰富但矿产资源赋存条件相对较差,矿山开采过程中井下瓦斯、水、火等灾害问题极为突出。矿山灾害监测监控系统能够收集矿井内部的有关参数信息,迅速做出控制、调整和预警,减少灾害事故发生。在分析了矿山灾害事故的基础上,回顾了矿山灾害监测监控技术的发展,并对计算机技术、传感技术、通信技术在矿山灾害监测监控系统中的应用展开论述。最后,通过对国内外情况进行研究分析,综述了矿山灾害监测监控系统发展现状和发展趋势,可为绿色矿山和智能矿山的建设提供参考。     

煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术架构

煤矿进入深部开采后,煤岩体物性、应力、瓦斯等因素发生显著改变,开采覆岩扰动范围及动静载荷显著增大,矿井群联动致灾效应与大型地质体控制效应显现,冲击地压、煤与瓦斯突出灾害并存甚至相互转化,煤矿深部开采煤岩动力灾害防控已成为当前亟待解决的问题。针对我国煤矿深部煤岩动力灾害孕灾条件复杂且尚不清楚,相互转化机制不清,快速探测手段、科学有效的防控技术与装备缺乏的现状,凝练了深部开采煤岩动力灾害防控的关键科学技术问题,提出了多尺度分源防控深部煤岩动力灾害的思想,确定了深部开采煤岩动力灾害防控技术的攻关方向,构建了煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术架构,最终将形成我国煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度分源防控理论与技术体系,为我国煤矿深部开采冲击地压、煤与瓦斯突出和复合煤岩动力灾害有效防控提供理论支撑和技术途径。     

矿井瓦斯异常涌出防控现状及展望

为了探索煤矿瓦斯异常涌出灾害防控新技术,研发瓦斯灾害智能化预警及防控装备,保障高瓦斯矿井安全高效开采,基于煤矿瓦斯异常涌出灾害的复杂性特点,从瓦斯地质异常区探测技术、通风稀释异常瓦斯技术、瓦斯异常区抽采技术和瓦斯异常涌出应急处置等4方面梳理了已取得的研究成果和实践经验,并从动态透明瓦斯地质、多源信息瓦斯灾害智能探测技术、瓦斯异常涌出大数据挖掘技术、瓦斯异常涌出智能防控技术、瓦斯异常涌出事故机器人应急救援技术等5个方面进行了展望,为提高煤矿瓦斯异常涌出灾害防控能力、减少矿山安全事故的发生指明了方向。     

煤矿瓦斯爆炸事故调查分析及模拟验证技术

针对我国煤矿瓦斯煤尘爆炸事故特点,建立了煤矿重大灾害(瓦斯、火灾)数据库;通过实验室研究,完善了瓦斯煤尘爆炸的理论和技术基础,建立了瓦斯煤尘存在条件下煤尘云着火特征参数计算方法,开发了计算机仿真软件;初步形成了适合我国煤矿特点的瓦斯爆炸事故调查分析及模拟验证成套技术。     

煤与瓦斯突出、冲击地压复合动力灾害一体化研究

随着煤矿向深部开采,一些矿井动力灾害既表现出煤与瓦斯突出的部分特征,又有冲击地压的部分特征,2种动力灾害互为共存、互相影响、相互复合,难以界定为单一灾害类型,为此提出煤与瓦斯突出、冲击地压复合动力灾害的概念。通过复合动力灾害一体化理论研究,揭示了复合动力灾害发生的统一机理,据此建立了统一失稳判别准则;基于现有动力灾害分类所存在问题,将动力灾害划分为4种类型,在此基础上,针对矿井复合动力灾害类型创新研发了钻屑法多指标一体化检测及煤体温度、煤体电荷实时连续监测设备,形成了复合动力灾害一体化分类分级预测技术;同时,提出了瓦斯抽采、深孔爆破断顶-破煤-断底卸压、煤层注水等消减瓦斯内能、释放煤岩弹性能的复合动力灾害一体化防治技术。