在各種
煤礦事故中，煤與瓦斯突出、沖擊礦壓、瓦斯爆炸、透水是造成一次性大量人員死亡的主要原因。目前，我國(guó)
煤礦事故死亡率雖然呈下降趨勢(shì)，但安全形勢(shì)仍然堪憂，其中在煤礦災(zāi)害預(yù)測(cè)技術(shù)上的突破將發(fā)揮重要作用。
據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局近日透露，我國(guó)前三個(gè)季度煤礦事故死亡人數(shù)在1760人左右，比去年下降了27.6%。按此降幅，在未來兩個(gè)月內(nèi)，如果不發(fā)生重特大事故，今年的煤礦事故死亡人數(shù)有望下降到2000人以下。
然而，若未來兩個(gè)月內(nèi)發(fā)生煤礦事故的概率為零，2011年，我國(guó)每天仍有近5人在礦難中喪生，煤炭安全現(xiàn)狀仍然堪憂。
如何有效監(jiān)測(cè)和預(yù)防煤礦事故，維護(hù)相關(guān)人員的生命安全，是我國(guó)煤礦開采所要解決的急迫問題。
煤礦安全形勢(shì)依然嚴(yán)峻
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)10月份共發(fā)生12起煤礦事故，導(dǎo)致59人死亡，10人失蹤。其中，有3起事故死亡人數(shù)在10人以上，占當(dāng)月事故遇難人數(shù)的69.5%。
10月4日，貴州安平煤礦發(fā)生煤與瓦斯突出事故，導(dǎo)致17人死亡；
10月11日，黑龍江省雞東縣金地煤礦發(fā)生透水事故，導(dǎo)致13人死亡；
10月16日，陜西省銅川市耀州區(qū)照金鎮(zhèn)田玉煤礦井下瓦斯爆炸事故，導(dǎo)致11人死亡。
或許是偶合，這三起事故正好印證了中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)委員、河南理工大學(xué)教授劉明舉所列舉的礦難事故的主要原因。
“目前，在各種煤礦事故中，煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸、透水是造成一次性大量人員死亡的主要原因。”劉明舉對(duì)本報(bào)記者表示。
事實(shí)上，除了以上三起事故之外，10月27日發(fā)生的河南焦作九里山煤礦事故主要原因也已證實(shí)為煤與瓦斯突出所導(dǎo)致。目前，該事故已造成8人死亡、10人失蹤，搜救工作還在進(jìn)行中。
據(jù)劉明舉介紹，瓦斯與透水是煤礦事故的兩大主要原因。其中，瓦斯問題本身并不會(huì)產(chǎn)生特別嚴(yán)重的災(zāi)害，但是由于煤巖動(dòng)力災(zāi)害導(dǎo)致的瓦斯溢出，往往會(huì)造成死傷人數(shù)很多的大事故。
煤巖動(dòng)力災(zāi)害現(xiàn)象是指一切與煤層、巖石等快速破壞并伴隨大量能量釋放的地質(zhì)動(dòng)力現(xiàn)象。地震、滑坡、建筑物巖石混凝土結(jié)構(gòu)的失衡、煤與瓦斯突出等現(xiàn)象均屬于動(dòng)力災(zāi)害現(xiàn)象。
在
煤礦事故中，除了煤與瓦斯突出以外，煤巖動(dòng)力災(zāi)害還可以導(dǎo)致沖擊礦壓、頂板災(zāi)害、突水等嚴(yán)重事故。它能在極短的時(shí)間內(nèi)由煤體向巷道或采場(chǎng)突然突出大量的煤炭及涌出大量的瓦斯，或者造成其他大規(guī)模的破壞，是一種嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)的地質(zhì)災(zāi)害。
“十一五”期間，煤礦事故死亡人數(shù)從5000～6000人之間下降到2433人，事故死亡率降低50%。
“‘進(jìn)步很大，但是差距不小。’這是對(duì)我國(guó)煤礦安全現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)。如果從縱向發(fā)展的角度看，我們的進(jìn)步很大。但是跟發(fā)達(dá)國(guó)家的事故率相比，跟經(jīng)濟(jì)發(fā)展與老百姓對(duì)煤礦安全的要求相比，我們的安全度還有待提高。”劉明舉說。
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“狼來了”的故事時(shí)有發(fā)生
