采矿与安全工程学报 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (4): 826-837.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2022.0701

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煤矿热动力重大灾害的不确定性风险特性研究

王德明,张伟,王和堂,仲晓星,邵振鲁,王晨光   

  1. 1. 中国矿业大学安全工程学院,江苏 徐州 221116; 2. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室,江苏 徐州 221116
  • 出版日期:2023-07-15 发布日期:2023-07-27
  • 通讯作者: 王德明,E-mail: wdmcumt@163.com Tel: 0516-83590592
  • 作者简介:王德明(1956— ),男,贵州省遵义市人,教授,博士生导师,从事煤矿热动力灾害方面的研究
  • 基金资助:
    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)

Uncertain risk characteristics of major thermodynamic disasters in underground coal mines

  • Online:2023-07-15 Published:2023-07-27

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。

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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