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作者
王德明张伟王和堂仲晓星邵振鲁王晨光
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单位
中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室
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摘要
煤炭井工开采面临着地质构造和作业环境多变、灾害类型多样等复杂问题,导致以热动力灾害为主的煤矿重特大事故时有发生,已有研究和防控体系主要针对热动力灾害的确定性问题,对不确定性风险则认识不足。为此,本文统计分析了2000年以来发生的煤矿重特大事故特点,重点研究热动力重大灾害的不确定性风险类型和特性。分析认为,煤矿热动力灾害不确定性风险涵盖已知和未知两种。通过对国内外煤矿热动力重大事故的系统总结,并依据火灾(爆炸)三要素,将热动力重大灾害的不确定性分为3类:一是可燃物的来源与变化,如瓦斯来源异常和涌出量变化,瓦斯与煤(含煤尘)复合可燃物的相互作用,违规使用的矿用自燃材料等;二是未知的点火源特性与类型,如采掘装备与岩石间的摩擦撞击和各类电器、机械、带静电材料的放电点火特性不明,采掘过程中顶板压力变化造成引燃含瓦斯空气的点火源类型未知等;三是不合理的通风与控风,如通风不合理造成瓦斯超限或灾变时期的风流紊乱,控风不当造成二次爆炸等。剖析近年来我国八宝煤业、美国UBB煤矿、土耳其索玛煤矿发生的国内外最严重的热动力灾害事故,阐明这些事故的不确定性风险特性,并提出防控不确定性风险的相关对策。
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关键词
热动力灾害瓦斯爆炸矿井火灾点火源通风可燃物不确定性风险
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金重点项目(52130411);国家自然科学基金面上项目(51974299);
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文章目录
1 煤矿热动力重大灾害风险的不确定性
1) 已知的不确定性风险
2) 未知的不确定性风险
2 煤矿热动力重大灾害风险的不确定性类型
2.1 可燃物来源与变化
2.2 未知的点火源特性与类型
2.3 不合理的通风与控风
3 典型案例
3.1 吉林通化八宝煤业瓦斯爆炸事故
1) 点火源的不确定性。
2) 水采工作面采空区瓦斯变化的不确定性。
3) 封闭火区(控风)风险的不确定性。
3.2 美国UBB煤矿瓦斯煤尘爆炸事故
1) 工作面瓦斯异常涌出和瓦斯-煤尘复合可燃物的相互作用。
2) 点火原因不明确。
3) 通风系统不合理。
3.3 土耳其索玛煤矿瓦斯爆炸事故
1) 瓦斯来源异常。
2) 点火源类型不确定。
3) 通风系统不合理和灾变反风导致事故扩大。
4 防控不确定性风险
4.1 发现风险
4.2 防控风险
5 结 论
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引用格式
王德明,张伟,王和堂等.煤矿热动力重大灾害的不确定性风险特性研究[J].采矿与安全工程学报,2023,40(04):826-837.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0701.
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