矿山灾害学的研究模式、特征与方法

矿山灾害学的研究模式 特征与方矿山灾害学的研究模式 特征与方 法法 1 引引 言言 当前矿山灾害及其防治理论的研究现状决定了矿山灾害学 的形成 据国家安全科学技术研究中心统计 全国工矿企业 2002 年 1 9 月份共发生各类伤亡事故 9781 起 死亡 1 525 人 其中煤矿企业 2 745 起 死亡 4661 人 一次死亡 10 人以上特 大事故 50 起 死亡 1 050 人 非煤矿山企业 1173 起 死亡 1 495 人 一次死亡 10 人以上特 大事故 2 起 死亡 49 人 另据文献 4 显示 我国井下开采 的煤矿 百万吨死亡率是先进国家的几倍到十几倍 我国煤矿 平均每小时死亡 1 05 人 平均每天发生一起死亡 3 人以上的 事故 每年死亡人数是世界各国煤矿死亡人数的 4 倍 每年因 工伤事故和矿山尘肺病的直接经济损失就达 85 亿元 远远超出 了自然灾害所造成的经济损失 因此 积极致力于矿山灾害学 的研究 意义十分重大 2 矿山灾害学的研究模式矿山灾害学的研究模式 矿山灾害学的研究对象就是矿山灾害 矿山按矿产种类可 分为 煤矿 冶金矿 含铁矿 锰矿 萤石矿 黄金矿 有色金 属矿 铜矿 铅锌矿 锡矿 钨矿 钼矿和铝镁矿 化工原料矿 硫矿 磷矿 核工业矿 铀 钍核能源矿 以及建材矿 采石场 石棉矿 和轻工矿 岩盐矿 高岭士矿 粘士等陶瓷原料矿 等 根据灾害学原理并参照国家标准 gb 丁 13745 1992 学 科分类与代码 矿山灾害学的研究应是多层次和综合性的 它包括 矿山灾害成因动力学 矿山灾害运动学 矿山灾害预 测学及矿山灾害防治对策学等 4 个方面的内容 其中 矿山灾 害成因动力学主要研究矿山灾害形成过程 动力来源 作用机 理 破坏方式等 矿山灾害运动学则侧重研究矿山灾害发生后 的各种表现形式 它的研究有助于提高对各种矿山灾害的破坏 与扩散程度的认识 并为矿山灾害现象的具体研究提供依据 如对矿井瓦斯爆炸事故 就必须要研究煤与瓦斯突出 爆炸的 机理以及事故后的污染方式 途径以及传播速度等 这将有助 于制订合理的防治对策 如果对矿山灾害的运动过程缺乏认识 就难以对矿山灾害发生后各种次生灾害 如煤与瓦斯突出后 引 起瓦斯 煤尘爆炸等 作出准确估计 以至于形成决策上的失误 从而使矿一灾害危害扩大化 矿山灾害预测学和防治对策学则 主要是针对不同的矿山灾害类型 依据其特点进行预测及对策 研究 根据科学学原理 矿山灾害学的工程技术研究模式主要有 矿山安全学 矿山灾害防治工程学 如煤与瓦斯突出防治 矿 尘防治 矿井火灾防治 矿山通风工程及矿山压力支护与顶板 管理等 矿山灾害学的技术科学研究模式主要有矿山灾害教育 学 矿山灾害心理学 矿山灾害法学 矿山灾害经济学及矿山 灾害管理学等 矿山灾害学的基础理论科学则是矿山灾害数学 矿山灾害物理 矿山灾害化学 矿山灾害毒理学及矿山灾害哲 学 3 矿山灾害学的研究特征矿山灾害学的研究特征 3 1 学科交叉与综合研究特征 矿山灾害主要包括矿震 矿尘 地面沉陷 地裂缝 矿井 冒顶 突水 底鼓 煤层自燃 瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出等种 类 每一种灾害理论及防治技术都需要众多自然科学和社会科 学的支持 