安全工程师辅导:选煤厂瓦斯治理技术的应用
1选煤厂煤仓瓦斯治理概况
传统的选煤厂煤仓设计时,基本上都不考虑瓦斯治理设施,但是对瓦斯矿井来说,许多选煤厂煤仓的瓦斯浓度远远超过《煤矿安全规程》规定的安全标准,存在严重的安全隐患,甚至有的选煤厂还发生瓦斯爆炸,这严重地威胁着从业人员的生命安全和选煤厂的安全生产。为了解决此类问题,有的选煤厂在主要瓦斯区安装了大量的轴流式通风机、瓦斯传感器、通风机闭锁传感器,实现了瓦斯风电闭锁,实现了瓦斯监控系统,虽然这对解决选煤厂的瓦斯超限起了一定的作用,但上述设备设施治理费用昂贵,且没有从根本上解决瓦斯积聚造成的隐患,仍然存在发生瓦斯爆炸事故,影响选煤厂安全生产的隐患。可以说这些消极的措施并没有从根本上解决瓦斯爆炸问题。
因此,为了保证选煤厂的安全生产,笔者根据自己多年的矿井治理瓦斯积聚问题的经验,结合屯兰选煤厂煤仓瓦斯情况,研制了一种“选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置”,彻底解决了现有选煤厂煤仓存在的瓦斯超标易造成瓦斯爆炸和治理费用昂贵等难题。
2选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置的研究
2.1屯兰选煤厂煤仓瓦斯情况
屯兰选煤厂始建于1997年10月,是设计入选原煤40Mt/a的特大型炼焦选煤厂,1997年10月31日正式投产。现有原煤仓4个,产品仓4个,2个转载站。屯兰矿生产的原煤由带式运输机运向屯兰选煤厂4个原煤仓储存待选,原煤经洗选后,其产品由带式运输机进入4个不同的产品仓等待外运。缓冲仓2个暂不用,只是在生产紧张时使用。
原煤仓4个每个仓直径φ21m、高42.00m(储煤净高34.62m)、储存煤量3600t,原煤仓内的瓦斯浓度高达8.2%。
产品仓4个每个仓直径φ21m、高44.87m(储煤净高39.00m)、储存煤量3300t,产品仓内的瓦斯浓度高达9.0%
2.2新型瓦斯治理装置的研究
2.2.1新型瓦斯治理装置的试验研究
为了解决屯兰选煤厂煤仓瓦斯问题,笔者多次到现场实测选煤厂大气参数和多种气体(等20多种),调查和分析屯兰选煤厂历年的大气压力、温度、湿度变化规律。并结合现有的理论结合大量的实践经验,对屯兰选煤厂煤仓和运输长廊瓦斯参数进行正交理论分析,在此基础上进行试验分析,从而得出的试验方案。
对确立的方案再进行反复试验,在试验中对试验参数不断修正。对试验结果与现有存在的问题进行科学的比较、分析、归纳、总结,并借助现代分析技术和手段,得出了治理屯兰选煤厂煤仓及运输长廊瓦斯积聚问题的试验方案。
2.2.2煤仓新型瓦斯治理系列装置设计
煤仓新型瓦斯治理技术方案是:选煤厂煤仓瓦斯积聚治理装置由若干个煤仓瓦斯分离器、风幛、双向风窗和焚风通风塔组成,煤仓瓦斯分离器设在煤仓的周边,风幛设在煤仓顶部的中央,双向风窗设在煤仓外壁的上方,檒风通风塔设在煤仓顶部的两边或煤仓外壁的上方。
煤仓瓦斯分离器由筒体、瓦斯释放帽、瓦斯释放孔和过滤网等构成,瓦斯释放帽设在筒体得顶部,瓦斯释放孔设在瓦斯释放帽上,过滤网均匀设在筒体上,煤仓瓦斯分离器主要功能是将煤体内或煤体上方的瓦斯,按所要求的方向分离出来。
风幛是一个圆台型的筒体,双向风窗由向上风叶、向下风叶和框架组成,向上风叶设在框架的上部,向下风叶设在框架的下部,
檒风通风塔由焚风曲线体、变线体、集风道和三叉排风器等构成,主要功能是形成强大的焚风效应,按所要求的方向将瓦斯排到煤仓外。
由于屯兰选煤厂煤仓新型瓦斯治理系列装置采用了煤仓瓦斯分离器、风幛、双向风窗和檒风通风塔,构成了一个综合治理装置,能够降低或消除煤仓中的全部瓦斯,彻底治理选煤厂瓦斯积聚的问题。
3实施效果
3.1安全效果
