煤矿顶板灾害安全风险控制体系研究

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煤炭是我国能源安全保障的基石,在国家的经济发展过程中发挥着至关重要的作用。伴随着浅部煤炭资源的逐步枯竭,我国煤矿开采深度呈现逐年增加的趋势,煤炭生产过程中安全事故也时有发生。随着社会和经济的发展,煤炭开发过程中的安全问题越来越受到国家、社会及企业的重视。因此,如何有效地提高我国煤矿安全风险识别及控制管理技术水平关系着我国煤矿产业的长远发展。本研究旨在建立一个行之有效的煤矿井下安全风险识别与动态控制管理体系,保障国家重要能源的安全生产。本研究在充分调研煤矿顶板事故的诱因与规律的基础上,运用理论分析、数值建模以及现场调研的综合研究方法,首先结合现场生产运营系统确定煤矿顶板主要事故风险源,然后针对不同风险源制定了相应的识别原则与识别方法,进而提出关于煤矿顶板灾害的安全风险分级管控措施。最后通过对矿井案例进行案例分析进一步完善了煤矿顶板灾害的安全风险识别与控制管理方法,证明了所提出的安全风险分级管控措施的正确性。论文取得成果包括:(1)总结分析了煤矿顶板、火灾、水灾、瓦斯及粉尘五大灾害安全风险,对比了安全检查表、层次分析法、模糊综合识别、数据分析法和决策树法在煤矿顶板安全风险管控中的优势与不足,从地质因素、开采技术及管理三个方面对煤矿顶板安全风险源开展了辨识与风险等级划分。(2)根据煤矿顶板安全风险要素的分析,提出了不同的煤矿顶板风险源的识别方法,建立了相应的顶板安全分级管控责任体系,制定了顶板风险分级管控等级的评价标准与相应的管控措施;另外,对于顶板安全分级管控的工作责任体系进行了职责分工。(3)根据风险等级划分模型,对滨湖煤矿沿空留巷顶板进行风险评估,初次评估结果为C级。针对顶板安全评估中出现的问题,从人、设备、环境和管理方面进行改进,改进后,顶板矿压和巷道变形都在可控范围内,支柱也未再次出现穿底失稳现象。之后再次应用该模型对改进后的巷道进行风险评估,评估结果为A级,极大地提高了煤矿企业顶板灾害风险管控的水平。
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