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。     

矿井热动力灾害及救援安全性判定研究现状及展望

矿井热动力灾害是煤矿重特大事故的主要灾害类型,严重制约着煤炭绿色安全高效开采。总结了矿井热动力灾害的发展概况,分析了救援中热动力灾害灾变特性,对矿井火灾环境特征参数的时空演化规律、救援危险区域的判定、救援安全性评价分别进行文献梳理与论述,探讨了现阶段研究存在的不足,对矿井热动力灾害及其救援安全性预测的重点研究方向进行了展望:救援行为影响下典型可燃物火源特性及火灾巷道环境参数变化规律,救援过程大范围巷道内环境参数的时空演化规律及继发灾害的孕灾机制,灾后瓦斯运移规律、燃烧火焰及爆炸冲击波传播规律,继发灾害叠加效应下救援危险态势的动态判定方法。研究成果对我国矿井热动力灾害及救援安全性预测领域的理论与技术研究有一定的参考价值。     

矿井热动力灾害人员逃生能力研究

为了减少事故伤亡、降低外部救援压力,通过总结煤矿热动力灾害事故案例和救援经验,研究认为矿井热动力灾害中,受灾人员需具备心理调节、灾情感知和逃生路线的选择、规避风险和致灾因子、团队协作4种逃生能力。总结得到了逃生过程中存在的认识偏差、高压恐惧等8种心理和行为障碍;构建了由受灾人员的灾情感知、恐慌心理的产生机制、灾情判别与决策组成的逃生心理活动和行为模型以及作用于遇险者和救援者之间以优化灾情信息传输效果的对等交流模型。此外,提出了综合评判灾情和逃生辅助设施位置的路线选择原则和以团结为基准的团队行为的管理方法,并分析了传统教学、模拟演练和全真演习共3种培训方法以提高煤矿从业者的逃生能力。     

矿井热动力灾害救援安全性评价指标体系

在现代事故致因理论的基础上,采用"人-机-环-管理"系统分析法,结合矿井热动力灾害救援的特点,初步构建了具有14大类50个影响因素的矿井热动力灾害救援安全性评价指标体系;采用Delphi法和AHP法对初步提出的评价指标进行了优化,得到了具有6个一级指标、20个二级指标的评价指标体系结构;提出了评价指标预处理、量化和指标权重赋值方法,对优选后的矿井热动力灾害评价指标进行了处理,得到了矿井热动力灾害救援安全性评价指标体系。     

矿井热动力灾害逃生影响因素研究

为了减少事故伤亡、降低外部救援压力,通过总结煤矿热动力灾害事故案例和救援经验,定义逃生是遇险人员在恶劣灾变环境中、极端心理压力下,运用逃生知识和技能,利用逃生避险系统进行的自救行为。灾区环境和灾情、矿井逃生避险系统和遇险人员的逃生能力是煤矿热动力灾害逃生的主要影响因素。其中,灾区环境和灾情是逃生场景,一切具体逃生行为均是对灾区环境和灾情的响应;矿井逃生避险系统是遇险人员获取灾情信息、寻路、获得补给、规避风险,保证生命安全的辅助设施,是提高逃生自救与外部施救效能的关键;逃生能力是遇险人员合理利用矿井逃生避险系统应对极端灾变环境的核心要素。     

我国金属矿山热动力灾害防治技术研究现状与展望

热动力灾害是影响金属矿山安全生产的重要因素之一,绿色、经济且 高效的金属矿山热动力防治技术 对于安全开采工作极为重要。 为给我国金属矿山热动力灾害的科学治理提 供参考依据,对金属矿山热动力灾害进行 了定义和分类,分析了金属矿山热动力灾害的特性,系统阐述了目前我国金 属矿山热动力灾害理论与防控技术的研 究现状与进展,指出我国金属矿山热动力灾害防治技术现存问题:① 各类热 动力灾害之间的耦合孕灾机理尚不明确; ② 次生衍生灾害的临界诱发条件及防控理论研究存在不足;③ 对隐蔽灾害 全方位探测的速度及精度有待提高;④ 尚 未构建金属矿山热动力灾害一体化协同防治技术体系;⑤ 针对叠加热动力 灾害与次生衍生灾害的应急救援方法不成 熟;⑥ 缺乏对深部热动力灾害基础理论与防治技术的研究。 最后对我国金 属矿山热动力灾害防控技术的发展方向进 行了展望,指出了我国金属矿山热动力灾害防治技术的重点研究领域:① 金 属矿山热动力灾害耦合孕灾基础理论;② 灾害叠加效应与次生衍生灾害诱发机制;③ 金属矿山热动力灾害智能精准 监测监控平台;④ 金属矿山热动力灾害 “全面—高效—协同”应急管理体系;⑤ 深部金属矿山热动力灾害复杂致 灾机制与综合防控技术。     

