压风自救系统在井下火灾中的作用规律与应用研究

压风自救系统在井下火灾中的作用规律与应用研究

李坤于2011年进入安全工程专业研究领域，成为中国安全科学院的年轻科研人员。在过去的三年里，他完成了制定和研究金属和非金属地下采矿安全标准“六大系统”的重要项目，完成了10多个安全技术“六大系统”的项目和建设，以及20多个安全技术“六大系统”的项目和建设阶段。李坤,1982年出生,高级工程师,2011年进入中国安全生产科学研究院(以下简称“中国安科院”)博士后工作站和中国矿业大学资源与安全工程学院博士后流动站,2013年3月博士后出站后,正式进入中国安科院矿山安全研究所(以下简称“矿山所”)工作。他参与研究了依托国家安全监管总局和中国安科院的金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”标准制定及研究项目,开展了博士后研究工作《压风自救系统在井下火灾中的作用规律与应用研究》。他的科研项目荣获中国职业安全健康协会科学技术奖一等奖1项,中国煤炭工业科学技术二等奖1项。2014年被中国安全生产协会评为“安全生产优秀青年专家”。入中国安科院工作,我的信心是我所引本刊记者联系了几次李坤,他都在外地出差,等终于见到他的时候,他也是刚刚出差回来——清瘦的脸上掩不住疲倦。从2001年开始大学本科学习,一直到博士,他学的都是热能工程专业,和安全工程专业差别很大。俗话说:“隔行如隔山”,李坤为什么会在博士后出站工作时突然转向了安全工程方向呢?“我在博士学习期间参与研究了一个国家‘十一五’课题,主要研究煤矿的次生灾害,这其中就涉及了通风系统的问题,和我所学的热能工程专业有一定的交叉。同时,由于该课题和中国矿业大学、煤炭科学研究总院、煤炭科学研究总院重庆研究院进行了多次合作,使我有机会向这些科研院所的专家请教了很多问题,并从那个时候开始接触到了安全生产的一些理念。通过这一经历,我感觉目前在我们国家各个行业中,安全生产都是最重要的问题,是一个非常值得我们花大力气去做的事业。”李坤说,进入中国安科院工作是他人生路上的一个转折点。如今看来,他一点也不后悔自己当初做出的选择。李坤于2011年1月获授清华大学工学博士学位,并于当年3月份进入中国安科院博士后工作站和中国矿业大学资源与安全工程学院博士后流动站,师从何学秋教授和李成武教授。矿山所所长王云海说:“李坤博士论文答辩时,我们当时的党委书记何学秋去当评委。他认为这个小伙子不错,就推荐了过来。那时正赶上国家安全监管总局在开展‘六大系统’标准制定的研究项目,李坤刚一来就挑起了起草标准的重担。”说到初入中国安科院工作时的心情,李坤感慨地说:“当时心中有忐忑,毕竟从一个专业到另外一个专业,跨度非常大。能在这里顺利地找到自己的位置,第一个要感谢的人是何学秋书记,也是我博士后的导师;第二个要感谢的人是王云海所长。他们是介绍我入门的人,前者把我带入了安全生产研究领域,给我介绍了一些能够发挥自己特长的研究方向,让我觉得有了目标,让我有信心潜入安全生产研究中去。后者则在我刚刚跨入新的领域之时,给予了我极大的信任,将一些重要的工作交给我,让我尽快地进入角色,学习到更多新的东西,让我感觉到自己在这一领域中能够发挥一些作用,坚定了我继续做好安全生产科研的决心。”问题的提出和对标准的制定王云海评价说:“李坤来到中国安科院工作之后,虽然不是从事自己的本专业研究,但是他这个人很爱‘钻’,一旦遇到了挑战就一头扎下去钻研,像海绵吸水一样吸收着新知识,因此进入状态非常快。他在中国安科院的工作是从标准起草开始的,负责了安全避险‘六大系统’建设中的《金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范》等6项行业标准的起草工作。这需要对矿山的实际情况非常了解——只有对矿山真正的安全需求和存在的问题有一个比较准确的把握,才能让它们在标准中有所体现。因此,他在短短几个月的时间里不仅查阅了大量的资料,还多次下到各地的矿山去实地考察,标准起草完成后他就成了这一领域的专家了。”