近年取得的安全科技成果
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从1949-2009年的60年间,我国的安全生产科技领域经历了长足的发展。＂十五＂期间完成国家科技攻关计划项目2项,国拨经费0.566亿元;＂十一五＂期间完成立项的安全生产领域国家重点科技计划项目增加到12项,包括国家科技支撑计划、＂973＂计划、新产品计划、火炬计划、软科学计划等,国拨经费2.8亿元。国家科技计划项目比＂十五＂增长了3倍,国拨经费比＂十五＂增长了5倍。自2003年起,国家安监总局组织编制《年度安全生产科技发展规划》。截至2008年底,共计有2887个项目列入安全生产科技发展计划。在国家安监总局的推进下,目前已初步形成了企业为主体,科研机构和大专院校为中坚力量,社会广泛参与,国内外密切合作的＂产学研＂一体化科技创新体系,培育起了一支具有较大规模、较高水平的安全科技队伍。安全科技持续创新,优秀科技成果的示范、推广与应用取得了显著效果,安全科技支撑和促进安全发展的作用日趋显著。
安全科技成果应用
近年来,国家安全生产监督管理总局逐年加大安全生产领域科技成果推广力度,制定了一系列鼓励和促进企业在安全生产科技研发领域投入的政策。自2002年开始,由国家安全监管总局规划科技司组织的安全生产科学技术成果奖励活动已经开展了四届(每两年一届),四届共评出577项优秀科技成果和306个优秀推广项目,其中一等奖49项,二等奖160项,三等奖368项。规划科技司通过召开现场推广会等形式,对以煤矿数字化监测监控技术、危险品车辆行驶卫星监控技术等一批安全、先进、适用的安全生产技术进行了推广。目前,这些技术和以这些技术为基础的安全生产优秀科技成果有的已经在部分省、市、行业等领域以及全国范围内普遍推广适用并取得了明显成效。
获得安全生产优秀科技成果奖的＂煤矿瓦斯治理技术集成与示范＂项目,在沈阳煤业(集团)有限责任公司等5个具有不同特点的煤矿企业进行了示范,取得多项重大技术突破;＂十五＂国家科技攻关计划项目＂城市公共安全综合试点＂在南宁、青岛、杭州、合肥等城市的示范中取得了一系列具有推广价值的技术成果;煤矿综合实时多级测控管理系统新技术得到了推广应用,各产煤县市和煤矿集团公司都建立了远程多级监测监管系统与管理机构;利用卫星导航技术研发的＂危险化学品道路运输车辆运行安全监控管理应用系统＂在中石油、中石化等企业集团,以及北京、鄂尔多斯等地区的汽油、液氧、天然气、剧毒化学品、雷管、烟花爆竹等近6000辆危险化学品运输车辆上成功应用;＂重大危险源实时监测预警与应急救援系统＂作为一项危险化学品存储安全监控技术,已经在北京、山东、广西、乌海、南京等10多省、市地区得到了广泛应用,并成功对多起未遂事故进行了事前预警,避免了事故的发生。
重点技术成果推广
在安全科技成果推广方向上,国家安监总局根据安全生产重点工作,以防范事故,推进先进科学技术为目标,突出了9项重点安全科技成果的推广,即煤矿瓦斯高效抽放技术与装备;煤矿安全网络化综合检测监控系统;煤矿提升安全保护技术与装备;矿山井下人员位置监测技术与装备;非煤露天矿中深孔爆破开采技术;危险品和长途客运车辆行驶监控技术;高安全性烟花爆竹药剂与生产储运技术;重大危险源监控与应急救援辅助决策系统;生产过程高可靠性安全管理体系。
1.煤矿瓦斯高效抽放技术与装备
国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局从多年治理煤矿灾害的实际出发,针对煤矿瓦斯防治技术工艺性强、可复制性差的特点,在科技部的支持下应急启动了＂十五＂国家科技攻关计划＂煤矿瓦斯治理技术集成与示范＂项目。
