煤礦，以支撐我國經濟騰飛的重要能源，有效支持了國民經濟的持續(xù)快速發(fā)展，成為國家發(fā)展的重要基礎之一。然而，一次次令人心碎的礦難帶給國家、社會的卻是沉重的切膚之痛。因此，如何保障煤礦安全生產，減少事故造成的人員傷亡，成為全社會密切關注的重要問題。為此，我們對北京科技大學礦井避險技術研究中心李芳瑋博士進行了專訪。

針對國內礦難頻發(fā)、人員傷亡重大的情況，北京科技大學礦井避險技術中心于2006年宣告成立。中心擁有教授2名，博士后4名，博士研究生4名，碩士研究生20余名，中心先后承擔了國家“十一五”科技支撐計劃項目“礦井可移動式救生艙研發(fā)”、“十二五”科技支撐計劃項目“礦山安全監(jiān)測與緊急避險一體化信息平臺研發(fā)”、“礦用兩棲救生車及避難艙關機技術研發(fā)”，并承擔了神華集團、大屯煤電公司、徐州礦務集團等企業(yè)橫向課題。避險技術研究中心深入開展了礦井緊急避險技術的研究，力爭為礦工提供災后避險的密閉空間，為救援工作爭取寶貴的時間。中心成功研發(fā)出我國第一臺礦用可移動式救生艙，并在可移動式救生艙密閉空間環(huán)控生保技術的基礎上研發(fā)和建設了我國第一個永久避難硐室，填補了我國礦井災后緊急避險領域的空白，為我國緊急避險系統(tǒng)的建設、推進提供了強有力的技術支撐。

從無到有，可移動式救生艙和避難硐室研究取得突破

在課題研究初始，國內并無相關單位和人員進行過此方面的研究，國外雖已有類似的研究，但由于各國礦井地質條件、采煤工藝不盡相同，國外相關經驗對我國并不一定適用，為填補此領域的空白，研發(fā)出適合我國礦井特殊地質條件和生產狀況的避險裝備及技術，礦井避險技術研究中心工作人員開始了艱難地探索。

從無到有的過程，總是艱辛的，探索的過程，更是浸透著汗水的。中心工作人員廣泛調研國外相關技術的研究現狀，查閱相關事故資料，深入現場進行考察，與相關專家進行交流討論。通過研究發(fā)現，在井下發(fā)生瓦斯爆炸等事故時，瞬間死亡人數只占10%左右，其余人員大多死于事故造成的有毒有害氣體濃度過高、氧氣供應中斷、營養(yǎng)物質供給不足等。因此，如何在災害發(fā)生后為避險人員提供一個可以躲避惡劣環(huán)境，維持生存的空間，便顯得尤為重要。隨著研究工作的不斷推進，科研人員意識到，礦井密閉空間與航空航天以及軍事領域有所不同，在幾百上千米的地下礦工的生理指標會發(fā)生變化，要想真正保證事故后人員在救生艙、避難硐室內能夠生存，首先要研究避險人員在礦井密閉空間內的極限生理參數。

為了得到人體對密閉空間各類氣體成分、溫度、濕度等相關參數的影響及其生存極限條件，課題組在北科大建造了人員生存模擬實驗室，避險中心科研人員充分借鑒了航天、人防等領域對于密閉空間內人員生存的相關研究，在實驗模擬艙內先后進行了靜態(tài)實驗、二氧化碳處理、氧氣供給、溫度控制、濕度控制、一氧化碳處理等數百組實驗，取得了大量的寶貴的實驗數據，建立了礦井密閉空間人體生存參數的相關理論體系，為救生艙和避難硐室的設計提供了理論依據和數據支持。

“可以說，這個模擬艙是之后的救生艙成品的雛形。我們根據前期的理論分析和一些簡單的基礎實驗設計、制造了它，之后在模擬艙內進行了大量的實驗，對內部各個設備進行不斷修改，才有了后來的救生艙”。避險中心博士后栗婧介紹道。

