中国煤科首席科学家刘英杰介绍矿山应急救援先进技术与装备

——2023中国应急展活动回顾（12上）

 

11月15-17日，2023中国国际应急管理展览会在北京成功举办。2023中国应急展期间，11月17日，2023“一带一路”自然灾害防治和应急管理国际合作部长论坛安全生产分论坛同地举办。该论坛由全体大会、化工与油气田安全分会场、矿山安全分会场组成。在矿山安全分论坛，来自国家矿山安全监察局、国际社会保障协会、中国煤炭科工集团、安标国家中心、华为、德尔格等单位的专家，分享交流了煤矿“互联网+监管监察”模式、新产品新技术认证技术、AI大模型与矿山安全的融合应用、超长使用时间呼吸器的认证等方面的新理念、新经验。

 

煤炭科学研究总院有限公司学术带头人、中国煤炭科工集团首席科学家刘英杰讲《打造矿山应急救援先进技术策源地  筑牢安全生产最后一道防线》

刘英杰从矿山应急救援先进技术与装备、新时期矿山应急救援科技面临的挑战、矿山应急救援科技发展方向等方面进行了研讨交流。

 

矿山应急救援先进技术与装备

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视防灾减灾救灾工作。党的二十大报告强调，要提高防灾减灾救灾和重大突发公共事件处置保障能力，加强国家区域应急力量建设。

中国煤科在应急救援体系建设、技术装备研发和现场应急救援过程中，积累了丰富的经验，形成了矿山灾害基础理论、风险感知、智能预警、培训演练、逃生避难、抢险救援等一系列成套技术和装备，培育形成了“产学研用”的良好科技生态平台，攻克了煤矿应急救援方面多项关键技术和难题。

《“十四五”国家应急体系规划》要求“提升行业救援力量专业水平。完善救援力量规模、布局、装备配备和基础设施等建设标准“。

《“十四五”应急救援力量建设规划》强化“矿山排水、矿山救生通道构建、大流量远程灭火系统等特种救援装备配备”。

《“十四五”国家安全生产规划》要求“合理规划安全生产应急救援基地和队伍布局，推动安全生产应急救援装备建设制度化、标准化。提升国家矿山等事故应急处置能力”。

（一）应急救援人员防护与搜救装备

1.形成了正压氧气呼吸器、化学氧/压缩氧自救器等系列个体防护产品。

中国煤科研发的ZS45智能型自动苏生器解决了在灾区有毒有害气体环境下，对失去自主呼吸伤员进行紧急救治的世界性难题；开发的OSR系列隔绝式化学氧自救器获得了俄罗斯认证，并在国内各大煤炭企业和俄罗斯煤矿中推广应用；研发的MZY-1型应急救护智能担架、JHZ-1应急救护站在陕西省神木县的板定梁塔煤矿透水事故中发挥了重要作用。

救护队员佩戴BK240R正压氧气呼吸器奔赴事故现场

KLS200矿用滤尘送风式防尘口罩

ZS45智能型自动苏生器

2.研发了应急救援超宽带雷达生命探测仪。

研发了具有完全自主知识产权的应急救援超宽带雷达生命探测仪，解决了现有应急救援生命探测仪体积大、抗干扰能力差、定位精度低、环境适应性不强等问题，达到国内外同类仪器的先进水平，有效提高了灾后受困人员的快速有效探测和定位，提高现场应急救援的效率和成功率，可广泛应用于地震灾害、地质灾害、矿山灾害等场景。

 

人机交互系统

脉冲源芯片

雷达样机

（二）应急救援装备

1.形成了事故救援保障与应急处置成套技术，推出了救援装备保障车、车载救援提升系统、应急电源、应急灭火装备、破拆与支护装备、应急钻探装备、有毒有害气体智能排放等高性能救援装备。

依托国家重点研发计划项目“矿山灾害生命保障救援通道快速安全构建关键技术与装备”，研发的“地面应急救援车载钻机”分别在冀中能源集团黄沙煤矿突水、山西华晋焦煤王家岭煤矿突水和陕西榆林神木县赵家梁煤矿顶板坍塌等事故中发挥了重要作用。

产品特点：

目前，国内回转扭矩最大50000Nm、工艺适应性最全的地面钻孔救援装备；

满足空气反循环、泥浆正循环和泥浆反循环等多种钻进工艺需求；

可用于矿山事故被困人员的小直径搜救钻孔和最大φ850mm大直径救援钻孔的施工。

ZMK5550TZJF50/120型地面应急救援车载钻机

2.建立了矿井灾害预防及灾变快速应急处置防治体系。

研制的复杂巷道内自适应阻害装备、矿井密闭快速充填装备、矿用一体化履带式拆筑装备，有效遏止火灾及瓦斯重大事故的发生，提升了煤矿的应急管理能力，目前，已在淮北矿业股份有限公司多个下属煤矿成功应用。