根据专家诊断、技术筛选中发现的问题以及现场瓦斯治理的技术需求,煤炭科学研究总院对抽放长钻孔钻机、突出松软煤层抽放钻机、煤与瓦斯突出日常预测预报技术、瓦斯浓度传感器等16项关键技术和装备进行了科技攻关,实现了技术创新。例如研制成功可以施工1000m长的定向长钻孔施工成套装备,适用于松软突出煤层的螺旋钻进的顺煤层钻进成套设备,为瓦斯抽放和防突创造了装备条件;螺旋钻机在突出严重的松藻矿区8号煤层成孔深度达到188m以上,为抽放瓦斯创造了条件;完善后的深孔预裂爆破技术使松藻矿区单位时间内煤层瓦斯抽出率提高51.24%,本层钻孔百米钻孔瓦斯抽放量提高45.19%,抽放时间缩短33.88%,效果显著。
2.煤矿安全网络化综合检测监控系统
煤矿瓦斯灾害的发生具有区域分布的特点,瓦斯灾害特别是煤矿瓦斯突出灾害受地质条件控制。瓦斯地质研究和瓦斯危险区域预测技术是瓦斯灾害防治的基础,是有效控制煤矿瓦斯灾害事故的关键。目前,我国煤矿瓦斯灾害危险区预测技术方法主要包括瓦斯含量预测、瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出区域预测,预测成果以瓦斯地质图、瓦斯地址信息数据库和可视化预测系统等技术手段予以数字化表达。
由河南理工大学研究的煤矿灾害危险区瓦斯地质预测技术取得的主要成果在于,该技术提出了多源瓦斯地质信息融合的瓦斯赋存规律研究方法、以瓦斯地质教学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术、多尺度突出区域预测的地质方法和指标、多尺度瓦斯地质编图方法、瓦斯地质信息库和可视化预测系统。
该技术围绕郑煤集团和鹤岗煤业集团示范矿井建设进行示范推广应用,实现了试验矿井、采区和工作面的多尺度构造煤和构造异常带的判识,掌握了不同尺度构造煤的分布规律,结合多源瓦斯含量融合预测结果和突出区域预测瓦斯地质方法和指标,对示范矿区、矿井(7个)、采区(3个)、工作面(9个)的突出危险性区域进行了预测和验证,取得了显著成效。
3.煤矿提升安全保护技术与装备
由中国矿业大学研究的矿井提升系统安全保障装备主要包括GHT型缓冲托罐装置由防过卷、托罐及防礅装置组成,以变力及单向锁定技术,满足《煤矿安全规程》要求。当提升系统发生非正常状态时,该装置实现缓冲制动,柔性托罐及防礅功能;ZHT型自动换层阻尼托罐摇台是以弹、液组合力来补偿原有系统中终端载荷变化引起的提升容器上下移动问题,组合承接力可调,并利用二力杆失稳与反向失稳技术实现托力释放,完成自动换层功能;SLT-B型罐道绳在线自检自调装置是集机、电、液于一体的装备,在PLC控制下步进机构实现对罐道绳的连续拉紧,并具有在线检测、自动调整、三点锁定功能,在绞车房可完成对罐道绳张紧力的测试及调整。
该项保护技术与装备已经在河北峰峰集团、邢台矿业集团、安徽淮南矿业集团、淮北矿业集团、山东淄博矿业集团、辽宁铁法煤业集团、阜新矿业集团、沈阳矿业集团等300多个矿井中应用,并出口至土耳其库兹鲁矿井、卡拉洞矿井。在过卷放安全保护功能应用中,据不完全统计,已挽救事故数十起。
4.矿山井下人员位置监测技术与装备
由山西潞安环保能源开发股份有限公司漳村煤矿、天地科技股份有限公司常州自动化分公司研究开发的井下动目标跟踪安全监测系统,采用先进的RFID射频身份识别技术,将编码模块安置在移动目标中,通过各级分站将数据实时传输到地面中心站处理,实现了井下动目标跟踪监测的目的,系统主要由地面中心站、井下读卡器、编码发射器组成。其中,地面中心站由一台接口和一台计算机组成;读卡器为本质安全设备;编码发射器为灌封体,系统工作原理为由编码发射器发出的编码信号(包括时间及动目标身份证),由读卡器读取,再由读卡器将此信息经传输通道传至地面中心站,由中心站进行数据分析、处理、形成多种有用文件,可实现井下人员监测查询、安全保障、统计考勤和信息网功能。