在對救生艙生命保障技術進行研究的基礎上，中心工作人員將技術進行拓展延伸，研發(fā)了可容納100人生存96小時的避難硐室及其相關裝備。避險中心工作人員先后完成了避難硐室密閉性研究、避難硐室外部防護的研究、內部供氧系統(tǒng)的研究及有毒有害氣體在大空間中分布規(guī)律的研究等工作，形成了一套適合避難硐室的裝備和技術。為了提高避難硐室的可靠性，科研人員提出在有條件的硐室內部布置一個直達地面的鉆孔，通過鉆孔由地面對硐室內進行壓風、流食、動力、通訊的供給。災害情況下，只需將他們研發(fā)的應急救援車開至地面鉆孔位置，連接各趟管線即能實現鉆孔的供給功能?！霸诘刭|條件相對較好，避難硐室距離地面垂直高度較小的礦井還可以考慮建立提升鉆孔，我們對帶提升鉆孔避難硐室的相關技術也進行了研究和論證，為礦工安全升井提供了新的通道，為礦工的生命安全提供可靠的保障?！崩罘棘|博士表示。

在成功研發(fā)了救生艙和避難硐室的基礎上，研究人員對緊急避險技術進行了拓展，從避難硐室的支護、結構及穩(wěn)定性分析、鉆孔支持的生命保障系統(tǒng)研發(fā)、大空間多人數避難硐室環(huán)境控制及生命保障技術研究、提升鉆孔避難硐室的研究、基于避難硐室的礦井避災路線及應急預案的研究、礦井應急救援指揮系統(tǒng)、礦井緊急避險系統(tǒng)安全可靠性評價等不同領域和方向進行了研究，還建立了礦井緊急避險系統(tǒng)的理論體系。避險中心避難硐室專題組負責人李芳瑋博士介紹說：“在相關救援裝備和技術研究的基礎上，全面建立礦井緊急避險系統(tǒng)是必要的，礦工的生命是無價的，即使多救活一個人，我們的工作也是有意義的。所以，緊急避險系統(tǒng)在構建避難硐室配備救生艙的基礎上，合理制定逃生的避災路線和應急預案，建立覆蓋全礦井的安全防護體系，在事故發(fā)生后延續(xù)礦工的生命為救援工作爭取寶貴的時間?！?/p>

求真務實，真人載人實驗

一份耕耘一份收獲，經過避險中心工作人員夜以繼日的努力，研制出了我國第一臺可移動式救生艙，并通過國家安標中心的檢測，成為我國第一臺獲得安標的救生艙，“礦用可移動式救生艙”科技成果技術鑒定達到國際領先水平，順利通過國家科技部的驗收。同時，科研人員在常村礦N3采區(qū)建設了國內第一個永久避難硐室，獲得了相關監(jiān)管部門和同行的一致認可。

為了檢驗研發(fā)成果的可靠性，同時對救生艙、避難硐室從設計理念到內部各個系統(tǒng)的設計的合理性進行驗證，避險中心人員提出要進行一次8人96小時的救生艙載人實驗和80人48小時的避難硐室載人實驗。

從提出要進行實驗的想法后，礦井避險中心就積極與各單位進行溝通協(xié)商、制定實驗方案、編制應急預案，同時為保證實驗的成功及實驗過程的安全性，科研人員對救生艙和避難硐室進行調試檢查、進行了多項單體的準備實驗。經過半年的協(xié)調準備時間，避險中心于2011年4月進行了國內首次救生艙和避難硐室載人實驗并取得了圓滿的成功。CCTV等國內主流媒體對實驗全過程進行了跟蹤報道。針對實驗的結果，研究人員對相關數據進行分析和研究，發(fā)現了井下密閉空間人體生存指標與地面開放環(huán)境下的生存指標有很大的差異。在實驗中還發(fā)放了調查問卷，對人體舒適度、溫濕度對人體生理指標的影響、環(huán)境變化對避險人員心理的影響等問題也進行了研究。