根据屯兰选煤厂特定的地理环境和气候条件影响的实际情况,根据大量的实践经验和有关理论,确定采用风幛、风窗、通风塔、焚风通风塔等通风设施后,屯兰选煤厂主要生产环节的要害部位和各个局部地点的瓦斯浓度达到以下效果,符合煤矿法律、法规和《煤矿安全规程》要求。
1﹞原煤仓﹝包括产品仓﹞顶部皮带长廊的采用通风设施后瓦斯浓度常年达到0.5%以下。
2﹞原煤仓﹝包括产品仓﹞内部上隅角(死角)采用通风设施后,瓦斯浓度在正常生产情况下0.5%以下。
3﹞原煤仓﹝包括产品仓﹞底部溜煤口仓内,采用通风设施后,瓦斯浓度可达到0.5%以下。
4﹞原煤仓﹝包括产品仓﹞顶部皮带长廊的(有工作人员的场所)的地点,采用通风设施后达到达到各自的《国家标准》和《行业标准》安全浓度。
根据实验结果证明瓦斯浓度由原来的8.2%,常年可降低到0.5%以下,瓦斯浓度完全符合国家标准和行业标准的安全浓度。具有治理瓦斯安全可靠,使企业的安全生产和从业人员的生命安全以及企业财产得到保证,真正意义地实现安全生产。
3.2经济效益评价
根据屯兰选煤厂现有情况概算其经济效益。
3.2.1轴流式通风机方案
该选煤厂原煤仓4个,每仓1台5.5KW轴流式通风机,2#仓另安装1台2×15KW轴流式通风机,仓上走廊有2台5.5KW移动式通风机,仓下安装有1台2×15KW轴流式通风机,放煤溜槽口有2台5.5KW移动式通风机;精煤仓4个,每仓2台5.5KW轴流通风机,仓上走廊有1台5.5KW移动式通风机,仓下安装有1台2×15KW轴流式通风机,转载点落煤处安装1台5.5KW移动式通风机。
1)瓦斯处理主要费用。根据该选煤厂提供的实际费用:①电费:5.5KW移动式通风机月电耗1980元,年电耗23760元;2×15KW仓下通风机月电耗10800元,年电耗129600元。
2)风机折旧费。2×15KW仓下通风机原价5万元服务年期7a,年折旧费7143元;2.86台为20429元/a;5.5KW移动式通风机原价2.7万元服务年期7a,年折旧费3857元,2.86台为11031元/a。
新型瓦斯积聚治理装置一个相当于2.86台轴流式通风机,且效果比轴流式通风机稳定、可靠。
3.2.2新型瓦斯积聚治理装置方案经济效益
若停用风机,改用瓦斯积聚治理装置则:
1)停1台5.5KW通风机年省费用:23760+11031=34791元/a;停1台2×15KW轴流式通风机其费用:129600+20429=150029元/a。
2)4个原煤仓通风机全部停用(8台5.5KW;2台2×15KW),其费用为:34791×8+150029×2=278328+300058=578386元/a。
3)4个精煤仓通风机全部停用(10台5.5KW;1台2×15KW),其费用为:34791×10+150029=347910+150029=497939元/a。
3.2.3费用
服务年限按20a计算:4个原煤仓为1156.77万元,4个精煤仓为995.88万元,合计156.77+995.88=2152.65万元。
新型瓦斯积聚治理装置的一次性制造加工成本费用为128万元,则节省费用为2024.65万元。
可见在屯兰选煤厂安装“选煤厂煤仓新型瓦斯治理系列装置”以后,由于该装置是安全、经济、永固、无动力的构造设施,以其取代原设计的轴流式通风机,所带来的经济效益相当可观。
3.2社会效益:
新装置填补了我国选煤厂瓦斯治理的空白,开创了我国无动力治理瓦斯新经验和先例,对所有高瓦斯选煤厂的瓦斯治理开辟了一条新途径,为以后大型选煤厂设计提供了先进的新技术,实现了大型选煤厂永久性的瓦斯治理。同时由于该系列装置结构简单,管理方便,不需经常维修,无需专人操作,具有简便易行、经济实用、安全可靠等优点,因此易于在全国煤炭行业﹝以及矿山﹞推广使用,具有深远的现实意义。
