矿山钻孔垂直救援技术的思考及发展趋势

矿山钻孔垂直救援技术是一种快速高效的矿井应急救援手段,在以往矿山事故救援中起着关键性作用。阐释了矿山钻孔垂直救援技术原理,得出该技术具有远距离、高效率以及非接触式等优势;归纳分析了王家岭煤矿透水事故、山东平邑石膏矿事故的主要救援经过和主要成功要素。对现有的快速成孔方法和人员定位探测技术的局限性展开了一定的思考,展望了钻孔垂直救援技术的发展前景,指出未来我国矿山钻孔救援技术研究的重点研究方向主要包括:打造长距离、高精度、高效率的灾变矿山井下被困人员定位系统,深入研究矿山钻孔救援的快速精准安全成孔技术与灾变矿山井下穿墙探测技术,完善矿山钻孔救援方案,普及救援求生知识。

矿山垂直救援关键技术及装备研发分析

伴随着社会经济的持续发展,国家对能量的需求也在日益增长,因此,采矿的深入程度也在逐渐加大,但是煤矿发生的事故也随之增多,例如:瓦斯爆炸、煤矿塌方等一系列的事件。这种事件存在着很强的危险性、多发性和难以预测的特点,尽管政府和研究人员已经开始高度关注,有些矿井中的小规模的事件也已经被很好地遏制住了,然而,在大型矿井中,它依然在持续地出现着,并导致了大量的生命损失。据有关的调查显示,在矿井爆炸的早期,会有一些工人被卡在矿井下面的特定的地方,所以救援人员必须要用探测器快速的寻找到他们的位置,并且在最短的时间内将他们救出。灾难发生后,矿井井下的条件非常的恶劣,也非常的危险,特别是发生了火灾、透水等事故,救援工作不能按照常规的方法开展,只能依赖于地下的竖立钻井来进行救援。本文主要分析了矿山垂直救援关键技术和装备研发,对于实际工作起到参考作用,保证可以顺利完成救援工作。

典型工况下垂直救援车载提升系统动力学分析

介绍了垂直救援车载提升系统组成及工作原理;采用UG建立了垂直救援车载提升系统三维模型,并将三维模型导入ADAMS中构建了系统动力学模型;利用动力学模型模拟了系统在救援舱空载下放、救援舱重载提升、救援舱紧急制动、钢丝绳过放等典型工况下钢丝绳受力及救援舱与地面的碰撞力情况,为系统设备选型和设计提供了理论依据。

垂直救援提升系统井架的ANSYS有限元分析

通过对垂直救援提升系统的基本组成及工作原理进行介绍,利用ANSYS软件对其关键部件(井架)进行有限元分析,分析井架在静力载荷的作用下的刚度和强度是否满足要求;并对井架进行模态屈曲分析,验证其稳定性能否满足结构要求,为井架结构的进一步优化设计提供理论基础,从而提高垂直救援提升系统的安全性和稳定性。

矿山垂直救援关键技术及装备研发

针对矿山垂直救援3个主要阶段中存在的问题和技术难点,利用多媒体通信技术、气动潜孔钻进技术、仿真模拟技术、理论研究和现场实验等技术方法,研发了一整套快速高效、功能全面、安全可靠的垂直救援技术装备。应用结果表明,生命信息探测设备可以实现音视频的同步传输,满足对井下情况实时探测的要求;集束式气动潜孔锤的结构优化提高了钻孔速率,通过分析气体压力与破岩效率的非线性关系,得到气体压力在0.9～1.1 MPa钻进效率最佳;救援提升设备的气体监测和保障逃生,加强了对被提升人员的监控和保护。

矿山垂直救援井钻进施工工艺探讨

分析了陕西省煤田地质局一三一队在对河北冀中能源峰峰集团黄沙煤矿巷道透水事故现场紧急抢险时,准确及时打通矿山抢险通道的钻进施工工艺及实施情况。

浅谈GPS-RTK技术在垂直救援中的应用

结合具体案例对GPS-RTK技术在垂直救援中的应用进行了分析,通过对GPS-RTK技术在矿山抢险垂直救援中的实际应用,表明GPS-RTK技术在垂直救援测绘中具有可操作性及优越性。

应用于矿山垂直钻井救援的钻车自动换杆机研究

通过分析近年来国内垂直钻井救援施工设备使用方面出现的问题,特别是车载式顶部驱动钻机在自动换杆方面的不足,在原有换杆机基础上进行改进,设计出了适用于垂直钻井救援的换杆机。详细介绍了钻车自动换杆机的技术参数、设备性能及工况分析,以及与车载式顶部驱动钻机配套使用的相关信息。

