??????? 2 煤礦安全技術(shù)的科學(xué)研究
??????? 2.1煤與瓦斯突出防治技術(shù)
??????? 煤與瓦斯突出預(yù)測技術(shù):完善了采掘工作面鉆孔方式的突出預(yù)測指標(biāo)和臨界值確定方法,研制成功以鉆屑瓦斯解吸特性和鉆屑量來綜合判斷煤層突出危險的ATY、WTC預(yù)測儀。經(jīng)在50個局礦的推廣應(yīng)用,已安全掘進(jìn)突出煤層15萬多米巷道,不突出預(yù)報準(zhǔn)確率達(dá)100%,突出預(yù)報準(zhǔn)確率達(dá)60~70%,其防災(zāi)工程量減少50%。
??????? 防突技術(shù)在改進(jìn)、完善、提高開采保護(hù)層、預(yù)抽煤層瓦斯、超前排放鉆孔、深孔松動爆破和水力沖孔等技術(shù)措施外,重點研究了機(jī)采、機(jī)掘工作面的防突技術(shù),建立了一套突出區(qū)域預(yù)測、長鉆孔控制預(yù)裂爆破、水力疏松相結(jié)合的綜采工作面防突工藝;在機(jī)掘工作面重點研究了與掘進(jìn)機(jī)形成機(jī)械、液壓、操作為一體的全液壓防突鉆孔、割槽裝置及工藝技術(shù);“九五”期間研制了QFZ-22型輕便防災(zāi)鉆機(jī),集強(qiáng)力鉆孔與防卡鉆功能于一體,是實施超前排放鉆孔的高效、輕便鉆機(jī)。對地質(zhì)構(gòu)造破壞帶和嚴(yán)重突出礦井。提高了整套綜合治理突出技術(shù),在四位一體的防突措施基礎(chǔ)上,發(fā)展為合理采掘部署、突出預(yù)測預(yù)報、防突措施、措施的效果檢驗、安全防護(hù)措施的五步配套綜合防突體系。
??????? 2.3 粉塵防治技術(shù)
??????? 綜采工作面的防塵技術(shù):進(jìn)一步完善和加強(qiáng)煤層注水,實施長鉆孔深封孔技術(shù);開發(fā)了水泥砂漿封孔泵,解決了封孔難的問題,提高了煤層注水降塵的效果,對采煤機(jī)采煤產(chǎn)生的粉塵實施含塵風(fēng)流控制。高壓水外噴霧降塵技術(shù),對液壓支架、放煤口實施自動控制水噴霧降塵技術(shù),較好地降低了粉塵濃度。
??????? 機(jī)掘工作面的除塵技術(shù):改進(jìn)和完善了系列濕式除塵器的技術(shù)特性,提高了除塵效率。近10年來,為有效地控制呼吸性粉塵,重點開發(fā)了布袋除塵器,其處理風(fēng)量達(dá)到230~250m3/min,工作阻力2083Pa,總粉塵和呼吸性粉塵的除塵效率分別達(dá)99.5%和95.5%,不足的是體積較大,制造成本較高。對轉(zhuǎn)載點開發(fā)了氣流循環(huán)除塵裝置.用密閉罩將轉(zhuǎn)載點塵源與外界內(nèi)流場隔離,在罩內(nèi)引射氣流循環(huán)除塵。為提高水噴霧降塵的效果。研究了聲波霧化、磁化水、預(yù)荷電噴霧降塵新技術(shù)。
??????? 2.4 礦井火災(zāi)防治技術(shù)
??????? 在火災(zāi)預(yù)測方面:通過對無煙煤、煙煤、褐煤有代表性的煤樣進(jìn)行自燃的模擬試驗,研究得出煤樣在低溫氧化、加速氧化自熱期、激烈氧化三個階段能區(qū)分開的靈敏氣體指標(biāo)。同時研制了火災(zāi)束管檢測系統(tǒng)及與之配套的礦用火災(zāi)多參數(shù)色譜儀、火災(zāi)氣體及溫度傳感器。為克服長距離束管存在預(yù)報滯后、管內(nèi)積水、難維護(hù)的弱點,研制了束管與電測相結(jié)合的經(jīng)濟(jì)型火災(zāi)預(yù)測系統(tǒng),即由束管將被測氣體送至井下分站,由各火災(zāi)氣體傳感器將所測到的電信號參數(shù)直接輸送至地面監(jiān)控室,在地面進(jìn)行集中的實時監(jiān)控和預(yù)報。
??????? 為適應(yīng)綜采工作而設(shè)備多且昂貴的條件,以氮氣為主的隋氣防滅火技術(shù)得到迅猛發(fā)展。國內(nèi)主要采用中空纖維膜分離和碳分子篩變壓吸附分離制氮工藝技術(shù)。礦用制氮機(jī)組有地面移動式變壓吸附KYZD-800型,井下移動式變壓吸附JXZD-400型及井下移動式膜分離機(jī)組MD-350型等。對回采工作面的注氮防滅火,應(yīng)及時科學(xué)地測定采區(qū)的氧化、自熱、窒息三帶的分布,通過注氮使自熱帶的氧氣濃度降至10~12%以下,加速自熱帶向窒息帶轉(zhuǎn)化在實施隋氣防滅火過程中,應(yīng)采取綜合措施降低防滅火區(qū)域的漏風(fēng),以提高隋氣防滅火的效果。
