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。     

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。     

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。     

煤矿热动力重大灾害中的几个科学问题

为实现矿井外因火灾的静态辨识,给出了外因火灾辨识条件下影像轮廓圆形度、矩形度计算方法和尖角特征辨别的详细实施方案。考虑到复杂的矿井摄像系统具有结构未确知、参数不完整、对成像误差存在积分效应的灰色特征,采用GM(1, 1)灰色模型和新陈代谢迭代建模方法,对测量误差的演化趋势进行预测。采用火焰与摄像机的距离作为原始数据建立灰色模型,并利用最新景深数据新陈代谢进行迭代优化。结果表明,采用大基线摄像机可以降低距离测量误差,基于机器视觉和新陈代谢机制的灰色建模方法可有效提高外因火灾辨识与定位精度,在发展系数小于0.3时5步之内的预测精度在97%以上,适用于中长期预测。

     

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。     

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...     

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。     

基于煤矿热动力灾害事故救援灾区状态的路径分析

煤矿热动力灾害事故救援灾区状态路径分析,主要为了确保科学施救、高效施救和安全施救。分析的主要方法包括,利用矿井风量风压的变化,判断通风系统被破坏情况;瓦斯爆炸对矿井通风系统的影响;通过取样和监测系统分析判断井下灾区气体成分;利用多种气体变化曲线图对灾区气体变化情况进行分析;利用爆炸三角形原理对灾区是否具有爆炸性进行分析。通过分析判断灾区的状态,从而采取科学的救援手段。     

煤矿灾害防治科技发展现状及对策分析

为充分发挥科技进步在煤矿重大灾害防治领域的重要作用，探讨煤矿重大灾害防治科技发展的特点，分析煤矿爆炸、火灾等重大灾害的致灾特征及救灾难度，讨论了煤矿灾害防治应用基础研究中应注意的问题；并以煤矿火灾防治实践为例，具体介绍相关科学分析方法的应用。     

基于灾区环境的矿井瓦斯爆炸事故应急救援方法研究北大核心

为了提高煤矿应急救援决策与指挥及现场处置的科学性,避免矿山救援队伤亡事故的发生,基于爆炸力学和流体力学,结合对矿山救援队的调研,对矿井瓦斯爆炸灾区环境的形成机制进行了研究,并针对矿井典型地点的瓦斯爆炸事故,分析了灾区环境的变化规律,探讨了应急救援方法。研究结果表明:瓦斯爆炸灾区环境与爆炸强度、空间尺寸、瓦斯涌出量、井巷设施及救援措施等有重要关系,其形成过程可划分为3个阶段:爆炸冲击破坏和火焰毁坏作用阶段、热量及有毒有害气体的再分布阶段、施救措施对灾区环境的干扰阶段。根据典型地点灾区环境变化规律,提出充分评估瓦斯爆炸事故灾区环境,采取有针对性的救援措施逐步改善灾区环境以实现安全施救的应急救援方法,应重点预防施救措施对灾区环境的干扰诱发矿山救援伤亡事故。     

钻探技术在矿山灾害事故应急救援中的应用

钻探作为一种有效的应急救援手段在矿山灾害事故应急救援工作中得到了应用。本文根据应用目标不同将应急救援钻孔分为生命保障孔、救生孔、排水孔、灭火孔、瓦斯抽放孔等。生命保障孔钻探技术、排水孔钻探技术、大口径救生孔钻探技术等3种典型的矿山灾害事故应急救援钻探技术在矿山灾害应急救援工作中得到成功应用,取得了不错的效果。加强矿山灾害事故应急救援钻探技术配套设备的研发和相关钻探工艺研究将有力促进矿山灾害事故应急救援的发展。     

基于熵权理论的煤矿突发水灾害救援系统可靠性评激

通过引入熵权理论,运用属性相关分析方法剔除与选择期望不相关或弱相关的特征属性,建立一套煤矿突发水灾害救援系统评价指标体系。然后根据各评价指标的差异性运用熵权值法对各层指标权重进行客观赋值,综合专家评价意见进行修正得到综合权重,提出了煤矿突发水灾害救援系统可靠性熵权综合评价模型。最后结合案例进行了实证研究,并结合评价结果提出了对策及建议。     

煤矿灾害的分析与防治

我国的煤炭资源大多是地下开采,而地下矿井开采必然要受到水文地质条件、煤炭赋存条件的影响,使煤炭生产的安全具有一定的不确定性。文中重点介绍了各种矿井灾害的成因、危害,及其防治措施,了解和预防矿井灾害对煤矿的安全生产有重大意义。     

煤矿瓦斯爆炸事故应急救援响应机制

以郑州大平煤矿瓦斯爆炸事故应急救援为例,根据煤矿瓦斯爆炸事故应急救援的特点和要求,将瓦斯爆炸事故应急救援响应机制划分为事故报警、事故应急响应级别、应急避灾和应急决策4个部分,将矿山事故应急救援分为4级响应机制,进一步分析了建立事故信息管理及应急辅助决策系统的作用,提出快速报警为事故救援的关键.     

特大型浅地表火区灭火抑爆技术实践

针对白芨沟矿特大型火区的范围广、垮落空间大、火与瓦斯共存、地表漏风严重等特点，采用了水封进风巷道抑爆技术、地面钻孔大流量注三相泡沫灭火技术、大流量氮气灭火抑爆技术，彻底扑灭封闭空间达1000万m^3的火区，防止了瓦斯的再爆炸。     

煤矿建设工程地质灾害危险性评估

根据煤矿建设工程的复杂性,总结了井工煤矿建设工程地质灾害危险性评估的6个特点,提出了地质灾害现状评估、预测评估和综合评估的主要内容和方法。对提高该类地质灾害危险性评估工作质量具有实际意义。     

2000—2016年我国煤矿重特大事故统计分析

为遏制重特大安全事故,于公开发表或出版的文献资料中对2000—2016年我国煤矿重特大事故进行了收集整理,从时间、地域、经济类型、事故类别等角度进行分类统计,并结合煤矿重特大事故预防的困难性给予研究解释。2000年以来,我国煤矿重特大事故起数和死亡人数呈波动下降趋势;3、4、5、11、12月是我国重特大事故的高发时期,是加强煤矿安全监管的重要时期;山西、黑龙江、河南、贵州、湖南5省重特大事故数量和死亡人数最多,是煤矿安全监管的重点区域;非国有煤矿重特大事故发生概率极高,是煤矿安全监管的重要对象;热动力灾害事故是煤矿重特大事故的主体,是科学研究、安全监管和投入的关键所在。煤矿危险源广布、无法彻底消除,现有技术无法长期有效治理;煤炭产量大,开采与安全保障技术、管理水平发展不平衡,是重特大事故预防困难的根本原因和直接原因。     

基于DTW的瓦斯爆炸灾害风险模式识别

以煤矿瓦斯爆炸灾害防控为目的,构建了瓦斯爆炸灾害风险模式识别指标体系,提出了以指标含义与值域设置风险模式类别分界点的区间线性化数据规范方法,减少了计算过程中的信息量损失.通过区间数方法对指标进行赋权后,应用动态时间弯曲算法(DTW),以指标风险模式类别分界点为基础形成了多个加权参考序列,并将待识别样本转换成待识别加权序列,通过待识别加权序列与加权参考序列的最短动态弯曲距离获得待识别样本的风险模式类别,建立了基于DTW的煤矿瓦斯爆炸灾害风险模式识别模型.算例结果符合实际,该方法对瓦斯爆炸灾害风险模式具有良好的识别能力.