矿井快速隔离密闭系统示意图

瓦斯抽采钻孔机器人

淮北芦岭煤矿抽采孔施工现场

（三）应急通信技术与装备

基于无线MESH网络技术、骨传导技术等，研制了KJ30矿用救灾无线通信系统，将事发地点的现场音视频、环境参数、救护队员生命体征等信息传输至后台指挥中心，其中，无线中继器之间的传输距离不小于1000m，系统延时不大于2s，目前，已在14个国家矿山应急救援救护队开展应用。

KJ30矿用救灾无线通信系统拓扑结构

 

（四）应急救援培训演练系统

拥有国内功能最完整的矿用设备事故仿真与模拟验证实验室，开发了煤矿安全虚拟仿真培训系统、救护队演习巷道实训系统、矿山救援装备虚拟实操系统、矿山救援多媒体教学系统等。矿用设备致因事故的模拟仿真验证能力达到80%，对煤矿关键大型设备、主要生产系统的重要矿用装备的安全性能模拟分析验证能力达到60%。可对煤矿采煤类、掘进类、机车类、运输类、通风类、救援类、抽排类、电气类、防灭火类、钻探类等10余类矿井设备安全性能模拟分析验证。

矿用设备分布式联合仿真验证系统架构图

（五）应急救援机器人

首创矿区“天-地-井”多场景机器人集群系统，实现“巡检-作业-救援”无人少人。在胶带运输机、变电所等人工巡检场景实现“无人值守+机器人巡检”，在选矸、水仓清淤等重负荷作业场景实现无人少人操作，在冒顶、火灾、突水等灾害突发场景实现机器人侦测。相较于传统人工方式效率平均提升3倍，减少作业人员60-100%。目前，已在陕北矿区实现回风巷及变电所无人巡检。

自主拖缆机器人

皮带巡检机器人

变电所巡检机器人

四足仿生机器人

（六）应急救援管理信息化平台

自主研发了基于大数据、互联网+、云计算等技术，协助专家远程、实时、可视、互动开展事故诊断分析、事故救援、事故调查等工作的信息化管理平台，提高了煤矿事故防治和监管监察能力。

（七）自然灾害诱发煤矿次生灾害事故风险调查、影响评估方法

中国煤科提出了自然灾害诱发煤矿事故链生灾害理论，揭示了自然灾害与煤矿承灾体相互作用机制，建立了煤矿承灾体风险隐患调查技术方法和技术指标体系，提出煤矿自然灾害致灾危险性评估与区划方法，形成灾害防治技术规范。

该成果已在全国24个省份3000余座煤矿进行了应用，有力支撑了“第一次全国自然灾害综合风险普查”。

（八）应急救援典型案例

作为政府监管部门的技术支撑单位，中国煤科积极参与了我国大部分的重大煤矿灾害救援和调查工作。近10年来累计参加煤矿水灾事故应急救援17次，煤矿火灾、瓦斯、冲击地压等事故应急救援近30次，派出的应急救援装备和专家在整个救援过程中发挥了重要作用，为我国矿山应急救援做出了巨大贡献。

“12·22”姑山铁矿堵水抢险

“4·28”姑鑫峪沟煤矿抢险救援

“11·29”姑源江山煤矿抢险救援

救援案例一：2019年12月14日，四川芙蓉集团实业有限责任公司杉木树煤矿发生透水事故，造成5人死亡、13人被困井下。中国煤科选派4位专家赶赴现场参加抢险救援。12月18日，受困的13名矿工被全部救出，创造了我国煤矿水灾事故抢险救援又一奇迹。中国煤科专家提出的“压风自救系统+防止抽水瓦斯涌出伤害措施”建议为现场救援指挥提供了决策依据，应急管理部、煤矿安全监察局和四川省人民政府主要领导给予了中国煤科高度肯定。

透水事故现场示意图

被困人员成功获救现场

救援案例二：2018年10月20日，山东省能源集团龙矿集团龙郓煤业1303泄水巷掘进工作面附近发生冲击地压事故，该矿当班下井334人，冲击地压波及区域33人。中国煤科安排2位专家赶赴现场参加抢险救援，协同山东龙矿集团、临矿集团、兖矿集团等共7支救护队投入抢险。在此次救援中，中国煤科专家制定了“快速改变局部通风，加强巷道支护”的技术措施，有效地加快了救援进度。

事故救援现场

中国煤科一级首席科学家齐庆新研究员通报事故救援情况