浅谈煤矿通防灾害预警预控技术的应用

2013-04-29毕思存

科协论坛·下半月 2013年9期

毕思存

摘要：近些年来，煤矿事故频发，由此导致的一系列安全问题引起人们的广泛关注。与此同时，煤矿灾害预警技术作为煤矿灾害防控中十分重要的一项技术领域，受到越来越高的重视。而煤矿通防灾害预警预控，是该领域中的主要分支之一。通过对通防灾害预警预控技术的研究，可以对煤矿中各类灾害起到有效的预报及防控作用，在事故发生时，及时提出相应的应对措施，从而将事故灾害降至最低。对煤矿灾害防控中的通防灾害预警预控技术的相关技术原则、方法思路等，作简要阐述。

关键词：煤矿灾害预警预控

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-030-02

1 概述

在人类历史上，采煤技术起步早，发展快，一直是一项与人们生活、生产息息相关的采矿技术。煤炭，作为工业的粮食，满足着各行各业的动力需求。自18世纪以来，采煤工业不断发展，为各国经济发展起到了很好的助力作用，同时，也为人类社会的进步与发展做出了很大的贡献。

然而，在另一方面，由于煤炭开采量的日益增长，开采深度的逐渐增加，一系列安全问题也逐步显现。特别是近些年来，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井火灾等煤矿事故在世界各地频频发生，给人们的人身安全及经济安全均造成了极大的损失。事故惨剧的发生引起人们的普遍深思，由此，煤矿灾害防控技术得到越来越多的关注，人们逐步意识到，煤矿灾害预警预控技术，应该与煤矿开采业同步发展前进，也只有这样，方能保证煤矿开采的过程中各类灾害事故得到很好的预防，煤矿工人的人身安全以及国家、社会的经济利益才能得到有效的保障。

煤矿通防技术，是针对煤矿中包括瓦斯、煤尘等在内的易燃易爆物质作出灾害预报及防控的一项技术手段，通过这一技术的实施，非但可以对煤矿中各类通防事故起到很好的预防、控制作用，还可以建立起灾害应对措施库，为日后各类事故的预警预控起作出充分的准备。

2 煤矿通防灾害事故分析

煤矿通防事故的频频发生，给国家、集体以及每个煤矿工作人员都带来了巨大的损失，近些年来，通常发生的煤矿通防事故包括顶板事故，煤尘导致的事故，水灾、火灾事故，瓦斯导致的事故等等，任何一次事故的发生都不是偶然的，往往都是由于一系列人为或可控的自然因素所致。因此，倘若通过合理的分析，便可以对事故缘由进行有效的把握，从而有针对性的提出相应的预防及应对措施，有效降低事故发生率。

煤矿通防事故类型具有明显的多样性，然而不同的事故之间也存在着明显的相似性，即所有事故均存在的偶然性，因果性，规律性，必然性，以及可预测性等等。

其中，偶然性是指事故在发生过程中以及发生后导致的后果的不可预知性，比如某些不安全因素长期积累，在某一不可预知时刻导致事故爆发；同时，同一类事故在爆发时的具体形式也是具有其偶然性的；另外，事故发生之后，其危机范围以及导致的破坏程度等等，均不是事故发生前即可进行完全预测的。因此，对于煤矿通防灾害的预警预控工作并不等同于在事故发生前即对其百分之百的预知，而是通过现代化的科学技术进行最大程度的预测，并将事故危害程度降至最低。

除偶然性外，煤矿通防事故还具有规律性、因果性以及必然性等特点。每次事故的发生终有其必然的原因，比如天气因素，人为失误等等，并且各类不安全因素所导致的事故类型也常常尤其对应的规律性，一旦某一类或几类不安全因素被积聚，则事故的发生通常是不可避免的。因此，在事故的预警预控过程中，可以对事故的特征进行分析，通常情况下，只需对其某一环节进行截断，便可以有效的对事故的发生进行避免。因此，这便要求我们对各类事故发生的起因及主控因素进行深入分析，把控事故发生线索，遵循客观规律对煤矿通防事故实施预警预控。