4、结论
总结“选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置”有以下特点:
1)、该技术的发明属于国内首创,世界先进,具有技术先进、科学合理,填补了我国选煤厂瓦斯治理的空白。属于世界性先进技术,达到世界先进水平。
2)、该装置的使用将有效的治理选煤厂煤仓瓦斯积聚问题。它的研制成功将对所有高瓦斯选煤厂煤仓瓦斯治理开辟一条新途径。
3)、该装置是安全、经济、永固、无动力的构造设施,以其取代常用的轴流式通风机,所带来的经济效益相当可观。
4)、该装置结构简单,管理方便,不需经常维修,简便易行,无需专人操作,易于推广使用,且开创了我国选煤厂无动力治理瓦斯经验和先例。
5)、这项新技术的成功运用到设计上将对我国大型选煤厂煤仓瓦斯积聚治理产生深远的意义。给以后大型选煤厂设计提供了先进的新技术。
6)、开创了我国无动力治理瓦斯新经验,不需要巨资安装带动力的通风设备,一次安装,永久使用,经济实用,安全可靠,以确保该系统的安全性。
7)特别指出选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置是无噪音、无动力、无污染的通风构造设施,纯属于环保节能型产品。
8)、本装置的原理,可以拓展到所有需要排气、排污的建筑、工厂、矿山,以及民宅、厨房无动力排油烟机等等领域。
该技术可以取消全国选煤厂所有的通风机,而且完全彻底永久解决瓦斯积聚问题。
选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置在全国乃至全世界推广使用,开创了我国瓦斯治理的先驱,具有推广使用价值。
便携式瓦斯抽放管道综合参数测定仪怎么使用
1、开关机关机状态下,长按面板红色开关键(返回键)约5秒,键盘灯亮起同时显示屏显示画面。在开机状态下,长按面板红色开关键(返回键)约6s,显示屏显示关机画面倒计时完成后设备进入关机运行程序,关机运行程序中包含了10s的自动排水,待自动排水倒计时完成后设备断电,彻底关机。2、手动录入测量(a)开机后,设备自动进入主菜单,按下左右按键选中测量按钮,单击确定进入子菜单(b)按下左右按键选中“手动录入”,单击确定下一级菜单(c)直接按数字键盘手动录入测点编号。地址编号支持记忆功能,如果残存之前的地址编号,则需要先按删除键删除后再输入新的地址号。(d)直接按数字键盘手动录入测量管道的直径,单位为毫米。输入成功后按下确认键进入下一级菜单。注意:管径输入支持记忆功能,如果残存之前的管径数据,则需要先按删除键删除后再输入新的管径,每次关机设备会清除记忆。(e)根据手柄上的刻录系数输入结构系数,如果测量杆上缺乏结构系数,则默认输入0.71(f)测量准备界面,将测量杆正确插入管道,注意插入方向如下图(测量杆插入方式图),将测量管道的两个出气皮导管分别插入设备的进气口和差压H端。同时复核输入信息,如果出现错误,按下返回键,退回对应界面进行修改。在确保皮导管正确连接后,单击确认按钮进入测量界面。
生产技术辅导:煤矿瓦斯及其防治技术(一)
二、煤矿瓦斯及其防治技术
(一)瓦斯性质及瓦斯参数测定
1.瓦斯性质
瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,有时单独指甲烷。瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体,难溶于水,扩散性较空气高。瓦斯无毒,但浓度很高时,会引起窒息。
2.煤层瓦斯赋存状态
瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态:在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态,称为游离瓦斯或自由瓦斯,这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程;另一种称为吸附瓦斯,它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部,占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。实测表明,在目前开采深度下(1000~2000m以内)煤层吸附瓦斯量占70%~95%,而游离瓦斯量占5%~30%。
3.煤层瓦斯含量及测定
煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积,单位为m3/t。煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据,是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。煤层在天然条件下,未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量;受采动影响,已有部分瓦斯排出后而剩余在煤层中的瓦斯量,称残存瓦斯含量。
影响煤层原始瓦斯含量的因素很多,主要有:煤化程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造、水文地质条件等。
煤层瓦斯含量测定方法目前主要有地勘钻孔测定法,实验室间接测定法和井下快速直接测定法3种。
4.煤层瓦斯压力及测定方法
煤层瓦斯压力是存在于煤层孔隙中的游离瓦斯分子热运动对煤壁所表现的作用力。煤层瓦斯压力是用间接法计算瓦斯含量的基础参数,也是衡量煤层瓦斯突出危险性的重要指标。测定方法主要有直接测定法和间接测压法。
(二)矿井瓦斯涌出及瓦斯等级
1.矿井瓦斯涌出的形式
开采煤层时,煤体受到破坏或采动影响,贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间,这种现象称为瓦斯涌出。矿井瓦斯涌出形式可分普通涌出和特殊涌出两种。
2.矿井瓦斯涌出量及主要因素
矿井瓦斯涌出量是指开采过程中正常涌入采掘空间的瓦斯数量,瓦斯涌出量的表示方法有两种:绝对瓦斯涌出量——单位时间涌入采掘空间的瓦斯量,单位为m3/min;相对瓦斯涌出量——单位质量的煤所放出的瓦斯数量,单位为m3/t。
影响矿井瓦斯涌出量的因素主要有煤层瓦斯含量、开采规模、开采程序、采煤方法与顶板管理方法、生产工序、地面大气压力的变化、通风方式和采空区管理方法等。
3.矿井瓦斯等级及其鉴定
《煤矿安全规程》规定,一个矿井中只要有一个煤(岩)层发现瓦斯,该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。
根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为:低瓦斯矿井、高瓦斯矿井和煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。
低瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min;
高瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t 或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min;
煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井:矿井在采掘过程中,只要发生过一次煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出,该矿井即定为煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。
《煤矿安全规程》规定:每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定。
煤矿设计的安全专篇
你好,对于你的问题,我查找了点文献资料,希望能得到你的满意 煤矿建设工程安全
第一章、总则
第一条、为了规范煤矿建设工程安全设施设计审查和竣工验收工作,保障煤矿安全,根据《煤矿安全监察条例》以及有关法律、法规,制定本办法。
第二条、煤矿安全监察机构对煤矿新建、改扩建和国有重点技术改造工程(以下简称煤矿建设工程)的安全设施进行设计审查与竣工验收工作,适用本办法。
第三条、在编制煤矿建设工程项目的可行性研究报告或开采方案时,必须对其安全条件进行论证。
在煤矿建设工程初步设计阶段,必须按规定编制安全专篇。安全专篇包括安全条件的论证、安全设施的设计等内容。
煤矿建设工程安全设施设计必须符合工程建设强制性标准、煤矿安全规程和行业技术规范。
第四条、煤矿建设工程的安全设施必须和主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。
第五条、煤矿建设工程安全设施设计审查和竣工验收,由煤矿安全监察机构按煤矿设计生产能力,实行分级负责。
设计生产能力在120万吨/年(含120万吨/年)以上的,由国家煤矿安全监察机构负责。
设计生产能力在30万吨/年以上120万吨/年以下的,由省级煤矿安全监察机构负责。
设计生产能力在30万吨/年(含30万吨/年)以下的,由煤矿所在地煤矿安全监察办事处负责。
未设立煤矿安全监察机构的省、自治区、直辖市,其行政区域内设计生产能力在120万吨/年以下的煤矿建设工程安全设施设计审查和竣工验收,由省,自治区,直辖市人民政府指定部门负责。
第二章、设计审查
第六条、煤矿建设工程安全设施设计必须经煤矿安全监察机构审查同意;未经审查同意的,不得施工。
第七条、煤矿建设工程安全设施设计,必须由具备相应资质的设计单位承担。
第八条、煤矿建设工程安全设施设计应当对煤矿的水、火、瓦斯、煤尘、顶板等主要灾害,提出切实可行的防治措施。安全设施设计中所确定的设施、设备、器材必须符合国家安全标准和行业安全标准,投资概算应当列入工程项目总投资概算中。
第九条、煤矿建设工程在初步设计批准前,煤矿企业应当按照本办法第五条的规定向煤矿安全监察机构提交煤矿建设工程安全设施设计审查的书面申请和设计资料。
第十条、煤矿安全监察机构接到审查申请后,应当对煤矿建设工程安全设施设计进行审查。
煤矿建设工程安全设施设计经审查合格的主要标准是:
(一)设计须由具备相应资质的设计单位提交;
(二)煤矿安全条件的论证充分,煤矿水、火、瓦斯、煤尘、顶板等主要灾害的防治措施可行;
(三)符合工程建设强制性标准、煤矿安全规程和行业技术规范的要求;
(四)所确定的设施、设备、器材符合国家安全标准和行业安全标准;
(五)符合有关法律、行政法规的规定。
第十一条、煤矿安全监察机构审查煤矿建设工程安全设施设计,应当自收到审查申请和设计资料起30日内审查完毕。经审查同意的,应当以文件批复;经审查不同意的,应当提出审查意见,并以书面形式答复。
第十二条、对已批准的煤矿建设工程安全设施设计作重大变更时,需经原审查机构审查同意。
第三章、竣工验收
第十三条、煤矿建设工程竣工后或者投产前,应当经煤矿安全监察机构对其安全设施和条件进行验收;未经验收或者验收不合格的,不得投入生产。