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。     

基于BP神经网络的矿井热动力灾害监测研究

针对煤矿井下热动力灾害监测方式单一、易产生误判漏判等问题,提出一种基于BP神经网络的矿井热动力灾害监测方法。该方法根据矿井热动力致灾因素之间的相互耦合关系,利用多源数据融合的数据-特征-决策三级架构,首先在数据级利用卡尔曼滤波算法对特征参量数据进行归一化优化处理;然后在特征级采用BP神经网络对特征参量数据进行多源融合识别,获得煤层自燃和明火燃烧的特征识别结果;最后在决策级将特征识别结果与瓦斯浓度、煤尘浓度和特征信号持续时间相融合,得出最终监测判决结果。研究表明:该方法综合多参数融合判断,提高判决辨识矿井热动力灾害的准确率,能有效解决对矿井热动力灾害监测的误判漏判问题。     

煤矿热动力灾害及特性

煤矿热动力灾害被分为瓦斯、火灾、煤尘等灾害分支,未能形成完整的体系,导致其防治缺少系统性和综合性。对国内外发生的煤矿重特大事故进行了系统调研与总结,提出了煤矿热动力灾害概念,构建了煤矿热动力灾害学内容体系。重点对煤矿热动力灾害中的一些热点问题进行了分析,指出了在瓦斯与煤着火的复合灾害、低瓦斯矿井的安全性、抽采瓦斯在防治瓦斯事故中的作用、事故与管理的关系、注惰性介质防灭火的有效性、矿井隔爆设施的作用、事故中的人员逃生等问题上的认识误区。     

矿井降温技术研究进展与展望

矿井高温热害是矿井深部安全开采的重要影响因素之一,有效且经济的矿井降温技术对于深部高温矿井安全且高效开采尤为重要。分析了矿井热源的种类及热害对人的影响,并对目前矿井降温技术的原理及应用研究现状进行了评述;研究了用于热害较轻或浅部矿井的非人工制冷技术,着重阐述了用于热害较重和深部矿井的多种人工降温制冷技术;对比分析了液态气体相变制冷技术、直膨式热泵降温技术、动力性热管降温技术、个体防护服和涡流管结合矿井微气候调节技术的优缺点及其在矿山现场的应用研究进展,指出了目前各类降温技术存在的共性问题,讨论了未来地热控制及余热回收利用的技术发展趋势,为选择合适的深井降温技术提供依据。研究表明:目前矿井降温技术虽然飞速发展但存在能耗较大、制冷系统设备复杂且难以维护,只重视降温而忽略矿井湿度过高,未能充分利用矿井地热能源价值,非煤矿山专用降温系统研究较少等不足。针对矿井降温系统的共性问题提出了开发节能且高效的新型降温技术,着力开发制冷设备,坚持降温除湿并重的原则,充分利用矿井地热能源以及设计非煤矿山专用的矿井降温技术等应对措施。     

煤矿采空区瓦斯与煤自燃复合热动力灾害多场演化研究进展

我国是采空区复合热动力灾害最为严重的国家之一,探索采空区复合热动力灾害的演化规律对于灾害防治具有极其重要的意义。然而,目前对于复合热动力灾害各灾种间的耦合致灾机理、灾害演化规律、灾害信息探测与辨识等方面的认识尚不够深入,因此导致煤矿采空区复合热动力灾害的预防及治理尚缺乏有针对性的技术方法。基于此,探讨了我国采空区瓦斯与煤自燃复合热动力灾害发生的现状,分析了该领域的国内外最新研究进展,指出采空区瓦斯与煤自燃复合热动力灾害具有隐蔽性、耦合型、动态性、复杂性的主要特征,由此导致灾害表现出风险大、辨识难、预警难、防治难的特点。从国内外关于采空区复合热动力灾害多场演化规律的研究平台、多场耦合数学模型、气体体积分数场-温度场-风压场等多场耦合演化规律及其关键影响因素、灾害信息探测技术及采空区瓦斯与煤自燃复合热动力灾害的判别方法等角度,系统综述了采空区热动力灾害多场演化规律的最新进展。以此为基础,指出采空区复合热动力灾害亟需在多灾种间的互馈耦合作用机理、多场耦合动态演化规律、复合灾害的关键致灾因素及其临界指标、采空区复合灾害监测-预警-综合防控一体化理论与技术等方面展开进一步的深入研究与探索,研究结...     

