4月6日，工作人員在瓦斯煤塵爆炸試驗(yàn)巷道內(nèi)做試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作。
4月6日，技術(shù)人員正在煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上工作。
4月7日，即將投入使用的煤礦高壓供用電系統(tǒng)安全準(zhǔn)入分析驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行最后調(diào)試。
本組圖片均由記者 崔力 攝/視覺重慶
轟！黑暗中，伴著巨大的爆炸聲，一朵火花瞬間放大，如同一條火龍把整個(gè)巷道照亮并吞沒(méi)……
別緊張，這只是模擬煤礦井下掘進(jìn)工作面發(fā)生瓦斯煤塵爆炸的試驗(yàn)。記者看到的，是高速攝像機(jī)拍攝的瓦斯煤塵爆炸慢動(dòng)作畫面。
“真正的爆炸往往發(fā)生在毫秒之間。”瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王克全介紹，煤炭是我國(guó)能源供給安全的兜底性保障，但在開采中，瓦斯是安全生產(chǎn)的第一殺手?！白鳛閲?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，瞄準(zhǔn)的正是瓦斯防治這塊硬骨頭?！?/p>
4月6-7日，記者走進(jìn)該實(shí)驗(yàn)室的清水溪試驗(yàn)基地和建橋檢測(cè)試驗(yàn)基地，探秘這一國(guó)之重器。
世界最大瓦斯煤塵爆炸試驗(yàn)巷道
已做5000多次爆炸傳播試驗(yàn)
清水溪試驗(yàn)基地位于歌樂(lè)山腳下。
“這個(gè)基地是我國(guó)煤與瓦斯突出、瓦斯煤塵爆炸、工業(yè)粉塵爆炸等災(zāi)害預(yù)防與控制的技術(shù)研究和工程試驗(yàn)基地?！蓖蹩巳珜⒂浾邘У揭粋€(gè)看似防空洞入口的地方，“里面有世界最大的瓦斯煤塵爆炸試驗(yàn)巷道，和煤礦井下一模一樣?！?/p>
王克全言語(yǔ)間十分自豪：試驗(yàn)巷道總長(zhǎng)896米，用鋼筋混凝土澆筑，可承受1.5MPa的爆炸壓力。
戴上安全帽、拿著照明燈，記者跟隨王克全進(jìn)入巷道。這是一個(gè)半圓拱形巷道，很黑，全靠手上的燈照明，地上留有運(yùn)輸軌道。一行人先走過(guò)一小段僅容一人通過(guò)的連接巷道，接著是一道雙重防爆門，才進(jìn)入主巷。巷道兩邊墻壁黢黑，和煤礦礦壁差不多。
“防爆門關(guān)閉后，巷道就形成一端封閉、另一端開放的狀態(tài)?！蓖蹩巳f(shuō)，試驗(yàn)時(shí)，爆炸從封閉端起爆后沿巷道向開口端傳播，模擬煤礦井下掘進(jìn)工作面發(fā)生瓦斯煤塵爆炸的實(shí)際狀態(tài)。
頭頂上，偶爾可見倒掛的鐵鉤。試驗(yàn)人員介紹，他們會(huì)在鐵鉤上放置一塊鋪有煤塵的木板，試驗(yàn)時(shí)，瓦斯爆炸沖擊會(huì)裹帶著煤塵一起爆炸，讓模擬試驗(yàn)更真實(shí)。
在巷道壁內(nèi)，每隔一段距離都有一個(gè)壁龕，壁龕內(nèi)埋設(shè)有數(shù)據(jù)采集儀器?！澳銈兛吹降谋ㄒ曨l，就是通過(guò)壁龕內(nèi)的高速圖像采集系統(tǒng)采集的。”王克全說(shuō)。
記者在現(xiàn)場(chǎng)看到的，正是實(shí)驗(yàn)室國(guó)之重器之一——大型瓦斯煤塵爆炸試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由地下試驗(yàn)巷道、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、高速圖像采集系統(tǒng)等部分組成，可開展煤礦井下特定環(huán)境不同規(guī)模的瓦斯、煤塵爆炸試驗(yàn)分析。
中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司黨委書記、董事長(zhǎng)周俊說(shuō)，該巷道至今已進(jìn)行瓦斯、煤塵爆炸傳播試驗(yàn)5000多次，先后完成國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目及省部級(jí)重點(diǎn)自然科學(xué)基金項(xiàng)目98項(xiàng)，與日本、法國(guó)、澳大利亞、英國(guó)、美國(guó)、俄羅斯等多個(gè)國(guó)家進(jìn)行合作和技術(shù)交流。
大型煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
模擬煤與瓦斯突出事故全過(guò)程
在試驗(yàn)基地另一側(cè)，藏著另一個(gè)國(guó)之重器：煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。這也是我國(guó)自主研發(fā)的首個(gè)大尺寸高剛度模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
這是一個(gè)大家伙：有兩條粗壯的“腿”，約3層樓高，頭頂上懸著一個(gè)圓柱體，左右兩側(cè)像長(zhǎng)著兩只有力的雙手。
“它叫高剛度巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝有煤層模型及充滿瓦斯的紅色實(shí)驗(yàn)箱體會(huì)置于中間，由試驗(yàn)機(jī)施加垂直3000噸、水平對(duì)稱2000噸的壓力，真實(shí)還原千米深井的地應(yīng)力、瓦斯壓力等條件，模擬煤與瓦斯突出的發(fā)生、發(fā)展和致災(zāi)全過(guò)程?！睂?shí)驗(yàn)室研究員王波說(shuō)。