第十四条、煤矿建设工程达到验收条件时,煤矿应当按照本办法第五条的规定向有关煤矿安全监察机构提交煤矿建设工程安全设施和条件竣工验收书面申请。
第十五条、煤矿安全监察机构接到验收申请后,应当组织验收组,对煤矿建设工程安全设施和条件进行验收。
第十六条、煤矿建设工程安全设施和条件经竣工验收合格的主要标准是:
(一)安全设施和条件符合设计要求,通过工程质量认证;
(二)主要生产系统和设备运转正常,具备安全生产条件;
(三)矿井通风、防火、防水、防瓦斯、防毒、防尘等安全设施能够投入正常使用;
(四)矿长持有任职资格证书,特种作业人员持有操作资格证书;
(五)符合其他有关规定。
第十七条、煤矿安全监察机构对煤矿建设工程安全设施和条件进行验收,应当自收到验收申请之日起30日内验收完毕,签署合格或者不合格的意见,并书面答复。
经省级煤矿安全监察机构及煤矿安全监察办事处验收合格的,应报上一级煤矿安全监察机构备案。
第四章、罚则
第十八条、煤矿建设工程安全设施设计未经煤矿安全监察机构审查同意,擅自施工的,由煤矿安全监察机构责令停止施工;拒不执行的,由煤矿安全监察机构移送地质矿产主管部门依法吊销采矿许可证。
第十九条、煤矿建设工程安全设施和条件未经验收或者验收不合格,擅自投入生产的,由煤矿安全监察机构责令停止生产,处5万元以上10万元以下的罚款;拒不停止生产的,由煤矿安全监察机构移送地质矿产主管部门依法吊销采矿许可证。
第二十条、煤矿安全监察人员在煤矿建设工程安全设施设计审查和竣工验收中,违反本办法和有关法律、法规的规定,依据有关法律、法规的规定予以处罚。
第五章、附则
第二十一条、本办法自2001年3月9日起施行。
煤炭科学研究总院沈阳研究院的基本信息
追根溯源,沈阳院的雏形是早在1914年“抚顺炭矿株式会社”在建煤气发电所时内设的一个化学分析室,该分析室于1929年独立为工业局研究所,后改为抚顺炭矿研究所。1946年国民党政府接管抚顺后,改名为抚顺矿务局研究所。1948年,随着抚顺的解放,人民政府接收了抚顺矿务局研究所。1953年,抚顺矿务局研究所分成“抚顺煤矿安全研究所”和“石油管理总局抚顺研究所”两个单位,同年6月,抚顺煤矿安全研究所划归中央煤炭管理总局领导,作为新中国最早的煤矿安全专业研究机构,专门从事煤矿安全研究工作。1956年,在原抚顺煤矿安全研究所的基础上,建立煤炭工业部抚顺煤炭科学研究院。1962年后,先后更名为煤炭科学研究院抚顺研究所、辽宁省煤炭研究所。至1988年,更名为煤炭科学研究总院抚顺分院。随着国家科技体制改革,沈阳院与煤炭科学研究总院一起,于1999年整体转制为国资委属下的大型科技型企业,并以独立法人身份在抚顺经济开发区完成了企业法人的注册,至2008年,在煤炭科学研究总院的统一规划下,更名为煤炭科学研究总院沈阳研究院,并在抚顺经济开发区进行了重新注册登记。 沈阳院历经九十多年的发展,已经形成“矿山安全技术研究”、“矿用安全装备及产品的研发与生产”、“安全产品检测检验”与“高等教育”四大功能板块,在位于辽宁抚顺的总部功能不断完善和扩大的同时,经国家同意收并“沈阳煤炭科学研究所”并在沈阳组建“科学研究中心”,在大连组建“大连矿山安全科学技术研究院”,形成了业务优势和地理优势突显,科研、产业、检测检验及高等教育协调并进、相互促进的一院三地的发展格局。沈阳院现有职工1000余人,其中专业技术人员500余名,研究员18名,高级工程师150名,硕士研究生93名,博士研究生20名,硕士生导师50余名,博士生导师5名;同时还拥有一批结构合理、工种齐全、水平较高的知识技能型人才。沈阳院是列入国家计划内的硕士研究生、安全工程博士研究生培养单位,设有国家相关部门批准的煤矿安全技术国家重点实验室和博士后科研工作站。