“由煤巖動(dòng)力災(zāi)害引發(fā)的煤與瓦斯突出問題仍然是當(dāng)今世界煤炭開采中所面臨的一項(xiàng)技術(shù)難題。我國(guó)當(dāng)前在煤巖動(dòng)力災(zāi)害的問題機(jī)理、檢測(cè)技術(shù)、防治手段上還存在很多不足之處。”中國(guó)礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任竇林銘在接受本報(bào)記者采訪時(shí)強(qiáng)調(diào)。
關(guān)于煤巖動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理，國(guó)內(nèi)外提出很多假說。其中以地應(yīng)力、 煤層瓦斯、煤的物理力學(xué)性質(zhì)和時(shí)間四要素綜合作用的流變—突變機(jī)理得到大多數(shù)煤礦專家的認(rèn)可。
從20世紀(jì)60年代起，我國(guó)就對(duì)突出煤層的應(yīng)力狀態(tài)、瓦斯賦存狀態(tài)、煤的物理力學(xué)性能等開展了一系列的研究, 提出新的見解和觀點(diǎn)。21世紀(jì)以來,我國(guó)已在煤巖動(dòng)力災(zāi)害預(yù)測(cè)技術(shù)上取得重要成果。
針對(duì)我國(guó)地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，目前，煤礦開采已經(jīng)建立了數(shù)字地震勘探、無線電波透視等瓦斯地質(zhì)理論與物探技術(shù)相結(jié)合的多項(xiàng)技術(shù)；開發(fā)了具有信息輸入、動(dòng)態(tài)管理和空間分析功能的自動(dòng)化、可視化的瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)信息平臺(tái)；采用電磁波透視技術(shù)，成功研制出了探測(cè)煤層瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)的技術(shù)和裝備，形成一套適于瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)的判識(shí)方法。
為了減少瓦斯爆炸引發(fā)的煤礦事故，從20世紀(jì)50年代開始，我國(guó)就將瓦斯抽放作為治理煤礦瓦斯災(zāi)害的重要措施。2002年, 國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局制定了先抽后采，以風(fēng)定產(chǎn)，監(jiān)測(cè)監(jiān)控的煤礦瓦斯防治方針，強(qiáng)化了瓦斯抽放治理瓦斯災(zāi)害的地位。
“傳統(tǒng)測(cè)試瓦斯?jié)舛扰c煤礦災(zāi)害的方法是先打鉆，然后用流量計(jì)測(cè)試瓦斯涌出的速度快慢并判斷可能引發(fā)的事故；現(xiàn)在通過能量輻射技術(shù)，在地面上就可以看到礦井中的具體狀況。降低了事故發(fā)生率。”中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)研究院總工程師王魁君告訴本報(bào)記者。
據(jù)王魁君介紹，我國(guó)目前有1/3的煤炭開采量在技術(shù)裝備、管理水平、安全水平上都是世界一流的。但是由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)能源需求的壓力，還有1/3處于高危險(xiǎn)區(qū)的煤礦仍必須開采，而美國(guó)、歐洲有很多國(guó)家已經(jīng)放棄了這些煤礦。
半個(gè)世紀(jì)以來，我國(guó)在煤巖動(dòng)力災(zāi)害預(yù)防與治理方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，但隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，煤炭需求量不斷擴(kuò)大，我國(guó)煤礦開采的深度也逐漸增大，這導(dǎo)致礦井瓦斯噴出量倍增，對(duì)當(dāng)前的監(jiān)測(cè)預(yù)防技術(shù)形成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