从2011年3月李坤进入中国安科院参与到标准的起草工作中去,到当年7月标准制定完成,短短4个月的时间,国家安全监管总局就召开了数次征求意见会、专家论证会。由于时间紧迫,经常需要起草人员加班加点进行修改。“那段时间,晚上12点之前都没睡过觉。”李坤说,“当时感觉压力很大,也遇到过很大的困难。”一次,在对人员定位系统的基站布置方案的讨论中,大家争执不下,仅能在进出巷道布置基站达成共识。但是那个时候李坤已经看了大量的矿山图纸,并且多次下井,对井下大量的分叉巷道感受比较深刻。他认为不仅仅要在进出巷道布置基站,还要在重要的分叉巷道布置基站。“因为人员定位系统主要的宗旨就是区域定位,如果数量众多的分叉巷道无法定位的话,就无法确定人在哪个区域。”这一建议提出来之后,经过专家组的讨论,国家安全监管总局和中国安科院的领导们也认为这个意见提得非常准确,最终在标准中予以采纳。这让初出茅庐的李坤很受鼓舞。安全避险“六大系统”建设标准在2011年7月正式发布,要求全国在2013年6月之前完成“六大系统”的建设。“虽然标准有了要求,但是很多矿山企业仍然不知道怎么建,比如具体各个设备如何布置等等,在标准中是没有涉及的。”中国黄金集团下属的湖北三鑫金铜股份有限公司(以下简称“湖北三鑫”)第一个找到中国安科院,聘请院里的专家帮助他们进行安全避险“六大系统”的设计工作。矿山所副所长谢旭阳担任总负责人,李坤作为标准的起草人之一,具体负责设计工作。设计方案出来之后,不仅顺利通过了评审验收,中国黄金集团公司还由此确立了两个原则:一是集团公司下属矿山安全避险“六大系统”的设计都要以这个方案为模板来做;二是设计出来的方案都需要由中国安科院矿山所的专家们进行审核把关。谢旭阳说:“李坤这个人很较真儿,给矿山企业做施工设计,技术方案不完善、不成熟的时候,他绝对不轻易开始干。矿山企业的领导还误解了,以为我们效率不高呢。但结果是,我们做的设计最后都成为了模板——这就是搞科研的人,很严谨。”在此之后,李坤先后完成了中国黄金集团、中国五矿集团、马钢集团等10多家矿山企业安全避险“六大系统”的设计和施工建设,完成总合同额3000多万元,并多次受邀担任中国黄金集团的专家组成员和组长,完成对中国黄金集团下属20多家矿山安全避险“六大系统”设计评审和建设验收工作。由他所设计的安全避险“六大系统”建设方案均能够顺利通过评审,得到了众多矿山企业的好评:“中国安科院设计出来的就是免检产品!”实践应用基础在标准起草的过程中,细心的李坤就发现了安全避险“六大系统”在实际应用中可能会遇到一些问题。“比如压风自救系统,不同环境、不同的设计起到的效果也是不同的。井下发生火灾时,一个压风出风口如果设计合理能救两三个人,设计不合理就只能救一个人。”这一问题恰与李坤本专业研究的内容密切相关,因此设计出合理的压风自救系统成为了李坤的重点研究方向。“当初给湖北三鑫设计的时候,压风出风口是弯曲型的,但是在后来的研究分析中发现,弯曲型的压风出风口排出的新鲜空气的覆盖范围非常有限,而直管型压风出风口的覆盖范围更广。”这一推断通过模拟实验得到了证实,因此在后来负责的马钢集团的安全避险“六大系统”建设时,李坤就把这部分研究成果应用到了设计中。经过实际应用检验,发现效果非常好。在马钢集团安全避险“六大系统”建成之后,对方领导连连称赞:“这就是‘国家队’的水平!”2012-2013年,同时负责多个重点项目的李坤,每年有200多天都出差在外。王云海告诉记者:“由于经常出差,他的婚期也一拖再拖。2013年,他的孩子刚出生,又赶上马钢集团的项目正忙,他回来看了一眼孩子就又扑到了项目上。”但用李坤的话说:“虽然很累,但是确实学到了很多东西,能让自己更快地成长起来。”说起从事了几年安全生产科研工作的感受,李坤说:“通过这几年的研究,我发现安全生产行业科研仍然有很大的空间去挖掘。现在我们研究的一些项目,关注点在应用阶段,但是只解决了表象的症结,深层次的问题并没有从根源上加以解决,‘治标不治本’。”他目前最为关注的,是金属非金属矿山中炮烟使人中毒窒息的问题。李坤认为应当从抑制炮烟的形成、通过通风系