矿井热动力灾害5大研究方向

2018-08-31

  矿井热动力灾害是指由于煤矿井下致灾因素热动力属性改变,超出控制范围而引发的矿井原发性灾害与继发性灾害的总称。


  矿井热动力灾害具有广义属性和狭义属性之分,其中广义属性包括井下所有与热相关的动力学灾害,如矿井内因火灾、外因火灾、瓦斯燃烧/爆炸、煤尘燃烧/爆炸、井下爆破等;狭义属性则专指煤自燃、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤尘燃烧、煤尘爆炸等5类与煤、瓦斯和煤尘相关的灾害。


  矿井热动力灾害具有复杂性、耦合性、叠加性、隐蔽性、继发性、难救援性的特点。


  矿井热动力灾害耦合致灾机理与复杂致灾体系基础研究


  目前矿井热动力灾害中各类灾害之间的耦合致灾机理尚不清楚,复杂致灾体系的基础研究尚不深入。


  因此应当深入研究煤自燃、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤尘燃烧、煤尘爆炸等灾害之间的相互耦合关系与作用过程,分析灾害之间的相互诱发方向与作用过程,探明不同灾害之间的耦合致灾机理。


  开展矿井动力灾害中各类灾害复杂致灾体系的基础研究,掌握各类灾害之间发生耦合关系的充分必要条件,探明各种耦合关系之间单独致灾或共同致灾的相互复杂作用机制,建立矿井动力灾害中各类灾害复杂致灾理论研究体系。


  矿井热动力灾害叠加效应与继发效应理论研究


  统计数据表明,矿井热动力灾害是煤矿重特大事故的主题,随着矿井事故等级的增加,矿井热动力灾害在矿井重特大事故中的比例升高。这主要是由于矿井热动力灾害中各类灾害叠加作用形成复合性灾害,并诱发继发性灾害,致使其致灾性更强、破坏力更大,从而造成的事故等级也越高。造成这些现象的根本原因是灾害叠加致灾机理和继发性诱导机制不明,缺乏基础理论研究,无法为防控技术的开发提供指导与依据。因此,应当加大矿井热动力灾害叠加效应与继发效应理论研究的力度,为防控技术的开发提供理论基础与方法依据。


  矿井热动力灾害隐蔽致灾因素准确探测理论与技术研究


  井下隐蔽致灾因素探测难度大是矿井热动力灾害频发且事故等级相对较大的重要原因之一。


  亟需开展矿井热动力灾害隐蔽致灾因素探测理论研究,以电磁理论、地球物理理论、工程热力学、传热传质学、火灾科学、燃烧学等为指导,重点开展以下5方面的研究:采空区隐蔽火源准确探测理论与技术、采空区瓦斯燃烧准确探测理论与技术、隐蔽场所煤尘自燃准确探测理论与技术、瓦斯爆炸前兆信息准确探测理论与技术、煤尘爆炸前兆信息准确探测理论与技术。


  矿井热动力灾害安全高效应急救援技术研究


  矿井热动力灾害致灾因素非常复杂,具有较强的模糊性和难预测性,因此开展矿井热动力灾害灾变期间的安全高效应急救援技术研究具有重要现实意义,主要表现为:现有的应急救援系统建设原理,仅适用于矿井某一采区主要进风巷灾变期间的烟流控制,无法满足全矿井灾变条件下的烟流控制机制。因此应当进一步研究全矿井灾害条件下的烟流应急控制方法。进一步研究存在继发性灾害隐患的安全高效应急救援技术。


  矿井热动力灾害“安全-绿色-高效”一体化综合防控技术体系


  矿井热动力灾害目前存在的主要问题之一是,现行的防控方法将各类灾害分列,防控技术缺乏系统性和综合性,没有系统的构建综合防控体系。


  因此,综合运用矿井热动力灾害耦合性、复杂性、叠加性、隐蔽性、继发性和难救援性等特性,在此基础上研究开发“安全-绿色-高效”一体化综合防控技术体系,使矿井热动力灾害防控技术系统化和模块化,彻底摒弃“头痛医头、脚痛医脚”的防灾治灾模式。


  责任编辑:宫在芹
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