煤矿瓦斯爆炸事故演化的突变模型

煤矿瓦斯爆炸事故,从微观上看,是在瓦斯积聚、引火源和氧气浓度3个条件同时具备的情况下发生的,从宏观上看,是在生产活动中存在人的不安全行为和物的不安全状态导致了微观3条件的同时具备。笔者介绍了突变理论的基本原理;在轨迹交叉事故致因理论基础上,分析了瓦斯爆炸事故演化的非线性特征;建立了事故演化的尖点突变模型。并指出:事故演化是一个流变-突变过程,其突变的程度反映了事故的严重度;人的不安全行为是事故发生的主要因素;物的因素决定事故的严重度;安全生产必须建立本质安全型矿井,避免人和物的运动轨迹越过分歧点集。     

2007年1-12月全国发生死亡10人以上重大、特大事故点评回放

12月5日23时15分,山西省临汾市洪洞县左木乡红光村瑞之源煤业有限公司新窑煤矿井下发生特别重大瓦斯爆炸事故,造成死亡105人,重伤7人,轻伤1人。直接经济损失达4275万元。事故前井下共有128人,事故发生后38人升井,90人下落不明。矿方盲目组织施救过程中又入井37人,升井22人,死亡15人。事故发生后,矿方迟报了5个多小时,延误了抢救时间。国家安监总局局长担任事故调查领导小组组长李毅中强调,12·5”事故是2006年以来全国发生一次死亡人数最多的事故。该矿虽然六证齐全,     

红外甲烷传感器在煤矿安全中的作用

近年来,瓦斯（主要成分为甲烷,分子式CH4）事故成为煤矿安全的第一杀手。控制煤矿重特大事故的关键是要有效地预防和遏制瓦斯事故,而解决瓦斯突出及爆炸问题,除了要对瓦斯形成规律、爆炸特性、突出机理、抽采规律进行深入研究,还必须加强对瓦斯的监测监控,这是煤矿安全生产工作的重中之重。     

煤与瓦斯突出的物理模拟和数值模拟研究

利用自行设计的实验装置,通过现场采集具有突出倾向的煤样,分别向实验装置煤样中充入吸附能力较大的CO2和吸附能力较小的N2来模拟不同级别的煤与瓦斯突出现象,物理试验结果表明:瓦斯压力越大,突出强度越大;当瓦斯压力相近时,吸附和解吸能力大的瓦斯突出强度大。通过数值模拟对煤与瓦斯突出进行研究,数值模拟再现了煤矿开采过程中诱发的煤与瓦斯突出全过程,同时验证了煤与瓦斯突出是瓦斯压力、地应力及煤岩体的力学性质综合作用的结果,该验证对进一步深入理解认识煤与瓦斯突出的机理具有重要的理论和实践意义。     

美国的煤矿防爆系统

众所周知,煤炭开采的最大问题是煤矿安全问题,而煤矿安全的最大隐患就是瓦斯。杜绝瓦斯事故是一个世界性难题。因此,在瓦斯的危害与治理方面,每个国家都有其特有的法律标准和防治措施。     

“12.5”矿难应急救援实录

2007年12月5日23时15分山西省洪洞县左木乡新窑煤矿（山西临汾洪洞县瑞之源煤业有限公司新窑煤矿）发生瓦斯爆炸。2007年12月6日05时00分110接到报警,迅速通知相关部门,当地政府立即启动应急预案,一个多小时后,来自临汾和霍州矿业集团的矿山救护队的3个大队和13个小队先后抵达事故现场,     

平煤十矿底板巷穿层钻孔瓦斯抽采模拟研究

为了降低平煤十矿己15-16-24130工作面运输巷掘进中的突出危险性,基于实际工程背景,考虑瓦斯抽采中的瓦斯运移及煤岩变形等因素,建立了瓦斯抽采气固耦合模型,并利用COMSOL Multiphysics软件对平煤十矿己15-16煤层的底板巷穿层钻孔瓦斯抽采方案进行数值模拟,研究了瓦斯抽采对于降低掘进过程中突出危险性的影响。研究结果表明:在己18煤层开挖底板巷对己15-16煤层进行穿层钻孔瓦斯抽采,瓦斯抽采180 d后,己15-16-24130工作面运输巷附近煤层残余瓦斯压力及瓦斯含量分别降至0.315 MPa和3.84 m3/t;将底板巷穿层钻孔瓦斯抽采方案进行工程应用,实测抽采后的残余瓦斯压力及瓦斯含量在0.32 MPa和3.17 m3/t,均小于平煤十矿煤与瓦斯突出防治规定的“双6”指标（残余瓦斯压力小于0.6 MPa,残余瓦斯含量小于6 m3/t）,可有效降低运输巷掘进过程中的突出危险性。     

井下采空区构筑物漏风实测装置研发及应用

为了实时动态监测采空区构筑物漏风情况,自主研发了一种井下采空区构筑物漏风实测装置。通过现场实测及应用,研究结果表明:风流从工作面上进风口漏入采空区,而采空区中风流一部分通过与工作面之间的漏风流进入工作面下进风口,在下隅角位置附近形成一个涡流区;另一部分风流穿过沿空留巷构筑物进入留巷内,由于采空区的压实程度不同,采空区侧留巷内漏风速度曲线近似呈“L”型下降;通过收集分析留巷内漏风气体,其结果可反映采空区中瓦斯浓度分布情况,为采空区瓦斯治理提供了一种新的监测技术手段,且能有效地降低采空区瓦斯事故发生率,保证矿井的安全生产。     

煤与瓦斯共采在错层位巷道布置中的机理研究及应用构想

为了完善现有煤与瓦斯共采技术,创新煤与瓦斯共采方法,对错层位巷道布置下的煤与瓦斯共采系统展开研究,利用相似模拟试验,分析错层位巷道布置覆岩运动情况,预测其开采围岩裂隙发育和瓦斯运移形式,提出了创新煤与瓦斯共采技术构想。研究结果表明:采空区覆岩三带高度随接续工作面的增加而增大,相邻采空区垮落矸石压实区呈现“O-L-O”形变化,多个相邻采空区覆岩出现大“O”形圈裂隙带;相邻采空区内瓦斯可实现相互运移,大“O”形圈裂隙带内赋存大量瓦斯气体;研究提出了地面钻井抽采瓦斯、走向高位瓦斯抽采巷和外错尾巷穿层钻孔3种煤与瓦斯共采技术,比传统巷道布置情况下的煤与瓦斯共采技术在安全、经济等方面更具优势。     

煤层双重介质模型及瓦斯抽采合理布孔间距研究

为使瓦斯抽采效果在技术、经济方面达到最佳,研究了瓦斯抽采过程中煤层瓦斯的运移规律和钻孔的合理布孔间距。将煤层视为双孔隙双渗透率弹性介质,推导了煤基质、裂隙渗透率演化方程,综合考虑了瓦斯吸附/解吸特性、煤岩变形等因素的影响,建立了煤层双重介质流固耦合模型,并进行了钻孔瓦斯抽采模拟,分析了钻孔间距对瓦斯抽采的影响。结果表明:不同钻孔间距的瓦斯压力随抽采时间的增加先快速下降再趋于平缓,且钻孔间距越小,瓦斯压力下降越快;随着钻孔间距的增大,O点消突时间逐渐增加,与钻孔间距呈二次方关系;现场试验与模拟结果基本吻合,钻孔间距5 m时瓦斯抽采效果最佳。