煤矿安全标准化技术委员会、中国煤炭学会安全专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会瓦斯防治专业委员会、火灾防治专业委员会、矿井降温专业委员会和露天煤矿安全专业委员会均挂靠在沈阳院,并主办发行有《煤矿安全》和《露天采矿技术》两种全国中文核心期刊。 经历了近一个世纪的风雨历程,尤其是建国后的半个多世纪的发展,沈阳院始终立足于煤矿安全领域,经过几代人的呕心沥血,取得了一大批高水平的科研成果,在煤矿瓦斯防治技术和矿井通风防灭火技术领域跻身国际先进行列,众多科研成果获得各级各类奖项,其中获国家级奖18项,省部级奖166项,国家专利15项,同时制修订全国及行业标准300余项。多次参加我国《煤矿安全规程》、《煤矿安全规程执行说明手册》等技术法规和专著专集的制修订和编写工作。许多研究成果属国内首次提出或首创,在我国相关技术领域起先导作用,如:扫描电子显微镜和压汞法对煤体结构的研究,地质勘探期间煤层瓦斯含量测定方法,瓦斯涌出量分源预测法,我国工业规模化煤矿瓦斯抽放试验及煤层注水、水力压裂、预裂爆破、交叉布孔等开创性研究,保护层开采实践与“四位一体”的综合防突措施,我国煤矿矿井风量计算方法和标准,矿井均压通风防灭火技术,我国煤层自然发火预测预报体系及其技术内涵的建立,我国首台燃油惰气发生装置、煤矿火灾束管监测系统、矿用膜分离制氮机等装备的诞生,国内第一家防爆电气设备检验机构的建立,我国第一部电气防爆标准的起草等。此外,沈阳院拥有的露天采矿安全、矿井降温、矿山救护与应急救援等均是在我国建立最早、也是我国如今较专业的研究机构。沈阳院已与世界各主要产煤国家建立了良好的技术交流和合作关系,取得多项合作研究和开发成果,每月汇编来自世界各地的煤矿安全信息,对我国及时跟踪世界煤矿安全动态促进我国矿山安全技术进步起到了重要作用。沈阳院在为煤炭行业奉献大批高水平的科研成果和实用技术的同时,也为国家培养了一大批煤矿安全工程技术专家和学科带头人等国内和行业知名人士,其中以瓦斯专家费广泰和防灭火专家、工程院院士戚颖敏为代表,同时还有国家和省市百千万人才库专家,国家级青年科技奖获得者,各类省部级专家和科技精英,还有国家和省部级劳动模范,省市人大代表和政协委员等。为适应煤炭行业的发展和研究院自身业务范围不断扩大的需要,沈阳院吸引了一批又一批致力于煤矿安全技术研究工作的高校学子和科技工作者加盟研究院的科技队伍,组建了一支稳固的以老带新、薪火相传的科研团队,自主培养博士后和博士研究生15人,硕士研究生90余人,为研究院的发展,打下了坚实的人才基础。良好的人文氛围,造就了人才素质和业务水平的提升,到目前为止,共有78人享受国家政府特殊津贴。沈阳院将恪守“立足服务、保障安全、依靠创新、共同发展”的企业宗旨,努力健全矿山安全科技创新研究体系,进一步做大做强矿用安全科技产业,加大煤矿安全技术国家重点实验室建设力度,全面提高国家级检测中心的检测能力和服务质量,提高研究生的培养质量和所属高校办学水平,强化科技型企业内部的高水平服务意识和高效率管理意识,以人为本,强调双赢,努力把沈阳院建设成现代化矿山安全研究院。
煤炭科学研究总院沈阳研究院的介绍
煤炭科学研究总院沈阳研究院前身是煤炭科学研究总院抚顺分院。2008年12月抚顺分院正式更名为煤炭科学研究总院沈阳研究院(以下简称沈阳院)。沈阳研究院是国资委所属中国煤炭科工集团旗下、由原国家事业型科研机构转制的科技型企业,企业集科学研究、安全装备及产品生产、安全产品的检测检验、高等教育为一体,全方位面向煤炭行业及相关领域服务。
煤岩动力灾害电磁辐射预测技术前景展望<sup>[~]</sup>