實驗獲得了大量寶貴的基礎數據，為國家進一步制定相關政策提供了數據支持，同時也為避難硐室配套技術和裝備的改進提供了理論基礎。

2012年2月，課題組又在大屯孔莊煤礦進行了100人48小時永久避難硐室載人實驗，這是國內首次由化學氧參與供氧的避難硐室載人實驗，為避難硐室氧氣供給與保障提供了新的思路和技術。李芳瑋博士介紹，“兩次載人實驗分別對不同的關鍵技術問題進行了測試和驗證，實驗前期也進行了充分的準備并制定了應急預案，確保了參與實驗人員的安全。實驗人員在過程中的生理指標一切正常，實驗證明了避難硐室設計的合理性和可靠性，同時還取得了不少寶貴而又真實的數據，對我們以后的進一步工作有著重要的意義”。

成果轉化，積極服務全行業(yè)

為改善我國的煤礦生產安全形勢，減少災害造成的人員傷亡，國家對以救生艙、避難硐室為核心的緊急避險系統(tǒng)從政策上進行了強制的建設規(guī)定。根據國家安監(jiān)局、煤監(jiān)局的相關要求，所有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井，中央企業(yè)所屬煤礦和國有重點煤礦中的搞瓦斯、開采容易自燃煤層的礦井，2012年6月底前要完成緊急避險系統(tǒng)的建設完善工作，其余煤礦2013年6月底前要完成緊急避險系統(tǒng)的建設完善工作。

對各煤礦企業(yè)來說，緊急避險系統(tǒng)比較陌生，亦缺乏相關的建設經驗，可以說國家的要求是時間緊，任務重。為積極相應國家的號召，同時解決各煤炭企業(yè)的緊急避險系統(tǒng)的建設問題，切實改善煤礦安全生產狀況，避險中心科研人員受全國各地的煤炭企業(yè)的邀請，開始承擔起負責各礦緊急避險系統(tǒng)的設計和建設指導任務。

同時，為了進一步推進全國緊急避險系統(tǒng)的建設，避險中心積極與企業(yè)進行合作，將研究成果和技術共享，培育出一批從事救生艙和避難硐室設計、配套設備加工制造、建設施工的企業(yè)，為緊急避險系統(tǒng)配套裝備的產業(yè)化發(fā)展做出了一定的貢獻。

避險中心的研究人員提出在礦井建設過程中需要把緊急避險系統(tǒng)的建設考慮進去，避免重復投入，將緊急避險系統(tǒng)納入礦井安全管理體系，從災害的控制、預防到災變時期的避險與救援統(tǒng)籌規(guī)劃，實現全面的礦井安全防護體系，為礦工的生命安全提供可靠的保障。

立足當下，布局未來

經過一年多的研究與建設，國內的各大煤炭企業(yè)對緊急避險系統(tǒng)已經有了一定程度的了解，部分企業(yè)也有了自己的建設示范礦井，同時還存在著一批從事緊急避險系統(tǒng)建設工作和配套設備設計制造的企業(yè)，國內緊急避險系統(tǒng)的建設工作已經能夠穩(wěn)步推進，但仍然有很多關鍵的技術問題亟待解決。

通過救生艙和避難硐室的研究，避險中心建立了由“救生艙-避難硐室-過渡站-應急救援指揮系統(tǒng)-避災路線-應急預案”組成的全面安全防護體系。在未來的研究中，避險中心還要在安全行為心理、防水型緊急避險設施、非煤礦山緊急避險、基于物聯(lián)網的緊急避險系統(tǒng)等相關領域開展研究。“礦山安全監(jiān)測與緊急避險一體化信息平臺研發(fā)”項目已經受到國家“十二五”科技支撐計劃項目的支持。李芳瑋博士最后說道：“緊急避險技術的研究是一個從無到有，逐漸推進，逐步完善的過程，我們從事的是相關領域的基礎性研究工作，在相關技術的研發(fā)和應用的過程中，我們也發(fā)現了一些技術問題，在今后的研究中我們依然會不斷地努力，為保障礦工的生命安全、為全面建立礦井安全防護體系進行深入的探索”。