近10年取得的安全科技成果

本刊編輯部

從1949-2009年的60年間,我國的安全生產科技領域經歷了長足的發展?！笆濉逼陂g完成國家科技攻關計劃項目2項,國撥經費0.566億元;“十一五”期間完成立項的安全生產領域國家重點科技計劃項目增加到12項,包括國家科技支撐計劃、“973”計劃、新產品計劃、火炬計劃、軟科學計劃等,國撥經費2.8億元。國家科技計劃項目比“十五”增長了3倍,國撥經費比“十五”增長了5倍。自2003年起,國家安監總局組織編制《年度安全生產科技發展規劃》。截至2008年底,共計有2887個項目列入安全生產科技發展計劃。在國家安監總局的推進下,目前已初步形成了企業為主體,科研機構和大專院校為中堅力量,社會廣泛參與,國內外密切合作的“產學研”一體化科技創新體系,培育起了一支具有較大規模、較高水平的安全科技隊伍。安全科技持續創新,優秀科技成果的示范、推廣與應用取得了顯著效果,安全科技支撐和促進安全發展的作用日趨顯著。

安全科技成果應用

近年來,國家安全生產監督管理總局逐年加大安全生產領域科技成果推廣力度,制定了一系列鼓勵和促進企業在安全生產科技研發領域投入的政策。自2002年開始,由國家安全監管總局規劃科技司組織的安全生產科學技術成果獎勵活動已經開展了四屆(每兩年一屆),四屆共評出577項優秀科技成果和306個優秀推廣項目,其中一等獎49項,二等獎160項,三等獎368項。規劃科技司通過召開現場推廣會等形式,對以煤礦數字化監測監控技術、危險品車輛行駛衛星監控技術等一批安全、先進、適用的安全生產技術進行了推廣。目前,這些技術和以這些技術為基礎的安全生產優秀科技成果有的已經在部分省、市、行業等領域以及全國范圍內普遍推廣適用并取得了明顯成效。

獲得安全生產優秀科技成果獎的“煤礦瓦斯治理技術集成與示范”項目,在沈陽煤業(集團)有限責任公司等5個具有不同特點的煤礦企業進行了示范,取得多項重大技術突破;“十五”國家科技攻關計劃項目“城市公共安全綜合試點”在南寧、青島、杭州、合肥等城市的示范中取得了一系列具有推廣價值的技術成果;煤礦綜合實時多級測控管理系統新技術得到了推廣應用,各產煤縣市和煤礦集團公司都建立了遠程多級監測監管系統與管理機構;利用衛星導航技術研發的“危險化學品道路運輸車輛運行安全監控管理應用系統”在中石油、中石化等企業集團,以及北京、鄂爾多斯等地區的汽油、液氧、天然氣、劇毒化學品、雷管、煙花爆竹等近6000輛危險化學品運輸車輛上成功應用;“重大危險源實時監測預警與應急救援系統”作為一項危險化學品存儲安全監控技術,已經在北京、山東、廣西、烏海、南京等10多省、市地區得到了廣泛應用,并成功對多起未遂事故進行了事前預警,避免了事故的發生。

重點技術成果推廣

在安全科技成果推廣方向上,國家安監總局根據安全生產重點工作,以防范事故,推進先進科學技術為目標,突出了9項重點安全科技成果的推廣,即煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備;煤礦安全網絡化綜合檢測監控系統;煤礦提升安全保護技術與裝備;礦山井下人員位置監測技術與裝備;非煤露天礦中深孔爆破開采技術;危險品和長途客運車輛行駛監控技術;高安全性煙花爆竹藥劑與生產儲運技術;重大危險源監控與應急救援輔助決策系統;生產過程高可靠性安全管理體系。

1.煤礦瓦斯高效抽放技術與裝備

國家安全生產監督管理總局、國家煤礦安全監察局從多年治理煤礦災害的實際出發,針對煤礦瓦斯防治技術工藝性強、可復制性差的特點,在科技部的支持下應急啟動了“十五”國家科技攻關計劃“煤礦瓦斯治理技術集成與示范”項目。

