我国非煤矿山安全标准与特种设备标准比对分析

本文首先搜集和整理了208项非煤矿山安全标准和308项特种设备中的起重机械标准，对两类标准的管理情况、制修订年限、强制性、基础性、技术性等方面进行了全面梳理。通过上述比对分析，总结了非煤矿山和特种设备中起重机械标准的相似和不同之处，并提出了今后非煤矿山安全生产标准制修订方面的建议。     

构建中国特色非煤矿山安全生产标准体系

为进一步完善我国非煤矿山安全生产标准体系，基于中美非煤矿山标准体系现状研究，分析我国非煤矿山标准体系存在的问题，并基于我国国情探讨构建中国特色非煤矿山安全生产标准体系的重要意义；明确构建中国特色非煤矿山安全生产标准体系的总体思路，立足于顶层设计，全面阐述中国特色非煤矿山安全生产标准体系结构“横向”与“纵向”的要求。结果表明:从规划、管理、制度、投入等方面制定保障措施，可为我国非煤矿山标准体系建设的科学合理发展指明方向。     

论我国非煤矿山安全生产标准体系构建思路

本文分析了我国目前非煤矿山安全生产标准体系建设的现状及存在的主要问题,阐述了建立一套科学、合理、完善的标准化体系对我国非煤矿山安全生产行业的重要意义;并根据非煤矿山安全生产标准体系建设的现状提出了我国非煤矿山安全生产标准体系建设的思路和基本框架,为今后非煤矿山安全生产标准体系建设提供一定基础。     

我国非煤矿山标准现状与分析

对1975—2007年间发布的775项非煤矿山标准的统计分析表明,我国非煤矿山标准的制修订、批准发布属于不同的标准化技术委员会和不同的部门;非煤矿山标准属于有色金属、黑色冶金、建筑材料、核工业、化工、轻工、石油、天然气、机械、汽车等行业领域。在775项标准中,推荐性标准有611项,占78.8%,推荐性标准比例高于强制性标准比例;2007—2002年、2001—1997年、1996—1992年、1991—1987年、1986—1982年、1981—1975年间发布的标准分别为218项、190项、270项、76项、12项、9项,发布时间在5年以上的标准占71.9%,平均发布时间为9.6年,我国非煤矿山标准老化、修订周期长问题比较突出,因此,应加强非煤矿山标准的制修订工作。     

我国非煤矿山安全生产标准及其体系探讨

为了对非煤矿山安全生产标准和标准体系进行深入分析和研究,在充分收集我国非煤矿山安全生产标准的基础上,总结了我国非煤矿山安全生产标准和标准体系存在的主要问题,并对建立我国非煤矿山安全生产标准体系提供了建议.     

国家安全生产监督管理总局下达2008年安全生产行业标准计划

2008年8月2日，国家安全生产监督管理总局下达了《关于2008年制修订安全生产行业标准项目计划的通知》（安监总政法[2008]144号）（以下简称《通知》）。计划2008年制修订的安全生产标准项目共计140项，其中，煤矿33项，2008年完成29项，2009年完成4项；非煤矿山25项，2008年完成8项，2009年完成17项；     

国外非煤矿山安全生产标准研究

本文通过标准体系特征、非煤矿山管理机构及主要非煤矿山安全生产标准三个方面详细阐述了美国、南非、澳大利亚的非煤矿山安全生产标准现状,从而总结和归纳出了非煤矿山安全生产先进国家的标准特点,并通过分析比较提出了我国现阶段非煤矿山安全生产标准存在的问题及改进建议.     

夯实非煤矿山安全基层基础

我国目前有非煤矿山近10万座、矿种有180余种。2009年上半年，我国非煤矿山领域发生事故450起、死亡580人，同比分别下降32．3％、29．7％；发生较大事故22起、死亡93人，同比分别下降38．9％、39．2％，全国非煤矿山安全生产形势总体稳定。     

2006年我国非煤矿山事故分析

截止2006年底，全国已取得安全生产许可证的非煤矿山共有91998座，其中金属矿山8301座，占总数的9．02％，非金属矿山80702座，占总数的87．72％，其他矿山2995座，占总数的3．26％。此外，还有6630座在建矿山。     

已发布的安全生产标准统计

为了加强我国安全生产标准化建设,国家安全生产监督管理总局对煤矿、非煤矿山、危险化学品等行业的安全生产标准进行修订和完善。目前,已发布的安全生产标准统计如下。     

Co-utilization of two coal mine residues: Non-catalytic deoxygenation of coal mine methane over coal gangue

