二、井下輕合金材料

　　由于輕合金材料質(zhì)量輕、塑性好，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囂幚砗?，能達(dá)到很高的強(qiáng)度，而且有機(jī)械加工容易，耐腐蝕等優(yōu)良特性。所以，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和煤礦生產(chǎn)機(jī)械化程度的提高，輕合金材料在礦井中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如煤礦井下支柱、提升、通風(fēng)設(shè)備及攜帶式儀表、工具等。但輕合金材料與其他鋼質(zhì)材料沖擊摩擦產(chǎn)生火花，很容易點(diǎn)燃可燃性氣體，引起爆炸事故。如1986年9月28日，徐州礦務(wù)局龐莊煤礦-370m水平的718掘進(jìn)面，因耙裝機(jī)鋼絲摩擦產(chǎn)生火花引起煤塵爆炸事故，死亡26人，重傷2人，殃及巷道1509米。1987年12月，安徽省某礦角聯(lián)巷道中發(fā)生一起特大爆炸事故，死亡45人，重傷4人，輕傷6人，經(jīng)濟(jì)損失199萬(wàn)元。其原因是小絞車運(yùn)行時(shí)，手閘和繩輪之間摩擦火花引起沼氣爆炸。國(guó)外輕合金材料摩擦、沖擊產(chǎn)生火花引燃沼氣爆炸事故也比較多。如1950年，英國(guó)諾克切斯礦用鋁合金外殼的煤電鉆掉到鋼支架上引起沼氣爆炸。爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中機(jī)械摩擦火花的危險(xiǎn)性已引起煤礦安全部門的高度重視。
　　世界上許多國(guó)家，如英國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)、日本、波蘭、捷克等，很早就對(duì)機(jī)械摩擦火花及輕合金在礦井中應(yīng)用的安全性進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，并建立了相應(yīng)的試驗(yàn)裝置，制定了檢驗(yàn)規(guī)則。美國(guó)主要研究采煤機(jī)截隔火花安全性及預(yù)防措施，Ralla冶金研究中心的D.H.Desy等人設(shè)計(jì)建造了模擬通風(fēng)機(jī)葉片與機(jī)殼摩擦火花工況，對(duì)金屬材料火花點(diǎn)燃沼氣的安全性進(jìn)行研究。在20世紀(jì)80年代初對(duì)輕合金摩擦火花的研究，重點(diǎn)是對(duì)煤礦井下常用的輕合金，并建立了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室，制定了JISC-0901標(biāo)準(zhǔn)和JISM-7002通用規(guī)則。
　　20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)也開(kāi)始對(duì)金屬材料摩擦火花安全性方面的研究。當(dāng)時(shí)建立的高速?zèng)_擊、自由落錘沖擊和旋轉(zhuǎn)摩擦3個(gè)試驗(yàn)裝置和相應(yīng)的檢測(cè)、控制系統(tǒng)，是目前國(guó)內(nèi)惟一的金屬材料摩擦火花安全性研究和試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)。
　　國(guó)外井下礦用工具、設(shè)備材料基本都作摩擦火花試驗(yàn)，國(guó)內(nèi)一般只注重設(shè)備用材料作火花試驗(yàn)，在工具用材料的火花試驗(yàn)方面沒(méi)有建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采深度的加大，開(kāi)采強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，井下工作的危險(xiǎn)性越來(lái)越大，對(duì)井下火源的控制力度也必須增強(qiáng)，對(duì)材料摩擦火花的研究和實(shí)驗(yàn)也應(yīng)更加深入。

　瓦斯及突出災(zāi)害的研究

一、瓦斯災(zāi)害

　　煤礦瓦斯事故發(fā)生的原因是多方面的，影響因素眾多。有的原因具有潛在性、突發(fā)性，而事故本身具有破壞性和災(zāi)難性。但煤礦瓦斯災(zāi)害事故的發(fā)生也有其一般的規(guī)律，只有掌握了災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律性，才能有效地避免事故的發(fā)生和發(fā)展。煤礦災(zāi)害事故發(fā)生的原因，除了與礦井本身的自然條件、開(kāi)采工藝、管理水平、安全意識(shí)及員工素質(zhì)等有很大關(guān)系外，技術(shù)裝備水平仍然是極為關(guān)鍵的因素。煤礦井下工作場(chǎng)所是動(dòng)態(tài)變化的，影響災(zāi)害發(fā)生的因素也是變化的?，F(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)僅僅是監(jiān)測(cè)部分安全參數(shù)，不能做到實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)分析和監(jiān)控，難以預(yù)先得知瓦斯災(zāi)害事故可能發(fā)生的地點(diǎn)及波及區(qū)間，也難以預(yù)先制定和執(zhí)行有效預(yù)防災(zāi)害的措施，使得瓦斯災(zāi)害事故難以顯著下降，災(zāi)害危害程度難以有效控制，災(zāi)害事故原因難以調(diào)查清楚。
　　我國(guó)所有煤礦均為瓦斯礦井。大中型煤礦中，高瓦斯礦井占20.34%，瓦斯突出礦井占19.77%。小型煤礦中，高瓦斯礦井占15%左右。隨著開(kāi)采深度的不斷增加，機(jī)械化程度的不斷提高，開(kāi)采強(qiáng)度的不斷增強(qiáng)，瓦斯涌出量還會(huì)進(jìn)一步增大，瓦斯災(zāi)害的治理越來(lái)越成為煤礦災(zāi)害防治的重點(diǎn)。
　　傳統(tǒng)的礦井瓦斯管理主要是由管理人員憑主觀意識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工作。這種管理模式，由于受管理人員的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心的限制，很難適應(yīng)礦井瓦斯災(zāi)害事故的復(fù)雜多變條件，這也是瓦斯災(zāi)害事故多發(fā)的原因之一。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理，用科學(xué)方法管理礦井瓦斯，應(yīng)建立礦井瓦斯災(zāi)害事故數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和專家系統(tǒng)，對(duì)礦井瓦斯災(zāi)害進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，以便掌握礦井瓦斯動(dòng)態(tài)，正確識(shí)別和評(píng)價(jià)瓦斯事故災(zāi)情，及時(shí)提出抗災(zāi)對(duì)策。
我國(guó)在瓦斯防治方面提出：加強(qiáng)煤礦瓦斯的基礎(chǔ)理論研究，掌握瓦斯災(zāi)害事故發(fā)生的機(jī)理及其演化過(guò)程，在瓦斯防災(zāi)、抗災(zāi)和救災(zāi)的理論和技術(shù)難題上取得巨大突破，為煤礦瓦斯治理的全面好轉(zhuǎn)提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)；建立和健全完善的煤礦安全科技創(chuàng)新體系和科技服務(wù)體系，研究礦井瓦斯事故發(fā)生、救災(zāi)的有效技術(shù)，并制定科技成果的推廣和轉(zhuǎn)化機(jī)制；建立和健全完善的煤礦安全監(jiān)察技術(shù)支撐體系，借鑒外國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，在各省內(nèi)部實(shí)現(xiàn)監(jiān)察聯(lián)網(wǎng)。監(jiān)察人員每次執(zhí)法都現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線上網(wǎng)，并存入省局服務(wù)器，便于全省統(tǒng)一調(diào)度和指揮監(jiān)察。
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