跨学科的交叉与综合性特征十分明显 每一种矿山 灾害防治技术都受到至少 10 门以上其他学科的理论和技术的支 撑 如煤与瓦斯突出防治理论和技术的研究 就涉及数学 物 理学 工程物理学 采矿学 地质学 水文地质学 工程地质 学 气体动力学 热力学 工程材料学 管理工程学和法学等 学科 此外 近代科学技术和理论的迅速发展 诸如电子计算机 技术 系统论 控制论 信息论 模糊数学 耗散结构论 协 同学 突变理论 以及模拟实验和仿真手段等 也为矿山灾害 学的研究 提供了极为重要的支撑条件 3 2 生态环境研究特征 矿业作为基础产业 在我国国民经济与社会发展中具有极 其重要的地位 但长期以来 由于在矿产资源的开发利用中忽 视环境保护 我国矿山企业在生产 建设 经营活动中 因其 产生的环境侵害行为而导致的环境污染和破坏问题也日益突出 例如 粗放式的资源开发导致资源的巨大浪费 资源的无 序开发造成植被 生态破坏 导致水土流失 采 选 冶技 术的相对落后 造成环境污染 外部环境经济效益未能纳入 企业内部成本核算体系 因而缺少资金投入进行矿区生态环境 的修复再造 因此 在矿山灾害学的研究体系中 其显著特征 之一就是研究如何有效遏制矿业环境侵害 以实现矿区环境扰 动最小化和矿产资源开发最优化 3 3 社会参与研究特征 矿山灾害及其生态环境的破坏与社会的发展有着千丝万缕 的联系 灾害是不依人的意志为转移的 不期而至 是灾害最 为显著的特征 矿山灾害与其他灾害一样 都会对社会的进步 和发展产生直接影响 不断地对社会的安全和秩序进行持续的 侵害和搔扰 最终迫使社会公众及管理者不得不参与或干预 具体来说 矿山灾害防治的社会参与特征表现为积极主动地采 取应变对策 成立相应的组织机构进行管理 包括行政管理和 政策 立法 宣传 协同研究 社会保险和投资保障等 3 4 安全教育研究特征 矿山灾害学的安全教育特征主要表现在灾害认识观 经济 观 伦理观 矿山安全法制观和行为观以及应急救援和自护逃 生技能等矿山灾害防治意识和减灾避难方法上 其中 灾害认 识观是对矿山生产与矿山安全和谐关系的基本认知 灾害经济 观是对矿山灾害的理性思考和对矿山安全价值的理性判断 灾 害伦理观是建立一种新的伦理道德规范来调节矿山生产作业者 与矿山安全之间的矛盾 安全法制观是以社会法律规范的强制 形式来调节人们在发展矿山经济和保障矿山生产安全作业过程 中的种种具体矛盾 安全行为观是矿山安全保障中最具能动性 的意识 应急救援和自护逃生是灾后使灾区及社会的生命和财 产损失减少到最低程度的有效方法 无论在矿区或者对公众社 会 上述内容都应进行普及教育和广泛宣传 组织机构 经费 支持和教育培训制度化是矿山安全教育落实的重要环节 3 5 工程科学研究特征 矿山灾害学理论研究在于实践和应用 其最终目的是减少 矿山灾害的发生 降低矿山灾害事故的危害 理论只有与矿山 灾害防治工程紧密结合 矿山灾害学的研究才会有生命力 实 际上 对于各类矿山灾害的认识和防治 首先是从矿山工程概 念开始 而对矿山灾害的有效防治 也最终表现为矿山工程技 术的实际发展水平 在一定经济条件下 矿山工程的技术水平 也充分代表了矿山灾害学的研究水平 就目前研究而言 矿山灾害学是一门综合性强并需不断扩 充的矿山安全减灾科学 因为任何一门学科从发展到成熟 都 必须经历一个强大的理论基础和技术经验的积累升华过程 