The deoxygenation of coal mine methane (CMM) is a necessary process for concentrating methane by pressure-swing adsorption technology. Removal of oxygen in CMM by the reaction between oxygen and carbon in coal gangue is a novel solution for simultaneously utilizing two kinds of byproducts of coal mine, CMM and coal gangue. Process conditions for the deoxygenation of CMM were investigated systematically by using a fixed-bed reactor. The results show that higher temperature and lower gas flow rate not only decreased the residual oxygen concentration in the outlet gas but also increased the methane loss, and that the particle size of gangue did not influence deoxygenation within the experimental conditions used. Under optimal conditions (650 °C and 250 mL/min), there was no residual oxygen in the outlet gas and the methane concentration decreased by less than 0.5 mol%. XRD results show that coal gangue was activated during deoxygenation, and that activated gangue was suitable for utilization as a main component in cementitious materials.     

高头窑煤矿河流下浅埋煤层综放开采安全限采研究

导水裂隙带高度是水体下安全采煤的主要依据,本文通过数值计算、相似材料模拟、规程预测和工程类比等方法,对高头窑煤矿水多湖川和大哈他土沟河下浅埋煤层开采时导水裂隙带高度进行了预测研究,结果表明：几种方法预测结果有一定的误差,综合工程类比结果,高头窑煤矿水多湖川和大哈他土沟下采煤时裂采比定为15。由于高头窑煤矿2-3煤层上覆基岩段厚度较薄,根据三下开采规程,煤层开采需要进行安全限采控制,采高h≤H/19,以达到控制导水裂隙带高度的目的,实现河下采煤的安全开采。     

粒状煤和块状煤等温吸附CH4试验研

为探究不同尺寸煤样吸附瓦斯特性的差异,以漳村矿3#煤为研究对象,利用自主研制的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,开展粒状煤和块状煤的等温吸附试验,测定不同吸附压力下的吸附量和变形量。试验结果表明:在相同的吸附平衡压力下,吸附量随煤样粒径的增大而减小;粒状煤吸附瓦斯的能力大于块状煤,原因是粒状煤的有效比表面比块状煤大,增加的微孔吸附瓦斯使得煤吸附瓦斯量增加。块状煤的变形量随吸附平衡压力而增大,但增加量逐渐减小。经讨论分析可知:煤体吸附膨胀变形是煤基质吸附膨胀和气体压力压缩共同作用的结果;粒状煤测定的吸附常数应用到煤层数值模拟中会引起一定的误差。     

甲烷-煤尘复合体系中煤尘爆炸下限的实验研究

在3.2 L的燃烧管道中,采用小能量的高压点火装置,通过改变甲烷体积分数、煤尘种类与粒径,研究了甲烷-煤尘复合体系中煤尘爆炸下限的变化规律.研究结果表明,在本文实验条件下,甲烷-煤尘混合物中甲烷体积分数的增加能明显降低煤尘的爆炸下限.对于煤尘粒径小于42 μm煤样A,当甲烷体积分数从1.8%增加到2.2%时,煤尘的爆炸下限相应从30 g/m3下降到6.25 g/m3.煤尘的爆炸下限也随着煤尘中挥发分含量的增加而降低.煤尘粒径对其爆炸下限的影响较弱.实验结果与文献中高能量化学药头点火的测试结果进行比较表明,甲烷对煤尘爆炸下限的影响趋势并不随着点火源能量的改变而改变.     

混合煤样中软分层对煤与瓦斯突出的影响

在单一煤体吸附瓦斯的基础上,选用某煤矿硬煤和软煤,按照不同的厚度比进行分层混合,模拟煤层中软分层。运用Langmuir单分子层吸附理论,对混合煤样中软分层的吸附性质及其存在对煤与瓦斯突出的影响进行了研究。实验中利用自行研制的高压瓦斯吸附仪,对不同厚度比的混合煤样吸附瓦斯气体的等温吸附曲线、吸附常数a、b进行了实验分析,并得出了吸附量随压力的变化形态和吸附常数a、b随硬煤和软煤厚度比的变化形态。分析结果发现在软分层与其上覆硬煤层厚度近似相等时,发生突出的危险性最大,并通过理论分析说明了软分层的存在,煤层易发生煤与瓦斯突出的原因。可为煤与瓦斯突出机理的研究提供理论基础和思路。     