根據專家診斷、技術篩選中發現的問題以及現場瓦斯治理的技術需求,煤炭科學研究總院對抽放長鉆孔鉆機、突出松軟煤層抽放鉆機、煤與瓦斯突出日常預測預報技術、瓦斯濃度傳感器等16項關鍵技術和裝備進行了科技攻關,實現了技術創新。例如研制成功可以施工1000m長的定向長鉆孔施工成套裝備,適用于松軟突出煤層的螺旋鉆進的順煤層鉆進成套設備,為瓦斯抽放和防突創造了裝備條件;螺旋鉆機在突出嚴重的松藻礦區8號煤層成孔深度達到188m以上,為抽放瓦斯創造了條件;完善后的深孔預裂爆破技術使松藻礦區單位時間內煤層瓦斯抽出率提高51.24%,本層鉆孔百米鉆孔瓦斯抽放量提高45.19%,抽放時間縮短33.88%,效果顯著。

2.煤礦安全網絡化綜合檢測監控系統

煤礦瓦斯災害的發生具有區域分布的特點,瓦斯災害特別是煤礦瓦斯突出災害受地質條件控制。瓦斯地質研究和瓦斯危險區域預測技術是瓦斯災害防治的基礎,是有效控制煤礦瓦斯災害事故的關鍵。目前,我國煤礦瓦斯災害危險區預測技術方法主要包括瓦斯含量預測、瓦斯涌出量預測、煤與瓦斯突出區域預測,預測成果以瓦斯地質圖、瓦斯地址信息數據庫和可視化預測系統等技術手段予以數字化表達。

由河南理工大學研究的煤礦災害危險區瓦斯地質預測技術取得的主要成果在于,該技術提出了多源瓦斯地質信息融合的瓦斯賦存規律研究方法、以瓦斯地質教學模型法為基礎的瓦斯涌出量預測技術、多尺度突出區域預測的地質方法和指標、多尺度瓦斯地質編圖方法、瓦斯地質信息庫和可視化預測系統。

該技術圍繞鄭煤集團和鶴崗煤業集團示范礦井建設進行示范推廣應用,實現了試驗礦井、采區和工作面的多尺度構造煤和構造異常帶的判識,掌握了不同尺度構造煤的分布規律,結合多源瓦斯含量融合預測結果和突出區域預測瓦斯地質方法和指標,對示范礦區、礦井(7個)、采區(3個)、工作面(9個)的突出危險性區域進行了預測和驗證,取得了顯著成效。

3.煤礦提升安全保護技術與裝備

由中國礦業大學研究的礦井提升系統安全保障裝備主要包括GHT型緩沖托罐裝置由防過卷、托罐及防礅裝置組成,以變力及單向鎖定技術,滿足《煤礦安全規程》要求。當提升系統發生非正常狀態時,該裝置實現緩沖制動,柔性托罐及防礅功能;ZHT型自動換層阻尼托罐搖臺是以彈、液組合力來補償原有系統中終端載荷變化引起的提升容器上下移動問題,組合承接力可調,并利用二力桿失穩與反向失穩技術實現托力釋放,完成自動換層功能;SLT-B型罐道繩在線自檢自調裝置是集機、電、液于一體的裝備,在PLC控制下步進機構實現對罐道繩的連續拉緊,并具有在線檢測、自動調整、三點鎖定功能,在絞車房可完成對罐道繩張緊力的測試及調整。

該項保護技術與裝備已經在河北峰峰集團、邢臺礦業集團、安徽淮南礦業集團、淮北礦業集團、山東淄博礦業集團、遼寧鐵法煤業集團、阜新礦業集團、沈陽礦業集團等300多個礦井中應用,并出口至土耳其庫茲魯礦井、卡拉洞礦井。在過卷放安全保護功能應用中,據不完全統計,已挽救事故數十起。

4.礦山井下人員位置監測技術與裝備

由山西潞安環保能源開發股份有限公司漳村煤礦、天地科技股份有限公司常州自動化分公司研究開發的井下動目標跟蹤安全監測系統,采用先進的RFID射頻身份識別技術,將編碼模塊安置在移動目標中,通過各級分站將數據實時傳輸到地面中心站處理,實現了井下動目標跟蹤監測的目的,系統主要由地面中心站、井下讀卡器、編碼發射器組成。其中,地面中心站由一臺接口和一臺計算機組成;讀卡器為本質安全設備;編碼發射器為灌封體,系統工作原理為由編碼發射器發出的編碼信號(包括時間及動目標身份證),由讀卡器讀取,再由讀卡器將此信息經傳輸通道傳至地面中心站,由中心站進行數據分析、處理、形成多種有用文件,可實現井下人員監測查詢、安全保障、統計考勤和信息網功能。