预测、预报是人类生存和发展的不可或缺的手段。在预测科学中,有两种不同的途径,反映了两种不同的认识论和方法论。一种是决定论的,就是将预测提为微分方程的初值问题,如气象中的数值天气预报;另一种是不确定论的,就是运用一定样本长度的观测序列建立数学模型,如概率统计模型、模糊集模型等,有着广泛应用的时间序列分析。1960年提出的卡尔曼滤波则将二者结合在一起,其中动态方程通常是由系统的动力学方程变换得到,系数矩阵则运用测量数据进行估计并随着时间作递推运算,但是卡尔曼滤波仍将预测问题视为马尔柯夫过程,即预测只与前一时间有关。曹鸿兴则在对气象研究的基础上提出了动力系统的自忆性原理,其不但在更加广泛的意义上将动力学方程转化为一个自忆性方程,即一个差分-积分方程,而且在方程中能容纳初始时刻前多个时刻的测量值,同时,与卡尔曼滤波一样,用观测数据对记忆函数进行估计,因此自忆性原理是两种方法论融合在数学上的实现。自忆性原理的基础是解一个差分-积分方程,方程中有一个待估计参数:记忆函数,它是一个非适定问题。推导自忆性方程是对微分方程dx/dt=F(x,λ,t)进行的,只要求有关变量、函数连续、可微、可积,这里表示参数,为状态变量,为时间。因此,自忆性方程是一个非常一般化的方程,无论系统由常微分方程、偏微分方程或者其他方程控制,自忆性原理都是适用的。对于还没有微分方程描述的系统,则可以先使用观测数据反导出一个微分方程,然后将自忆性原理应用到该方程上。煤岩变形破裂过程产生的电磁辐射信号也是一个时间序列,可以用一个或一组微分、积分方程来进行描述,并且具有自忆性,因此可以利用自忆性原理来对此进行研究。理论和实际应用表明,采用电磁辐射方法对冲击矿压危险性评价与预测预报是行之有效的。电磁辐射信号的产生是由于煤岩变形破裂过程应力场发生变化而产生的,二者具有耦合关系,力电耦合分析与计算结果表明:首先通过应力场的数值模拟可以合理确定出巷道周围煤岩内部应力分布,并提取出应力值,然后根据耦合关系式来得出电磁辐射信号在巷道空间的变化规律,其结果与实际测定结果变化趋势是一致的。因此,本书的研究成果对于合理利用电磁辐射法预测煤岩动力灾害现象具有下面两方面的意义:一是得到了可以从电磁辐射信号与应力耦合的角度来研究煤与瓦斯突出、冲击矿压等煤岩动力灾害危险性预测的电磁辐射预测技术;二是得到了电磁辐射信号主要来源于应力集中区的结论,为煤岩动力灾害危险源的初步定位和定向研究打下了基础。尽管本书从力电耦合的角度对电磁辐射监测技术进行了初步研究,但是董积平等[75]根据地震孕育、发生过程中岩石破裂的特点,提出了电磁辐射的有限移动源模型,认为不同形状、不同破裂方式的电磁激励源的辐射,是地震电磁观测不确定性的一个重要原因。同样煤岩变形破裂过程电磁辐射信号产生源也随着采掘过程的进行而在不断移动,因此还有许多工作要做。下面对有待研究的问题和方向进行展望。1)由于在煤岩变形破电磁辐射的产生与传播不仅与应力有关,而且与电磁辐射信号的产生机理、煤岩力学特性、煤岩内部水和瓦斯流动、电磁辐射信号的衰减有关,天线接收的信号是电磁场量的矢量叠加,因此有必要对电磁辐射产生机理、传播的影响因素进行进一步的研究;2)对于预测预报煤岩动力灾害现象,监测矿山顶板活动状况来说,消除或减弱外界干扰,实现定位监测和定量预报,是目前急需解决的世界性难题,因此煤岩体变形破裂较为强烈区域的电磁辐射定位技术有待进一步的研究;3)由于在采掘过程中,应力集中区是不断变化的,应力集中带也是在移动的,从而电磁辐射源的位置和大小都是在不断变化的,因此可以将电磁辐射源看作是一个个有限移动源,其随着采动的影响而变化的规律也有待进一步的研究;4)煤岩变形破裂过程产生的电磁辐射信号是一个时间序列,因此可以用一个或一组微分、积分方程来进行描述,并且具有自忆性,通过对微、积分方程的控制研究可以对煤岩动力灾害现象危险性进行有效地预测。