经工业性试验表明,该系统设计合理,技术先进,为煤矿安全生产调度人员考核及抢险救灾决策提供了有效的信息平台,已在靖远矿务局、晋城矿务局等多个单位推广应用。其中射频编码发射器和接收技术也可用于地面停车场和公路收费站等。
5.非煤露天矿中深孔爆破开采技术
由中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司研究开发的非煤矿山安全技术与装备主要包括露天矿排土场高台阶派图安全稳定性与堆浸排土参数优化研究、福建紫金山金铜矿露天地下联合开采的相互影响关系研究、尾矿库安全运行的技术研究、矿井多级机站通风系统计算机远程监控系统、复杂地质条件护帮控制爆破技术。
6.危险品和长途客运车辆行驶监控技术
中国航天科技集团天泰雷兹公司研究开发的危险化学品运输安全监控管理系统是在国家高技术产业发展项目计划《卫星导航综合应用高技术产业化示范工程项目》的基础上,为满足危险品运输车辆安全监管的需求开发的。
主要功能包括各级政府主管部门和企业的多级监管、全国范围危险品运输安全的实时监控、实时监测危险货物的运输状态、撞车报警和紧急突发事件的实时响应、科学的事故分析和高效的统计分析。该系统的应用对于降低运输事故率、提高应急响应速度、控制事态的蔓延和发展起到了重要的作用。
7.高安全性烟花爆竹药剂与生产储运技术
普通烟花所用黑火药燃烧时造成大量烟雾,不但影响了观赏效果,同时对环境造成污染,对人体造成危害。以北京理工大学为主的研发团队经过方案论证、实验室研究和在4家烟花爆竹制造企业的中试及大量生产,进行了安全环保型烟花药剂研究,研制开发出无烟、微烟化的烟花亮珠、亮珠点火药及开包药、防潮防水焰火药剂及药剂制品、延时增效焰火药剂、减少燃放垃圾的焰火制品等新型安全环保焰火产品,分别应用于2008年北京奥运会、残奥会开闭幕式上,提升了我国焰火技术的科技水平,增加了焰火产品安全环保的科技含量,给全世界留下了深刻的印象。
8.重大危险源监控与应急救援辅助决策系统
由中国安全生产科学研究院研究开发的危险化学品事故现场应急联动指挥系统,主要由现场环境无线监测子系统、图像无线传输子系统、无线气象站、无线视频接收终端和事故辅助决策支持软件系统构成。所有设备均通过了防爆检测认证,适用于危化品事故现场。可计算泄漏源强度,确定疏散范围,并在GIS上显示疏散路径以及应急救援力量的分布情况;含硫气田事故现场决策支持系统基于GIS空间分析技术、事故演化动态过程模拟技术、集成含硫井分级、安全距离以及应急计划区计算、井喷事故后果快速预测等功能,能为应急指挥者在最短时间内对事故情况进行准确判断,科学评估并作出合理的应急决策提供辅助支持。
9.生产过程高可靠性安全管理体系
由中国企业联合会可持续发展工商委员会、中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院、上海赛科石油化工有限责任公司完成的工程建设项目HSE管理方实施导则和应用范例,结合中国的实际并进一步创新,在总结BP公司和中国石化合资建设项目上海赛科石化公司三年建设的基础上编制了《工程建设项目HSE管理方案实施导则和应用范例》。
该项目以BP公司和中国石化合资的上海赛科石化公司的工程建设阶段为基础,将HSE管理方管理模式应用到大型工程建设项目中,在国内首次使用,并取得了国际领先的HSE业绩。该项目2002年3月28日正式开工,2004年12月30日基建完工,于2005年3月正式投产。该项目建设期投入总人工时4900万个,没有发生重大事故和死亡事故,损失工时事故率小于0.06,可记录的事故率小于0.4。(本文由国家安全生产监管总局规划科技司提供)
编辑韩 颖