尤 其涉及到矿山灾害内在机理 预测预报和综合防治技术等领域 从理论到实践 存在着相当多的难题 因此 足够庞大的矿山 灾害学工程理论的研究 仍然在相当长时间内 是矿山灾害学 科学建设的重要任务 4 矿山灾害学的研究方法矿山灾害学的研究方法 4 1 灾害理论研究与其防治技术紧密结合 矿山灾害学研究的最终目的是减少矿山灾害的发生 降低 矿山灾害事故的危害 只有与矿山灾害防治对策与方法紧密结 合 灾害学才会更有生命力 在矿山灾害学的研究中 要重视 矿山灾害对社会经济综合影响的研究和防灾减灾效益的研究 只有将矿山灾害防治的经济效益研究清楚 才能为矿山灾害防 治的决策者服务 从而使矿山灾害学的研究成果迅速转化和推 广 变为生产力 保护大众及社会的安全 为矿山开采的经济 发展服务 4 2 逻辑辩证与历史唯物相统一 纵观矿业开发史 也就是一部人类与矿山灾害作斗争的历 史 因此 矿山灾害学的研究 应当按照矿山灾害防治理论的 发展进程 逻辑 和人类认识矿山灾害的历史过程 历史 相一致的 原则 采用逻辑辩证与历史唯物相统一法 进行矿山灾害学理 论体系的研究 矿山灾害学不能缺少矿山灾害史学及矿山灾害 哲学 4 3 加强国际协作与学术交流 灾害科学没有国界 只有进行广泛的国际协作与学术交流 才能更好地掌握矿山灾害的灾变机理及其防治对策 此外 在 矿山灾害学研究的协作过程中 intemet 网络技术也将给研究工 作带来极大的推动和促进作用 4 4 坚持系统观和综合法 过去 矿山灾害研究多局限于单个矿井 单个灾害种类 单个侧面的研究 局限于具体灾害事件的研究 即进行孤立的 研究 其研究结果应用有限 很难进行实质性的大规模推广与 应用 因此 矿山灾害学的研究 应当运用系统科学的分析观 点 从有限 分散的矿山灾害理论研究和实践中 进行综合 提练 向综合化和系统化方面发展 即大力开展对多矿区 多 矿种 多种矿山灾害的总体综合研究 使之真正做到 安全减灾 综合防治 4 5 推进矿山灾害 的非线性研究 受历史发展的局限 过去在定量分析矿井灾害系统运动规 律时 通常是将非线性关系简化为线性关系 由于非线性系统 与对应的线性化系统的动力拓扑结构不一定同胚 因此 这种 简化所得的结果不能充分说明矿山灾害系统的真实规律 实际 上 矿山灾害现象的孕育 发生和发展 与构成灾害的各要素 及其环境之间的非线性相互作用所产生的分叉 突变 混沌 孤立子 分形 自组织和失稳等非线性现象有着密切关系 因 此 从非线性科学角度 对矿山灾害的运动规律进行研究 即 可比较全面正确地认识矿山灾害系统运动的真实规律 借助于 当代计算机技术 可大力推动矿山灾害系统的非线性动态研究 并取得成果 5 结结 论论 1 矿山灾害学来源于矿山灾害防治理论与防治技术研究的 长期实践 它既属于新型的交叉科学 又属于工程应用科学 它是一门矿山安全减灾的系统科学 矿山灾害防治技术水平的 提高 有赖于矿山灾害学科学理论的指导 取决于在矿山生产 系统中对 人一资源一环境一安全一减灾一社会一经济 交叉融 合关系的科学系统研究 2 矿山灾害学的研究特征遵循安全工程学 减灾工程学的 研究特征 但是它的研究更侧重于矿山灾害成因 灾害加剧过程 矿山灾害防治管理决策的研究 因此 矿山灾害学及其体系内 涵的研究 不仅仅是社会学家 经济学家 地矿学家 安全