按照科技部资管司关于《国家重点研发计划项目中期检查工作规范（试行）》（国科资函[2018]3号）的通知要求，2018年8月，21世纪中心组织召开了公共安全专项2018年度生产安全项目群的中期检查工作。我校承担的两个项目研究团队协同、高效，成果取得突破性进展，检查获得好成绩。具体见附件。

附件1、“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警”，项目负责人：袁亮院士

附件2、“煤矿重特大事故应急处置与救援技术研究”，项目负责人：孙继平教授

附件1：

煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警取得突破进展

煤与瓦斯突出、冲击地压是典型的煤矿动力灾害，具有突然、急剧、猛烈等特点，常造成井巷严重破坏和人员重大伤亡，甚至引起地表破坏和局部地震。煤与瓦斯突出、冲击地压一般没有明显宏观前兆，准确预警是该类问题重点和难点。

“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究”项目提出煤与瓦斯突出、冲击地压等灾害灾变新理论，建立煤矿重大灾害判识预警模型及信息挖掘方法，通过对煤矿典型动力灾害多相多场耦合灾变机理研究及深度感知等技术和装备的研发，最终实现煤矿重大灾害灾变隐患在线监测、智能判识和实时准确预警。近期取得了以下阶段性成果。

1.冲击地压孕育机理与风险判识、监测预警技术

构建了多尺度多物理场耦合条件下高应力煤岩在加卸载过程中力学效应与损伤演化关系模型，研究了煤岩冲击失稳破坏微观结构特征，在此基础上提出了冲击地压应力-能量-物理多参量风险判识指标和冲击地压监测预警指标体系，建立了各判别指标预警准则及冲击危险多参量归一化无量纲监测预警准则，形成了冲击危险分区分级监测预警方法。

图1 煤岩微观结构图

(a)冲击危险的分区分级监测预警、(b)冲击灾害危险区划分

图2 冲击地压风险综合预警指标与方法

2.煤与瓦斯突出灾变机理及监测预警技术

研究了采动覆岩力学特性、构造煤的瓦斯解吸特性和含瓦斯煤的损伤-渗透特性，利用煤与瓦斯突出及复合动力灾害大尺度物理模拟装置，开展了煤与瓦斯突出灾变演化机制的部分验证工作，并从生产系统风险、工作面风险等方面建立了15个突出预警指标，涵盖了八个大类、近百个小类海量数据，进而构建了多参量煤与瓦斯突出关联规则预警流程和模型。

图3 煤与瓦斯突出及复合动力灾害大尺度物理模型

3.煤矿典型动力灾害信号采集传输和智能化分析

研制的分布式微震数据采集系统突破了亚赫兹微震信号准确解调的技术难题，可实现8个通道、0-300Hz范围的测量，灵敏度0.1mg@30Hz，响应时间2秒。研制的分布式多点激光甲烷监测装置实现了8路测量气室同步测量，测量误差减小到±3%。区域协同控制器实现了数据采集、解析、就地交互及协同控制等核心功能，取得安标认证。非接触供电、取电调制模块实现了低频状态下能量供给与拾取，达到18V/0.3A输出。

4.煤矿典型动力灾害监控预警系统平台及示范

通过构建云平台管理系统，形成了区域典型动力灾害智能判识流程，采用HDFS+NoSQL+Spark+Streaming+MySQL+Neo4J的形式来进行存储，实现了“矿井-矿业集团-远程监测预警中心”三级监测，可接入各示范矿井微震、电磁辐射、瓦斯、采动应力等信号，并在陕西彬长胡家河示范矿井成功应用，实现了冲击地压“灾源”的自动定位与识别。

（a）分布式微震数据采集系统、(b)区域协同控制器

图4 煤矿典型动力灾害信号采集传输装备

图5 煤与瓦斯突出智能预警系统平台

稿件来源：煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究（项目编号：2016YFC0801400）

供稿人：中国矿业大学（北京），袁亮

附件2：

煤矿重特大事故应急处置与救援技术取得突破性进展

1.需求

我国煤矿重特大事故死亡人数，瓦斯事故占66.5%，其次是水灾、火灾等。事故调查表明，矿井火灾、瓦斯煤尘爆炸等事故，由于创伤和烧伤造成人员死亡人数不足20%，一氧化碳中毒窒息死亡人数达80%多。一氧化碳浓度越高、持续时间越长，对人体伤害越重，直至死亡。因此，快速有效的应急救援，将能挽救他们的生命。因此，研发灾害感知、应急通信、遇险（难）人员精确定位、灾区远距离侦测、灾后风流控制、逃生通道快速构建、智能应急预案和辅助决策等应急救援技术及装备，具有重要的理论意义和实用价值。

2.国内外现状

我国、美国、澳大利亚等主要产煤国都十分重视煤矿事故应急救援技术及装备研发和应用，减少了事故人员伤亡和财产损失，但仍难以满足煤矿事故应急救援的需求。

现有矿井人员定位系统定位精度低（定位误差大于3米/定位分站间距400米）等，难以满足应急救援需求。

目前，灾后逃生通道构建主要有便携式破拆工具、便携式支撑工具和救援钻机。便携式破拆和支撑工具采用液压方式，具有便于携带、无需其他动力、可用于狭小空间等优点，但存在着构建速度慢、效率低、救护队员劳动强度大、安全性差等问题。救援钻机具有效率高的优点，但需外部动力、作业空间大等。

本项目研制成功定位误差小于0.3米的矿井人员精确定位系统，已通过国家检测中心型式检验，取得了防爆合格证和安标证，在陕煤集团小保当煤矿推广应用。

系统主要功能及技术指标

(1)系统主要功能：井下人员实时定位、轨迹跟踪、求救报警、应急撤离、出入井考勤、超时报警、区域超员报警、异常静止报警、链路故障报警、定位卡低电报警等功能。

(2)系统定位精度：0.3米。

(3)系统组网方式：TCP/IP组网。

(4)基站覆盖范围：单基站覆盖半径400米（空旷无遮挡）。

(5)单基站精确定位：单个基站实现判向及精确测距。

(6)定位卡：发射周期5秒，电池续航能力为7天，防护等级IP68；充电方式为触点充电。

研制成功精确定位系统软件

3.2研制成功矿井救援通道快速构建装置及系统

研制成功国内首个多功能逃生通道快速构建系统装备，已通过国家检测中心型式检验，取得了安标证，已在淮南矿务局（潘一矿、潘二矿、顾北矿、谢桥矿等）、淮北矿务局（临涣矿、朱仙庄矿、芦岭矿等）、中煤新集（口孜东矿、刘庄矿等）、山西金地、冀中能源邢台矿、平煤集团、中煤新登（辛登矿、教学三矿）、辽源煤业龙家堡矿等10余家煤矿进行了现场应用试验。

稿件来源：中国矿业大学（北京）（项目编号：2016YFC0801800）

供稿人：中国矿业大学（北京），孙继平教授