經工業性試驗表明,該系統設計合理,技術先進,為煤礦安全生產調度人員考核及搶險救災決策提供了有效的信息平臺,已在靖遠礦務局、晉城礦務局等多個單位推廣應用。其中射頻編碼發射器和接收技術也可用于地面停車場和公路收費站等。

5.非煤露天礦中深孔爆破開采技術

由中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司研究開發的非煤礦山安全技術與裝備主要包括露天礦排土場高臺階派圖安全穩定性與堆浸排土參數優化研究、福建紫金山金銅礦露天地下聯合開采的相互影響關系研究、尾礦庫安全運行的技術研究、礦井多級機站通風系統計算機遠程監控系統、復雜地質條件護幫控制爆破技術。

6.危險品和長途客運車輛行駛監控技術

中國航天科技集團天泰雷茲公司研究開發的危險化學品運輸安全監控管理系統是在國家高技術產業發展項目計劃《衛星導航綜合應用高技術產業化示范工程項目》的基礎上,為滿足危險品運輸車輛安全監管的需求開發的。

主要功能包括各級政府主管部門和企業的多級監管、全國范圍危險品運輸安全的實時監控、實時監測危險貨物的運輸狀態、撞車報警和緊急突發事件的實時響應、科學的事故分析和高效的統計分析。該系統的應用對于降低運輸事故率、提高應急響應速度、控制事態的蔓延和發展起到了重要的作用。

7.高安全性煙花爆竹藥劑與生產儲運技術

普通煙花所用黑火藥燃燒時造成大量煙霧,不但影響了觀賞效果,同時對環境造成污染,對人體造成危害。以北京理工大學為主的研發團隊經過方案論證、實驗室研究和在4家煙花爆竹制造企業的中試及大量生產,進行了安全環保型煙花藥劑研究,研制開發出無煙、微煙化的煙花亮珠、亮珠點火藥及開包藥、防潮防水焰火藥劑及藥劑制品、延時增效焰火藥劑、減少燃放垃圾的焰火制品等新型安全環保焰火產品,分別應用于2008年北京奧運會、殘奧會開閉幕式上,提升了我國焰火技術的科技水平,增加了焰火產品安全環保的科技含量,給全世界留下了深刻的印象。

8.重大危險源監控與應急救援輔助決策系統

由中國安全生產科學研究院研究開發的危險化學品事故現場應急聯動指揮系統,主要由現場環境無線監測子系統、圖像無線傳輸子系統、無線氣象站、無線視頻接收終端和事故輔助決策支持軟件系統構成。所有設備均通過了防爆檢測認證,適用于?；肥鹿尸F場。可計算泄漏源強度,確定疏散范圍,并在GIS上顯示疏散路徑以及應急救援力量的分布情況;含硫氣田事故現場決策支持系統基于GIS空間分析技術、事故演化動態過程模擬技術、集成含硫井分級、安全距離以及應急計劃區計算、井噴事故后果快速預測等功能,能為應急指揮者在最短時間內對事故情況進行準確判斷,科學評估并作出合理的應急決策提供輔助支持。

9.生產過程高可靠性安全管理體系

由中國企業聯合會可持續發展工商委員會、中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院、上海賽科石油化工有限責任公司完成的工程建設項目HSE管理方實施導則和應用范例,結合中國的實際并進一步創新,在總結BP公司和中國石化合資建設項目上海賽科石化公司三年建設的基礎上編制了《工程建設項目HSE管理方案實施導則和應用范例》。

該項目以BP公司和中國石化合資的上海賽科石化公司的工程建設階段為基礎,將HSE管理方管理模式應用到大型工程建設項目中,在國內首次使用,并取得了國際領先的HSE業績。該項目2002年3月28日正式開工,2004年12月30日基建完工,于2005年3月正式投產。該項目建設期投入總人工時4900萬個,沒有發生重大事故和死亡事故,損失工時事故率小于0.06,可記錄的事故率小于0.4。(本文由國家安全生產監管總局規劃科技司提供)

編輯韓 穎