瓦斯災害治理新技術
作者:李學來 劉見中
評論: 更新日期:2010年10月10日
2.5? 礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價與決策技術
??? 礦井通風是保障煤礦安全生產的關鍵性環(huán)節(jié),合理的通風是防止瓦斯積聚、抑制煤炭自燃和火災蔓延擴大的重要手段,通風系統(tǒng)布置不合理或管理不當,則是導致瓦斯積聚和自然發(fā)火及造成瓦斯、火災事故進一步擴大的主要原因。集約化生產的大型礦井實行一礦一面已成趨勢,要求通風系統(tǒng)具有更強的穩(wěn)定性、可靠性和合理性,具有較強的抗災能力。
??? 我國開展了礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價和決策技術的研究,建立了基于評價指標體系和網絡仿真技術的兩種礦井通風系統(tǒng)可靠性評價理論體系、評價方法和數(shù)學模型,開發(fā)了智能化、可視化通風系統(tǒng)可靠性評價和決策支持系統(tǒng)軟件。
??? 在災變風流動態(tài)模擬及虛擬現(xiàn)實技術方面,研究并完善了一維動態(tài)模擬技術,開發(fā)了礦井災害風流流動模擬的GIS顯示系統(tǒng),實現(xiàn)礦井災變動態(tài)模擬結果在礦井通風系統(tǒng)圖各巷道通風參數(shù)的動態(tài)顯示,提高模擬結果與各巷道的對應性,減少礦井災害防治及救災決策中應用災變狀態(tài)各參數(shù)的失誤率,提高決策效率。研究出了礦井火災區(qū)域內煙流流動的三維數(shù)值模擬研究和礦井巷道中火災煙流流動的虛擬現(xiàn)實技術。???
??? 在通風系統(tǒng)自動調控方面,研究成功了井下自動控制風門及遠程控制技術,研制出了帶有卸壓窗和撞桿自動開啟裝置的遠程自控風門,實現(xiàn)了井下人、車信號分離,采用控制命令分級管理的方法,徹底貫徹了“生產服從救災,行人服從行車”的風門管理理念,有效地提高了通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全可靠性。
??? 作為配套技術研究,將礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價和決策技術、礦井災變風流動態(tài)模擬及虛擬現(xiàn)實技術和井下風門遠程控制技術等有機整合成一體,開發(fā)了軟件平臺,初步實現(xiàn)了礦井通風系統(tǒng)從監(jiān)測、分析、決策到控制等各環(huán)節(jié)的閉環(huán)運行。
3? 存在的問題和急需開展的研究
??? 煤炭是我國國民經濟發(fā)展的基礎能源,煤礦安全是煤炭工業(yè)走新型工業(yè)化道路、可持續(xù)發(fā)展的前提和保證。瓦斯災害治理是煤礦安全工作的重點。對煤礦瓦斯災害進行監(jiān)測監(jiān)控、預警防治等瓦斯綜合治理技術措施,是減少煤礦傷亡事故,提高安全生產水平的重要手段。目前,煤礦安全工作面臨兩大的挑戰(zhàn):
??? 一是產業(yè)結構的調整,生產高效集約化程度的提高,瓦斯涌出量倍增,產塵強度大幅度上升,通風壓力增大,瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災害事故的預防難度增大;
??? 二是礦井生產水平的逐年延伸,地應力增大,瓦斯涌出量也增大、煤與瓦斯突出和沖擊地壓危險性增加,惡化了煤礦生產條件,增大了生產中的不安全性。為此,煤礦安全技術也需從兩個方面開展攻關研究:
??? (1)根據(jù)礦區(qū)煤層條件不同、瓦斯賦特征不同、生產條件的變化,采用新的科技手段進一步完善提高現(xiàn)有瓦斯災害治理技術體系并進行適應性研究,如采用現(xiàn)代通訊技術、自控技術、計算機技術和傳感技術,解決我國現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)相互不兼容、無法互聯(lián)互通的技術難題;
??? (2)不斷解決瓦斯治理技術研究中出現(xiàn)的新問題,如伴隨我國東部深井開采帶來了“三高”和深部礦井的延期突出問題,松軟低透氣性煤層長鉆孔瓦斯抽放技術難題。這些問題急需開展科技攻關加以解決。
4? 結? 論
??? 瓦斯災害治理新技術在淮南礦區(qū)進行了試驗和應用,取得了經濟、社會、安全環(huán)境的多重效益。這些研究成果對我國煤礦生產條件和瓦斯災害特點具有很強的針對性和適應性,具體成果表現(xiàn)為:
??? (1)瓦斯煤塵爆炸危險性預測評價技術在淮南潘三礦、張集礦應用表明,評價結果準確可靠,具有很強的操作性和實用性,為預防煤礦瓦斯煤塵爆炸提供了重要技術支撐。
??? (2)瓦斯地質、動力區(qū)劃和地球物理探測方法的煤與瓦斯突出預測技術是經實踐證明是有效的,是減小防突工程量、提高防突效果的保障技術措施。
??? (3)AE聲發(fā)射、電磁輻射等非接觸連續(xù)監(jiān)測技術取得了突破性進展,并進入實用化和產業(yè)化階段。
??? (4)保護開采、顧煤層瓦斯強化抽放技術在聯(lián)合攻關,取得了理論、技術和試驗研究的重大進展,是淮南礦區(qū)治理瓦斯的有效技術途徑。
??? (5)通風系統(tǒng)的監(jiān)測、可靠性評價技術隨著礦井集約化水平的提高會越來越突現(xiàn)其基礎作用,而虛擬現(xiàn)實技術要達到應用階段仍需開展大量工作。