什么是煤與瓦斯突出？王克全介紹，煤與瓦斯突出是指在壓力作用下，破碎的煤與瓦斯由煤體內(nèi)突然向采掘空間大量噴出的現(xiàn)象。十多年前，煤與瓦斯突出災(zāi)害一度成為我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)的嚴(yán)重威脅，“因?yàn)槊号c瓦斯突出會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊力，瞬時(shí)摧毀巷道及設(shè)施，造成重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡?！?/p>
“煤與瓦斯突出機(jī)理研究成為災(zāi)害防控的前提和關(guān)鍵?！敝芸≌f(shuō)，由于井下現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試太危險(xiǎn)，也沒(méi)法做探索性實(shí)驗(yàn)，所以長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)煤與瓦斯突出機(jī)理研究?jī)H停留于對(duì)事故資料的收集整理上，成為世界采礦界亟待突破的重大科學(xué)問(wèn)題和工程技術(shù)難題。
為攻克這一難題，實(shí)驗(yàn)室累計(jì)投入3000多萬(wàn)元，自主研發(fā)了大型煤與瓦斯突出模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可測(cè)定并記錄煤與瓦斯突出過(guò)程中，煤體破碎過(guò)程、瓦斯吸附解吸過(guò)程等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高瓦斯壓力、高地應(yīng)力條件下，煤與瓦斯突出發(fā)生、發(fā)展及致災(zāi)全過(guò)程模擬。
“這里有4條模擬巷道，煤與瓦斯兩相流會(huì)從這些巷道‘跑’過(guò)，我們就觀察和記錄它們的變化規(guī)律。”王波說(shuō)，模擬巷道總長(zhǎng)50米，斷面0.3米×0.3米。
這個(gè)大家伙的研發(fā)很不容易。王克全說(shuō)，這套系統(tǒng)從2012年開建，前后花了3年時(shí)間，共申請(qǐng)發(fā)明專利20余項(xiàng)，發(fā)表論文60余篇，為國(guó)家支撐體系實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目提供試驗(yàn)支撐。
礦用設(shè)備安全準(zhǔn)入檢測(cè)檢驗(yàn)系列試驗(yàn)平臺(tái)
煤礦高壓供用電設(shè)備下井先過(guò)它這一關(guān)
4月7日，記者來(lái)到位于大渡口區(qū)的建橋檢測(cè)試驗(yàn)基地。
在2＃實(shí)驗(yàn)廠房，兩臺(tái)巨大的深灰色發(fā)電機(jī)組占據(jù)了機(jī)房大廳的大部分空間。發(fā)電機(jī)尾端引出的寬厚銅排分別涂著紅、黃、綠三種顏色，如同天線般從墻體穿出，接入隔壁的一個(gè)實(shí)驗(yàn)間。
這里正是礦用設(shè)備安全準(zhǔn)入檢測(cè)檢驗(yàn)系列試驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)室陳釗博士介紹，煤礦井下有風(fēng)機(jī)、水泵、采煤機(jī)、輸送機(jī)等用電設(shè)備，這些設(shè)備在下井前必須經(jīng)過(guò)安全準(zhǔn)入驗(yàn)證及性能測(cè)試，并取得國(guó)家強(qiáng)制性安全標(biāo)志MA，測(cè)試正是由該平臺(tái)“操刀”。
“這也是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)?！标愥撜f(shuō)，配電柜、無(wú)功補(bǔ)償裝置和機(jī)電設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)、變頻器等煤礦高壓供用電設(shè)備必須是安全可靠的，不然極易引發(fā)重大安全事故：一是高壓電氣設(shè)備本身產(chǎn)生的電氣火花、高溫或電弧燒穿防爆外殼，會(huì)引起瓦斯煤塵爆炸或火災(zāi)等事故；二是高壓供用電系統(tǒng)及其組成設(shè)備如果不可靠，會(huì)導(dǎo)致電氣性能弱化甚至功能缺失，引起煤礦井下無(wú)計(jì)劃停電，通風(fēng)、提升和排水等安全設(shè)備無(wú)法正常工作而造成安全事故。
2014年4月，該平臺(tái)獲批建設(shè)，總投資2.11億元，總共183臺(tái)套設(shè)備。
“我們已進(jìn)入最后的聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段?！标愥摫硎荆@意味著我國(guó)煤炭行業(yè)即將具備礦用高壓電氣設(shè)備全套型式的自主試驗(yàn)?zāi)芰?，填補(bǔ)行業(yè)內(nèi)缺乏礦用高壓電器短路開斷與關(guān)合試驗(yàn)、高壓變頻電傳動(dòng)設(shè)備負(fù)載特性試驗(yàn)和無(wú)功補(bǔ)償裝置連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)等試驗(yàn)?zāi)芰Φ目瞻住?/p>
（稿件原載于2021年05月08日《重慶日?qǐng)?bào)》）