基于钻孔救援的UWB雷达波传输衰减研究及展望

快速精准地获取井下受灾人员位置是钻孔救援前期生命信息探测的关键问题。针对在垂直钻孔救援过程中,由于探测区域巷道坍塌或终孔位置偏移,无法快速准确地获取被困人员位置,耽误救援的黄金时间,影响人员生命安全的问题,通过开展UWB雷达波传输衰减研究,为现场救援指挥人员快速制定救援方案。分析了UWB雷达波应用于矿山钻孔救援的现状和需求,并结合矿山钻孔救援背景,指出UWB雷达波传输衰减规律,从介质的各向同异性分析了介质的特性参数对雷达波传输衰减的影响;从介电常数、电导率、磁导率和时空变化4个方面分析了介质的电性参数对雷达波传输衰减的影响;从雷达频率和极化2个方面分析了雷达特征参数对雷达波传输衰减的影响。根据上述分析,指出目前对UWB雷达波同时穿透煤岩体等各向异性介质的研究和介质传播衰减机理研究较少;在井下复杂多变或模拟受灾后环境的UWB雷达波传输衰减理论与实验较少,相关规律总结较少;UWB雷达波关键参数与影响因素之间的映射关系数据库尚未完善。并给出未来需研究的关键技术:(1)对煤岩体等各向异性介质在宏观与微观上进行研究;(2)搭建灾变环境条件下雷达波传输衰减实验模拟系统;(3)增加灾变后非结构环境下UWB雷达信号传播特性的研究与信道建模数值模拟。

面向钻孔救援的超宽带雷达技术研究现状与方向

针对目前基于视音频的钻孔生命信息识别技术在矿山救援过程中所面临的视频遇障失效和声波衰减速度快的问题,研究了能穿透煤岩体、砖墙等障碍物进行非接触式测量,实现生命信息识别的超宽带(UWB)雷达技术。从UWB电磁波的传输衰减特性、杂波的滤除与优化、目标生命识别方法3个方面分析了UWB雷达技术在矿山钻孔救援中应用的现状和存在的问题:①UWB电磁波可对障碍物后人员生命信息进行识别与定位,其衰减与电场强度、磁场强度、频率和介质有关,但目前针对UWB电磁波传输衰减特性的研究缺乏对不同温度、探测频率、变质程度下各种煤岩体与UWB电磁波传输衰减之间的关系研究,对UWB电磁波的频率、入射角、极化形式等关键参数及变化特征与UWB电磁波衰减的关系研究较少。②采用经验模态分解法、MUSIC算法等方法可以对UWB电磁波中的杂波进行滤除,但缺乏对杂波滤除后有效波特征和信息的准确提取和科学表征,难以提高生命信息特征提取与识别的速度与精度。③UWB电磁波可以实现对障碍物后多目标人员生命体征如呼吸或心跳的捕捉,采用多雷达观测点可以提高低信噪比环境下生命信息探测的准确性,但目前的研究缺乏对呼吸、心跳、胸腔起伏、体温等多方位、多角度的系统识别与量化分析,缺乏对生命信息识别模型的优化方法。针对存在的问题,指出了UWB雷达技术在矿山钻孔救援应用中的研究方向:①研究不同条件下各煤岩体自身性质和电磁波相关参数对UWB电磁波在煤岩体中传输衰减的影响,得出其传输衰减规律。②研究适用于矿井环境下杂波的滤除优化与回波特征提取算法,利用回波中的有效特征建立学习样本数据库。③构建适用于矿井环境的人员生命信息识别模型,结合样本数据库对模型不断优化,以提高生命信息识别的精度和速度。

客运架空索道救援方法及救援设备综述

客运索道的紧急救援是索道安全的最后一道防线,当客运索道设备发全致命故障及所有备用驱动无法运行时,紧急救援必须迅速安全。该文对目前客运架空索道发生故障时所采用的救援方法以及救援设备进行了介绍和分析,并指出了各自救援方法以及救援设备的优缺点。基于此,提出了未来新型循环式高效客运架空索道救援设备新的发展方向。

客运架空索道救援解决方案

对架空索道的救援方案进行归纳分级,按照不同级别逐一描述救援方案。重点针对不可恢复的站内和线路设备故障情况下,使用垂直救援和水平救援两种方案进行详细说明,并对各种具体方案进行了不同维度的对比,说明各种救援方案的特点。