??????? 3 對煤礦安全科技工作的幾點建議
??????? 如前所述,在黨和國家的關(guān)懷下,煤礦安全科技工作取得長足的發(fā)展,其整體科技水平與國外的差距正在縮小。煤礦的安全狀況與10年前相比,也大有好轉(zhuǎn),但與國外的差距仍較大,以煤炭生產(chǎn)的百萬噸死亡率來比較:近10年,我國國有重點煤礦為1.05~1.2,全國平均(含國有、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦)為4.3;而同期,美國為0.09,波蘭為0.44,德國為0.34,印度為0.74。
??????? 我國煤礦每年發(fā)生死亡10人以上的重特大事故約有70~80起,其中85%發(fā)生在高瓦斯或有突出危險的礦井;90%為瓦斯(含瓦斯煤塵)爆炸事故。全國煤礦現(xiàn)累計塵肺病人20萬。每年因事故及塵肺而帶來的經(jīng)濟(jì)損失約為30億元,總體來講行業(yè)的安全狀況不容樂觀。
??????? 針對我國煤礦安全狀況和煤礦安全技術(shù)的難點,建議在以下幾方面重點組織科技攻關(guān):
??????? (l)瓦斯超前治理與區(qū)域瓦斯資源開發(fā)技術(shù)。瓦斯給煤礦安全帶來極大的威脅,但又是潔凈的能源和化工原料,集利害于一體,全國煤層氣儲量達(dá)30~35萬億m3,但我國多為低透氣性煤層,因此,對超前規(guī)模化、高效率的瓦斯抽放技術(shù)進(jìn)行科技攻關(guān),為高瓦斯礦井提供安全生產(chǎn)條件,并為瓦斯規(guī)模化、商業(yè)化的開發(fā)利用創(chuàng)造條件。擬將晉城新區(qū)作為科技攻關(guān)試驗點,建議國家對災(zāi)害治理、變害為寶的科技項目和產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目應(yīng)給予資金投入的傾斜和優(yōu)惠的扶持政策。
??????? (2)粉塵治理技術(shù)。粉塵是煤炭生產(chǎn)中另一個突出的安全問題,也是作業(yè)場所的工業(yè)衛(wèi)生問題。把呼吸性粉塵的綜合治理技術(shù)納入新一輪的攻關(guān)內(nèi)容。攻關(guān)的內(nèi)容包括:礦井呼吸性粉塵的連續(xù)檢測技術(shù),減少粉塵產(chǎn)生和高效經(jīng)濟(jì)、便利的除塵技術(shù)與裝備。
??????? (3)重大火災(zāi)的防治技術(shù)。隨著礦井機(jī)械化和自動化程度的提高,重大火災(zāi)的威脅顯得更為突出,對隱蔽火災(zāi)的預(yù)測與定位技術(shù),防止運輸膠帶等火災(zāi)的蔓延及滅火技術(shù),災(zāi)害氣體產(chǎn)物對礦井風(fēng)流的影響等列項進(jìn)行研究,利用火災(zāi)試驗巷道和計算機(jī)模擬仿真技術(shù),在理論和實用技術(shù)上要有較大突破。
??????? (4)應(yīng)重點解決瓦斯、火災(zāi)等有害氣體檢測元件,達(dá)到長壽命、高穩(wěn)定、高可靠。研制開發(fā)高效、節(jié)能、高可靠性的通風(fēng)設(shè)備、安全工程裝備。
??????? 參考文獻(xiàn):
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??????? 〔3〕孫海濤.采動影響下地面鉆井的變形破壞機(jī)理研究〔D〕.重慶:重慶大學(xué),2008.
??????? 〔4張軍,孫東玲,黃旭超,等.地面鉆井抽放采動區(qū)域瓦斯技術(shù)的試驗研究〔J〕.礦業(yè)安全與環(huán)保,2007,34(1):1-5.
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