立井揭煤前测定煤层瓦斯压力的方法与实践

为了解决复杂环境下立井揭煤前煤层瓦斯压力的可靠测定,基于揭煤井筒瓦斯地质特征、煤岩体物理力学性质,应用COMSOL软件模拟揭煤工作面在接近目标煤层时,井筒周围煤岩的地应力分布特征,直观展现了目标煤层中的应力分布结果。模拟结果表明,立井工作面距煤层的垂直距离为7 m时,煤层中会形成一个近似于环形的卸压圈,卸压半径为16 m,因此煤层瓦斯压力测试孔的终孔位置应布置在井筒中心线16 m以外的原始地应力区,以保证测压点瓦斯压力不受揭煤井筒卸压区的影响,令测压结果准确可靠,从而更好地预测煤与瓦斯突出区域的危险性。同时,结合立井揭煤工作面的水文地质特征和井筒严重淋水情况,自主研发并应用了瓦斯测压孔"两堵一注"封孔材料及特定的封孔工艺,进一步保障了封孔质量和瓦斯压力测试结果的可靠性。最后,依据测压结束时测压管内的实际水压情况,对测压结果进行修正,并依据实测瓦斯含量,采用间接法对所测得的瓦斯压力进行验证,实测值在反算得到的瓦斯压力值域内,表明此方法有效可行。     

考虑煤体粒度的落煤瓦斯涌出预测模型研究*

为了探究不同煤体粒度对于工作面瓦斯涌出的影响规律,以王家岭煤矿为研究对象,通过现场测试分析采落煤与放落煤的粒度分布,采用数值模拟计算不同粒度煤体的瓦斯涌出特征;并推导采落煤和放落煤的瓦斯涌出预测模型,对模型进行现场应用。研究结果表明:王家岭煤矿采落煤粒度分布范围更广,存在较高比例的微小粒度和大粒度煤体;煤体粒度越小,则瓦斯涌出速度越快。采落煤和放落煤的综合涌出强度均可以用指数函数来描述,模型计算结果与现场实际数据误差在合理范围内。     

凯达煤矿采空区煤自燃极限参数分析*

为更加精准地判定采空区自燃危险区域,对煤自燃极限参数的计算方法进行改进,采用能量守恒微分方程的分析解计算煤自燃所需必要条件的极限值;以内蒙古凯达煤矿为例对该方法进行验证,根据浮煤的物性参数以及采空区环境条件,计算分析46205工作面回风侧采空区煤的自燃危险性;根据采空区漏风条件以及煤自燃所需要的氧浓度值,分析在遗煤较厚的条件下采空区可能发生的煤自燃危险性,划分不同遗煤条件下采空区自燃危险区域。结果表明:采空区实际遗煤厚度无法满足浮煤持续升温的要求,通过分析煤自燃极限参数可知,自然条件下浮煤在升温达到约30 ℃时其温度不再增加,因此不具有自燃危险性。     

Classification technique for danger classes of coal and gas outburst in deep coal mines

In this investigation a new classification technique based on artificial neural network (ANN) and exponent evaluation method (EEM) has been developed to classify the danger classes of coal and gas outburst in deep mines. A weight computing model of mutual affecting factors is derived from backward algorithm of ANN (BA-ANN), which diminishes the influence of factitious factor, the environment factor and the time factor to the weight. The BA-ANN model is used for modeling the correlation between danger class and 12 affecting factors of coal and gas outburst and calculating weights of interconnection factors, which performs very well. In order to classify danger classes in a daily routine, the EEM with the well trained weights which are from BA-ANN, is performed in a deep mine. The case study shows that this new technique is useful to classify danger classes with quick and accurate computation. Moreover, the weight computing model of BA-ANN can be extended to other safety issue in different fields as well.     

近距煤层无煤柱协调开采布局研究与应用*

为了解决老母矿近距煤层的开采难题,通过理论分析并利用FLAC 3D数值模拟软件进行模拟,分析出煤层前后推进150 m是最合理的步距，侧向采动支撑压力在15~50 m内存在影响。基于这些理论数据，确定回采巷道的合理位置,进而确定以内错距离范围为30~60 m的内错式布置方式布置巷道和无煤柱协调开采布局，并进行井下工程应用。最后把无煤柱协调开采布局与双巷掘进开采布局对比，得出无煤柱协调开采布局的先进性和优势，研究结果可为同类条件下的工程应用提供借鉴。