“到底有沒有危險(xiǎn)，監(jiān)測(cè)裝置在煤礦開采前與開采中的預(yù)測(cè)時(shí)有不準(zhǔn)確的情況發(fā)生。就像‘狼來了’的故事一樣，這種不準(zhǔn)確就可能產(chǎn)生心理上的松懈，導(dǎo)致真的‘狼來了’（發(fā)生事故）。”劉明舉說。
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實(shí)時(shí)監(jiān)控解決“入地難”
受地質(zhì)條件影響，我國(guó)煤礦遭受的自然災(zāi)害種類較多，涉及開采沉陷地質(zhì)災(zāi)害、滑坡、瓦斯與煤塵爆炸、礦井突水、井筒破裂、采礦廢棄物污染和水土流失等。
“上天容易入地難”，這是煤礦工人都知道的一句話。隨著采掘量的增多，煤礦開采深度年均加深了10～20米，這相當(dāng)于為技術(shù)監(jiān)測(cè)又添了一道屏障，增加了“入地”的難度。
對(duì)此，竇林銘認(rèn)為，未來需要從提高監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、完善災(zāi)害治理措施以及改進(jìn)生產(chǎn)裝備等方面來提高煤礦開采的安全度。
“目前，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性還不像天氣預(yù)報(bào)一樣準(zhǔn)確，準(zhǔn)確率有待進(jìn)一步提高。另外，煤礦安全監(jiān)測(cè)又與天氣預(yù)報(bào)不同，在預(yù)測(cè)之后，它重在采取措施避免災(zāi)害的發(fā)生。我們?cè)诜罏?zāi)減災(zāi)的裝備手段與技術(shù)方法上提高的空間仍然很大。”竇林銘說。
據(jù)他介紹，未來煤礦安全監(jiān)測(cè)措施主要分為兩大板塊。一是“區(qū)域措施”，即對(duì)整個(gè)區(qū)域的地質(zhì)機(jī)理與安全性進(jìn)行分析；二是根據(jù)具體條件采取的“具體措施”，以提高監(jiān)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確程度。
“無論采取哪一種措施，都要保證全員、全方位、
全天候的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。”劉明舉說。
為應(yīng)對(duì)采掘過程中的安全問題，我國(guó)已從澳大利亞引進(jìn)煤礦礦井專用避難倉(cāng)。避難倉(cāng)配有空氣濾清系統(tǒng)、呼吸用氣雙重供給系統(tǒng)、非
電力驅(qū)動(dòng)降溫系統(tǒng)和生物技術(shù)型衛(wèi)生間裝置，并能同時(shí)監(jiān)控倉(cāng)內(nèi)外的瓦斯，可供24名礦工在緊急防爆、防火中生存避險(xiǎn)4天。但這種避難倉(cāng)成本很高，每個(gè)工人要花費(fèi)10萬(wàn)～20萬(wàn)元，推廣難度較大。
竇林銘強(qiáng)調(diào)：“通過監(jiān)測(cè)預(yù)防措施來減少人員傷亡仍是煤礦安全的首要目標(biāo)。災(zāi)害發(fā)生以后，如何把危險(xiǎn)降到最低也是迫切需要解決的問題。這些問題的解決需要科技提供更廣泛持久的支撐。”
事故死亡人數(shù)占世界的70%
盡管我國(guó)年度煤礦事故死亡人數(shù)呈逐年下降趨勢(shì)，但事故死亡人數(shù)卻占全世界煤礦死亡總?cè)藬?shù)的70%左右。
每天事故死亡218人
國(guó)家安監(jiān)總局公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010年全國(guó)各類生產(chǎn)事故死亡79552人，同比減少3648人，下降4.4%。但平均每天事故死亡218人，傷亡數(shù)字依然龐大。
中型煤炭企業(yè)科技貢獻(xiàn)率36.2%
2010年大中型煤炭企業(yè)科技貢獻(xiàn)率達(dá)到36.2%。“十一五”期間，全行業(yè)煤炭科技投入1149億元，占總產(chǎn)值的2.75%。
煤礦百萬(wàn)噸死亡率0.74%
科技進(jìn)步推動(dòng)煤礦安全生產(chǎn)，我國(guó)煤礦百萬(wàn)噸死亡率已由2005年的2.77%下降到2010年的0.74%。今年前四個(gè)月又下降到0.466%，達(dá)中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平。