3 煤矿通防灾害预警技术

煤矿通防灾害预警技术指的是在灾害发生之前，对于大量前期发生的煤矿通防灾害资料进行整理和总结，对该类事故的特点进行分析，并有针对性的对其进行分类备案，实现对灾害发生前的提前控制、预防的效果。在该类技术的实施过程中，通常是利用数学建模的办法，对事故的发生进行数值模拟，通过模型把握事故发生时的特点，依据这些分析提出相应的应对策略。在预警技术开展时，要首先通过前期分析对各类事故提出相应的预警指标，并依据不同的事故类型及危害程度设计不同的预警信号，并划分预警等级。在事故发生之前，即可对事故作出不同级别的警报提示，从而对事故的发生起到有效的预报及防控作用，最大程度上避免了事故的发生，减少了因煤矿通防灾害引发的各类损失。

3.1 煤矿通防灾害预警准则

所谓预警准则，指的是对灾害进行预报时的依据，只有制定了合理有效灾害预警准则，才能在事故发生前做出科学的、规范的、准确性高的预报提示工作。在准则的制定过程中，首先要考虑的是相关的规定，即《煤矿安全规程》等，同时，也要借鉴其他的各类安全规程标准，综合制定出相应的预警准则。

以“否决”为优先指标的预警准则为例。通常，此类情况下，总体的危害性评价位于评判标准的第二位，在进行实际评判时，两者是综合进行的。在对灾害事故进行评判时，对照事故的各项指标，首先依据“否决”标准进行判断，在各项判断指标中，凡有某一类指标达到“否决”规定的判断标准，则将该事故按照严重或较为严重定级。此后，再根据标定后的灾害等级进行判定，若尚未达到预警标准，则无需进行警报警示，但仍需继续进行数据搜索工作；若已达到预警标准，则必须进行相应不同级别的报警措施。

3.2 煤矿通防灾害预警指标

如前所述，煤矿通防灾害类型具有明显的多样性，因而其各自对应的通防灾害预警指标也各有不同。仍以“否决”为优先指标的预警类型为例，预警指标通常包括首要的否决性指标，以及相应的一般性指标两类。对于瓦斯爆炸事故、火灾事故、水灾事故等煤矿通防灾害，否决性指标通常包括危害性气体的浓度指标，即瓦斯浓度指标以及一氧化碳、乙烯的浓度指标等等；一般性指标则通常指的是对危害性气体的判断结果，即瓦斯爆炸事故危害性判断结果，火灾、水灾所致事故危害性判断结果，气体流通系统标准化程度危害性判断结果，等等。

3.3 煤矿通防灾害预警方法

依据不同类型的煤矿通防灾害预警指标，通过对多种煤矿数据资料的搜集，可以提出两类相应的预警方法，即煤矿通防预警的静态方法以及动态方法。两种方法各有其明显的优势与不足，故在实际操作过程中，两类方法分别进行，但所得预警结果又相互结合相互参考，共同完成煤矿通防灾害的防控任务。

3.3.1 煤矿通防灾害静态预警方法

静态预警是以分析、评判为主要工作内容的一类预警方法。通过对前期灾害数据及灾害资料的搜集整理，静态预警需将这些数据与相应的判定指标进行对照，凡超出临界值的事故类型，则判定其为高或较高的危险事故类型，并对其进行静态警报提示。静态预警方法在实际操作过程中简单方便，适用范围广且结果直观明了，但其也存在很强的局限性，即只能够对当前的矿内状况进行分析评价，而无法起到很好的预报作用，判断作用强但实际预警作用不够突出。因此，必须结合相应的综合指标预测方法对煤矿通防事故的危害程度进行提前的动态分析及事前预测工作，及动态预警方法。

3.3.2 煤矿通防灾害动态预警方法

与静态预警方法中简单的对照评判标准进行分析判断不同，煤矿通防灾害动态预警方法需要对一段时期中煤矿内的各类指标，如瓦斯浓度、一氧化碳浓度、通风程度等进行跟踪分析，并依据曾发生过事故的多类指标与灾害类型对应关系进行相应的判断，从而在某类指标达到某危害程度时发出灾害预测警报，从而实现灾害的预警目的。由于资料搜集及使用均非一成不变的，因而成此类方法为煤矿通防预警的动态方法。