我国矿井移动通信现状及展望

介绍了我国矿井中移动通信的种类和现状,并对矿井移动通信的发展前景作了展望。     

深部矿井煤岩瓦斯复合动力灾害研究现状与展望

简要介绍了国内外学者在矿井煤岩瓦斯复合动力灾害方面的研究成果和主要观点,归纳总结了煤岩瓦斯复合动力灾害的致灾机理、孕育条件、预测预报等,并在此基础上对我国深部矿井煤岩瓦斯复合动力灾害防控方面亟待解决问题进行了展望。     

试用灰色理论宏观预测矿井水灾害

以我国１９５９年至１９８８年由顶板水（地表水体和松散层含水体）和底板薄层灰岩水体引起矿井水灾害事故的统计资料为依据，应用灰色理论的宏观预测矿井水灾害可能发生的时间和严重程度。     

我国煤矿矿井水处理技术现状与展望

系统梳理了我国煤矿矿井水的处理技术现状,对高悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和含特殊组分矿井水的常用处理技术进行了对比分析。近年来高矿化度和含特殊组分矿井水逐年增多,相关水质标准大幅提高,给煤矿矿井水处理提出了更高的要求。为了适应新形势,煤矿矿井水处理技术应通过科技创新,实现矿井水大规模低成本处理,支撑矿井水高效利用,一是要大力发展井下处理技术,利用井下空间和岩体自然净化优势大幅降低矿井水处理成本,并实现矿井水大规模调配与利用;二是要因地制宜利用西部矿区丰富的太阳能、地热等新能源以及火电厂余热等,驱动低温多效蒸发、膜蒸馏等处理技术,可大幅降低处理能耗;三是要通过对相关标准体系的完善,促进矿井水处理实现"分级处理、分质利用"。     

我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望

为了更好地推广应用现有技术和探索研发新的技术方法,在全面总结我国目前矿井水防控与资源化利用理论方法、应用技术、工程实践和技术标准等基础上,系统分析了该领域在基础理论、水文地质(补充)勘探与水害预测预报、井下水害超前探测(放)与监测预警、矿井水害主要预防与治理技术等方面的最新科研进展和取得的成果,指出了矿井水防控与资源化利用面临的挑战、存在的问题和与我国快速、集约、规模化发展的煤炭工业要求存在的差距,探讨分析了其发展趋势,展望了今后创新研究的重大科学问题和关键核心技术与方法及发展前景。     

我国煤与瓦斯突出防治理论技术研究进展与展望

为充分汲取煤与瓦斯突出历史事故经验,发挥事故调查报告中专家意见的价值,构建了一种基于案例推理的CBR突出预警模型,并依据历史案例数据库搭建了突出预警系统。以突出的多类别指标数据作为输入,运用K最近邻算法计算当前案例与历史案例的局部相似度。同时,为进一步提高案例检索准确度,采用灰狼优化(GWO)算法优化各指标的特征权重,计算得到全局相似度。通过当前案例与历史案例的相似匹配,对突出危险进行预警,并提出突出防治决策方案。利用河南鹤煤六矿突出事故进行验证,结果表明所搭建的预警系统可实现突出危险的有效预警与决策。

     

我国煤与瓦斯突出防治理论技术研究进展与展望

我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最为严重的国家,在突出预防方面进行了大量深入的研究和实践,突出防治取得了较为显著的效果,但近年来突出灾害事故仍时有发生.为了进一步提高深部矿井煤与瓦斯突出防控技术,提升煤矿安全、智能化水平和煤炭安全保障能力,分析了突出发生机理研究进展及现状,阐述了我国煤与瓦斯突出预测及监测预警手段的关键技术...     

矿井瞬变电磁法反演方法研究进展与展望

如何通过改进矿井瞬变电磁法反演方法来提高解释精度一直以来都是瞬变电磁研究领域的重要课题。在分析总结目前矿井瞬变电磁法反演方法的基础上,将其分为定性近似反演、基于目标函数迭代反演和联合反演3类,并探讨了不同方法的特点、优势、局限性及改进方法。通过对矿井瞬变电磁法反演发展趋势的分析,提出发展全空间反演理论和方法、进行多方法尤其是非线性方法的联合反演以及多维反演是实现井下精细探测和定量解释的主要发展方向。     

矿山压力显现理论研究进展与展望

介绍了国内、外具有代表性的矿压显现理论研究的发展进程和观点,指出砌体梁理论的重要意义和应用价值,展望了今后一个时期矿压理论的发展方向。