用科技智慧为矿井安全“站岗放哨”

记者张梅见习记者张超

“打开手机APP就可实时查看矿井火灾危险源的各项监测指标，实现移动终端与井下监测系统的互联互通。”近日，西安科技大学安全科学与工程学院高级工程师王伟峰向记者介绍煤火灾害动态感知与隐患辨识预判云平台。

煤火灾害遍布世界各地，每年造成巨大的煤炭资源损失和环境污染，严重威胁着自然环境和人类健康，也是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一。我国煤矿资源开采以烟煤和褐煤开采为主，90%以上的煤层自燃倾向性为易自燃（I类）或自燃（Ⅱ类），它们极易引起瓦斯燃烧和爆炸事故，一旦发生煤火灾害往往会造成人员伤亡、环境污染和煤炭资源损失。

“这些都是由于煤矿采空区煤层自燃，且火源位置不明、监测和防灭火手段失效或滞后所造成的事故。”王伟峰说。

煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔，且采空区会残留一部分煤炭。采空区漏风规律复杂，呼吸现象循环出现，空气长时间与遗煤接触发生氧化反应，产生的热量若难以散发，就有可能发生煤自燃。

做好煤自燃隐蔽火源的监测、探测和预警迫在眉睫，是预防煤火灾害的有效途径。

2007年，以西安科技大学邓军教授为带头人的煤火灾害防治教育部创新团队，围绕煤火灾害隐蔽火源探测的五大难点，致力于煤火灾害精准监测预警与科学防控。历经14年，目前该团队已创建了煤自燃基团突变理论及精细划分方法，建立了煤火灾害预警指标体系，构建了煤自燃分级预警指标体系和危险程度判定准则，研发了煤自燃特征信息无线监测预警系统、采空区温度场分布式光纤监测预警系统、煤自燃指标气体激光光谱动态检测系统，制定了煤火灾害分级预警准则，建立了煤火灾害危险程度预测模型，研发了煤火灾害动态感知与隐患辨识预判云平台，并开发了煤火预警专家APP。

同时，该团队研发出集温湿度、一氧化碳、氧气、甲烷、二氧化碳、乙烯、乙炔、压差、绝压等传感器于一体的矿用本安型多参数无线传感器，可通过内网、外网和跨平台访问设备页面调取数据，实现多测点气体、温湿度、压差、绝压历史数据及报警查询等功能。

“煤火灾害动态感知与隐患辨识预判云平台实时监测煤火灾害指标气体、压能、温度、湿度、差压、绝压等信息，可动态判定采空区压能分布规律、漏风规律、呼吸状态及危险程度。”王伟峰介绍。

通过建立煤自燃火灾在线监测预警系统，将煤火灾害防控关口前移，该预警系统实现了煤火灾害隐患和危险程度的分级预警、超前预测及被动治理到主动防控的根本转变。目前，团队研究成果已在陕西、山西、山东、安徽、贵州、内蒙古等省区的20多家煤矿进行了推广应用，有效保障了矿井安全生产，创造了显著的社会经济效益。