“隨著開(kāi)采深度增加，瓦斯等災(zāi)害的隱蔽性和突發(fā)性顯著增強(qiáng)，如何提升災(zāi)害探測(cè)的精準(zhǔn)性和時(shí)效性面臨巨大挑戰(zhàn)。”28日，在河南兩會(huì)期間，全國(guó)人大代表、河南理工大學(xué)副校長(zhǎng)金雙根接受采訪表示，亟需構(gòu)建災(zāi)害精準(zhǔn)探測(cè)技術(shù)體系，推動(dòng)安全治理即時(shí)透視和高效智能。

金雙根表示，河南理工大學(xué)研發(fā)的快速測(cè)定裝備，可將傳統(tǒng)需21天的瓦斯壓力測(cè)定縮短至1天內(nèi)，瓦斯含量測(cè)定從8小時(shí)壓縮至30分鐘，其測(cè)定方式相當(dāng)于為煤礦做了一次瓦斯專項(xiàng)“CT掃描”。

瓦斯常被人們稱作“地下猛虎”，長(zhǎng)期以來(lái)，煤礦瓦斯測(cè)定依賴井下打鉆、封孔與漫長(zhǎng)等待，效率低下。2025年，中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究數(shù)據(jù)顯示，自2006年以來(lái)重特大瓦斯事故起數(shù)和遇難人數(shù)占比高達(dá)52.5%和60.5%，煤礦生產(chǎn)過(guò)程中瓦斯與CO超限事故頻發(fā)，已成為制約安全生產(chǎn)的重大隱患。

“瓦斯的來(lái)源、賦存與運(yùn)移，是煤礦瓦斯防治的首要問(wèn)題。”河南理工大學(xué)副校長(zhǎng)、該實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任魏建平說(shuō)，要像醫(yī)生給患者做CT一樣，獲取瓦斯賦存構(gòu)造等核心數(shù)據(jù)。

在河南理工大學(xué)煤礦瓦斯災(zāi)害防治應(yīng)急管理部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)模擬地層溫度、地應(yīng)力及瓦斯損失量，使煤樣快速恢復(fù)至地下原始狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)瓦斯壓力的快速精準(zhǔn)測(cè)定。中國(guó)工程院院士、該實(shí)驗(yàn)室主任張鐵崗介紹，利用煤樣暴露后第一分鐘的瓦斯解吸量，可推算其總含量，大幅縮短了測(cè)定時(shí)間。

近年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)深入河南焦作、平頂山等礦區(qū)，通過(guò)對(duì)海量地質(zhì)數(shù)據(jù)的深度挖掘分析，創(chuàng)新提出“瓦斯賦存構(gòu)造逐級(jí)控制理論”，繪制出“瓦斯地質(zhì)圖”，實(shí)現(xiàn)煤層瓦斯風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)精準(zhǔn)刻畫(huà)，為不同礦區(qū)定制出瓦斯治理路線。

鑒于瓦斯致災(zāi)因素的不明晰性和隨機(jī)性，礦井安全管理常處于被動(dòng)狀態(tài)。河南理工大學(xué)主導(dǎo)編制《煤礦礦井瓦斯地質(zhì)圖編制方法》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)瓦斯治理從經(jīng)驗(yàn)判斷轉(zhuǎn)向分區(qū)精準(zhǔn)防治。實(shí)驗(yàn)室副主任潘榮錕稱，該標(biāo)準(zhǔn)可在共建“一帶一路”國(guó)家中推廣應(yīng)用，“這里許多國(guó)家都是重要產(chǎn)煤國(guó)，普遍面臨著地質(zhì)條件復(fù)雜、瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重，但安全生產(chǎn)技術(shù)和管理相對(duì)落后的困境”。

瓦斯是第二大溫室氣體，公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)煤礦排放量超290億m3/年。針對(duì)瓦斯抽采密封難題，該校研發(fā)“胎囊式”封孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)了封孔器的重復(fù)使用和密封性能提升。已應(yīng)用礦井反饋顯示，其平均抽采濃度提高約33%，節(jié)省半數(shù)封孔人力。其中，“胎囊式可復(fù)用封孔裝置”等產(chǎn)品應(yīng)用，可減少瓦斯氣體排放，對(duì)煤炭行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型具有積極作用。

張鐵崗表示，隨著煤礦開(kāi)采向深部推進(jìn)，相關(guān)技術(shù)仍在持續(xù)迭代，高地應(yīng)力與瓦斯突出耦合等新課題，已成為團(tuán)隊(duì)下一步攻關(guān)方向。