3.4 煤矿通防事故预警信号

煤矿通防事故类型多样，其破坏程度也是不尽相同的。依据其各自的破坏形式，可将事故类型划分为特别重大事故、重大事故、较为重大事故以及其他破坏性较小的事故类型。其中，各个级别的重大事故均具有较强的破坏性，往往对国家、社会以及个人的人身及财产安全造成极为严重的损失，一旦发现此类的事故潜在危害，则需要立刻采取相应的措施进行潜在危害排查。在对煤矿通防灾害进行定级时，所依据的判断因素是多种多样的，个判定因素之间相互影响，彼此制约，方能得出最终的定级标准。目前，我国将事故危害划分为四个级别，由重至轻依次为需立即采取措施进行处理的事故；在规定期限内需处理完毕的事故；要求需要进行处理的事故；以及虽在目前的状况下可以接受，但必须进行追踪监控，防止问题恶化的事故。并对给予了这四类事故不同的颜色警报，依次为红色预警、橙色预警、黄色预警以及蓝色预警。

4 煤矿通防灾害预控技术

4.1 煤矿通防灾害预控技术概况

预警技术的核心问题是对灾害进行提前的报警，以对煤矿工作人员起到警示的作用。而相应的，煤矿通防灾害预控技术则指的是在接收到不同类型的预警之后，人们所应采取的各类相关措施，从而对灾害起到有效的控制效果。在预控技术中，针对不同级别的预警结果，需要对各类灾难形式进行分析，如灾害的发生类型，破坏对象，危害程度，等等，并对其提出一系列的控制措施。这样，一旦发现煤矿灾害发生的潜在可能性，即可立即采取相应的控制措施进行预防；或者，在灾害发生之初，即对其实施控制措施，避免重大事故的发生。

煤矿通防灾害的预控技术在实施过程中采取人工操作与计算机技术相结合的办法，其中，计算机技术可以对各种灾害警报进行充分准确的分析，并在应对各类灾害预警是作出快速的反应，但是，由于计算机应变能力较差，面对灾害的多变性，无法进行及时的措施结合或措施调整，故不能作为煤矿灾害预控过程中的主要技术措施。而灾害预控中的相关技术人员，特别是从事了多年此类预控工作的相关专家，他们对于煤矿通防灾害的预控工作经验丰富，实践能力及应变能力强，在灾害发生之初即可采取有针对性的有效措施，故而可以对灾害进行有效的规避。这些技术人员及专家是煤矿通防灾害预控过程中的主力成员。

4.2 煤矿灾害预控对策库

在煤矿灾害预警的前提之下，预控技术提出不同类型预警结果所对应的预控措施，并将这些措施形成统一的对策库，以便于事故发生时策略的快速调拨。

预控对策库的建立过程不应简单的无序进行，而应根据相关的制度标准，依据一定的原则建立。这些原则包括系统性原则、针对性原则、时效性原则、动静结合原则以及可靠性原则等等。依据上述原则，方可开展对各类煤矿通防灾害的防控对策提出。

以瓦斯爆炸事故为例，针对不同破坏程度的瓦斯爆炸事故，提出相应预控措施库如下：

（1）对于安全类预警提示，无需进行预控措施。

（2）对于潜在危害指标正在上升，但尚未发生灾害的预警提示，依据方式火灾发生的原则，需严格控制高温热源，严禁明火及潜在火源，严禁使用易燃易爆原料，防止高温、摩擦引发火灾等措施。

（3）对于采取措施后，潜在危害指数下降的预警提示，应依据防止火灾蔓延的原则，在适当的位置建立防火门，设立井上及井下消防器材库，保持通风条件及通风措施运行良好等措施。

总之，针对不同类型的煤矿通防灾害，需提出多种与之相对应的灾害预控措施库，为后期灾害控制系统打下有效基础。

5 结论

预防煤矿通防灾害发生，进行相关的预警预报技术研究是十分重要且必要的。煤矿开采等相关领域在发展采矿技术的同时，更应及时跟进灾害防控技术的研究，对于各种类型的煤矿灾难实施有效的控制措施，从而避免事故悲剧的再次发生，为国家、集体利益及个人的人身安全提供科学、有效地保障。

参考文献：

[1] 鞠金峰，施喜书，王晓.关于高温矿井热害防治的思考[J].能源技术与管理，2009（3）：80-81，96.