今日最新!用科学规则和新技术守住生命线——俄罗斯煤矿安全生产注重科技支撑|今日视点

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日期:2022-06-30 05:35:17    来源:科技日报    

图为俄罗斯西伯利亚煤炭能源公司运营的博罗金斯基煤矿。图片来源:视觉中国

科技日报驻俄罗斯记者 董映璧

俄罗斯是世界能源生产大国,既能生产大量的石油和天然气,也能开采丰富的煤炭。煤炭生产中首要的是安全问题,为了在煤炭开采中最大限度地降低安全事故,俄煤炭行业不仅制定了一系列安全生产规则,而且还依靠科技进步和新技术解决安全生产问题,形成了一整套煤炭安全生产体系,其中主要包括人员的科学培训、智能安全监控和新型煤炭脱气技术。


【资料图】

科学培训煤矿工作人员

由于煤炭的开采具有工艺流程复杂、故障风险较高、资本设备密集、生产条件多变、井下作业复杂多样且具有不可预测性等特征,俄罗斯以立法方式规定所有在煤矿工作的人员都要经过专业的安全培训,依据法规和行业标准制定科学的培训计划和安全规则。

这些规则主要包括员工熟悉和适应煤矿工作环境,明确岗前培训职责,熟练掌握煤矿工作必备的安全知识和技能,定期检查工作人员的安全知识和技能。其中包括要特别注意监督对他人安全具有重要意义的其他专职工作人员的技能和工作状态,包括煤矿调度员、电力机车操作员、升降机操作员等。在培训工作中特别强调,安全系统监测不仅针对设备和空气,而且还要监测专业人员的行为规范。

运用智能安全监控系统

按照《俄罗斯煤矿安全规则》,所有煤矿企业都必须安装多功能安全系统。因此,建立防火和预警系统是首要任务。该系统需要在第一时间将预警信息传递给矿井内每一个人,并确保能有效和迅速地开展救援行动。

其次是运用基于电子编程技术(EEPS)的安全监控系统。该系统贯穿在煤矿开采的所有过程中,包括员工培训、技术设备的使用和研发、人员和车辆等环节的监控和定位。比如,利用该系统中的目标跟踪软件监控员工在矿井的位置,以及紧急情况下用于组织救援行动和快速反应。同时,利用该技术可以预防事故发生。因为目标跟踪软件能够从各种传感器收集和传输数据,利用这些数据可分析井内空气成分、温度、压力和其他参数,以及被救人员的自我感觉,该技术的定位精度可达1米。

第三是广泛使用能够将爆炸、火灾、故障预警、人员搜索、地下通信故障就地处理的自动系统。该自动系统在没有电力的情况下仍能够长时间工作,不受电磁和机械的影响,并且可以透过岩层使用无线数据传输技术传递信号。例如,将一个单独的搜索信号集成到员工的照明灯中,救援人员据此不仅可以找到人,还能绘制接近被救者的最佳途径,这种系统的工作时间在2昼夜左右。

使用等离子脉冲技术脱气

瓦斯是吸附于煤体及周围岩层中的有害气体,主要成分是甲烷,易燃易爆,加之煤层透气性低,不易在开采前抽放,采掘时极易发生瓦斯突出现象,而瓦斯突出是煤矿发生爆炸的主因。

为此,首先要在开采前对煤层进行脱气。该过程包括用真空泵将瓦斯从煤层中抽出并送到表面;在矿井内组织通风系统,将有害、爆炸和有毒气体输送到地面,或者吸入新鲜空气降低矿井内有害气体的浓度;使用气体分析仪和预警、保护系统监测矿井内空气的状态。一旦监测到甲烷浓度超过了危险值,预警系统自动启动,工作人员应该紧急撤离。

目前,全球很多煤炭开采国仍采用专为油气领域开发的技术进行煤层脱气,但这种技术并不能有效解决瓦斯突出等问题,这是煤矿事故多发、高发的重要原因。而俄罗斯煤炭企业广泛使用等离子脉冲技术为煤层脱气,进一步提高了安全生产水平,同时大大减少了耗费在煤矿安全措施上的资金和时间。

等离子脉冲技术脱气的原理是根据不同地质条件下煤层的固有频率,导爆索两极在高压电源下瞬间气化,在煤层中形成低温致密等离子体冲击波,冲击波产生的压力传递到煤层基质引起挤压应力和拉伸力,周期性的挤压和拉伸作用与煤层固有频率发生共振,从而为煤层脱气提供有利条件。

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