3孙继平--煤矿重特大事故应急救援技术及装备.pdf

第 ４５ 卷第 １ 期煤 炭 科 学 技 术Ｖｏｌ􀆱 ４５ Ｎｏ􀆱 １ ２０１７ 年１ 月Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊａｎ􀆱２０１７ 机电与自动化 煤矿重特大事故应急救援技术及装备 孙继平，钱晓红 （中国矿业大学（北京），北京 １０００８３） 摘 要分析总结了煤矿事故应急救援技术现状，即煤矿事故发现和报警主要由人工完成，无便携式 抗灾变应急通信装备，无遇险（难）人员定位系统，灾区远距离侦测主要采用高压气体发射探测球，应 急预案针对性和实用性差，事故应急救援决策主要依靠经验，灾后风流调控通过主通风机反风，井下 逃生通道构建主要靠人工等。 提出了融合水源、水位、水质、隔水层和透水通道等多元信息的水灾事 故自动发现和报警方法，融合温度、烟雾、气体等多元信息的火灾事故自动发现和报警方法，融合热、 力、气等多元信息的瓦斯煤尘爆炸事故自动发现和报警方法。 提出了抗灾变应急通信，遇险（难）人 员定位，搜救机器人，灾区气体远距离遥测，基于大数据的应急预案和应急救援辅助决策，逃生通道机 械化构建等方法。 关键词煤矿事故；应急救援；灾害感知；应急通信；人员定位；灾区侦测 中图分类号ＴＤ６７ 文献标志码Ａ 文章编号０２５３－２３３６（２０１７）０１－０１１２－０５ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｉｎｅ ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ，Ｑｉａｎ Ｘｉａｏｈｏｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ． Ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ａｌａｒｍｉｎｇ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｍａｎｕａｌｌｙ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｔｈｅ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｆｕｇｅ （ｄｉｓｔｒｅｓｓｅｄ） ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ａ ｂｕｌｂ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｌａｕｎｃｈｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｇａｓ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｒｅａ． Ｔｈｅ ｐｅｒｔｉｎｅｎｃｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｐｌａｎ ｗａｓ ｐｏｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｅ⁃ ｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｅｐｅｎｄｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ． Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｏｃｃｕｒｒｅｄ，ｔｈｅ ｍｉｎｅ ａｉｒ ｆｌｏｗ ｗａｓ ａｄｊｕｓｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｓｃａｐｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｍａｉｎｌｙ ｓｅｔ ｕｐ ｍａｎｕａｌｌｙ ａｎｄ ｏｔｈｅｒｓ． Ｔｈｅ ａｕｔｏ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ａｌａｒｍ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｉｎｅ ｗａｔｅｒ ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｗｅｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ，ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ，ｗａ⁃ ｔｅｒ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｌａｙｅｒ，ｗａｔｅｒ ｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｕｌｔｉ ｅｌｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ａｕｔｏ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ａｌａｒｍ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｆｉｒｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｗａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｍｏｋｅ，ｇａｓ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ ｅｌｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ａｕｔｏ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ａｌａｒｍ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｇａｓ ａｎｄ ｃｏａｌ ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｗａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｈｅａｔ，ｆｏｒｃｅ，ｇａｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｕｌｔｉ ｅｌｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ａｎ ａｎｔｉ－ｄｉｓａｓｔｅｒ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｒｅｆｕｇｅｓ （ｄｉｓｔｒｅｓｓ） ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｒｅｓｃｕｅ ｒｏｂｏｔ，ｒｅｍｏｔｅ ｔｅｌｅｍｅｔｅｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓ⁃ ａｓｔｅｒ ａｒｅａ ｗｅｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｉｇ ｄａｔａ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｐｌａｎ ａｎｄ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ，ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｓ⁃ ｃａｐｅ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓｍｉｎｅ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ； ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ； ｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ； ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ； ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ； ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｒｅａ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ 收稿日期２０１６－１０－２９；责任编辑赵 瑞 ＤＯＩ１０．１３１９９／ ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｓｔ．２０１７．０１．０１９ 基金项目国家重点研发计划资助项目（２０１６ＹＦＣ０８０１８００） 作者简介孙继平（１９５８），男，山西翼城人，教授，博士，博士生导师，现任中国矿业大学（北京）副校长。 Ｅ－ｍａｉｌｓｊｐ＠ ｃｕｍｔｂ􀆱 ｅｄｕ􀆱 ｃｎ 引用格式孙继平，钱晓红．煤矿重特大事故应急救援技术及装备［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１７，４５（１）１１２－１１６，１５３． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ，Ｑｉａｎ Ｘｉａｏｈｏｎｇ．Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｉｎｅ ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７， ４５（１）１１２－１１６，１５３． ２１１ 孙继平等煤矿重特大事故应急救援技术及装备２０１７ 年第 １ 期 ０ 引 言 我国煤矿重特大事故死亡人数中，瓦斯事故占 ６６􀆱 ５％，其次是水灾、火灾、提升等事故［１］。 事故调 查结果表明，矿井火灾、瓦斯煤尘爆炸等事故，由于 创伤和烧伤造成人员死亡人数不足 ２０％，一氧化碳 中毒窒息死亡人数达 ８０％多。 一氧化碳浓度越高、 持续时间越长，对人体伤害越重，直至死亡。 因此， 快速有效的应急救援，将能挽救他们的生命。 ２００７ 年 １２ 月 ５ 日 ２３ 时 ７ 分，山西洪洞瑞之源 煤矿井下发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成多人死 亡。 笔者作为国务院事故调查专家组组长，参加了 本次事故调查。 事故调查结果表明，爆源位于 ９ 号 煤层 ４０ ｍ 掘采工作面。 爆源附近的 ２４ 名作业人员 发现事故后，及时逃生。 而远离爆源的人员，因没有 及时得到事故逃生通知，一氧化碳中毒死亡。 这表 明，及时发现事故并快速响应，可避免大量人员 伤亡。 因此，研发灾害感知、应急通信、遇险（难）人员 精确定位、灾区远距离侦测、灾后风流控制、逃生通 道快速构建、智能应急预案和辅助决策等应急救援 技术及装备，具有重要的理论意义和实用价值。 １ 国内外现状 中国、美国、澳大利亚等主要产煤国都十分重视 煤矿事故应急救援技术及装备研发和应用，减少了 事故人员伤亡和财产损失，但仍难以满足煤矿事故 应急救援的需求［２－８］。 １）灾害感知方面。 现有各种安全监测监控技 术、装备和系统，主要监测甲烷、一氧化碳、二氧化 碳、氧气、烟雾、温度、风速、风压、风向、水位、水质 等，不能辨识和感知瓦斯煤尘爆炸、火灾和水灾等。 目前，煤矿事故发现和报警，主要由人工完成，存在 发现晚、上报时间长、响应慢等问题，应急救援响应 时间长，这将错过最佳黄金救援时间。 特别当事故 现场人员全部遇难，矿方将不能及时发现事故。 ２）应急通信方面。 透地通信系统具有抗灾变 能力强的优点，但存在着传输带宽窄、发射设备和发 射天线体积大等问题，一般用于避难硐室或地面向 井下单向通信。 矿用有线调度系统可兼做应急通信 系统，是迄今为止最经济有效的矿井应急通信系统， 但通信终端为固定电话、不便携，抗灾变能力差，如 果发生瓦斯爆炸、火灾、顶板冒落等事故，将会造成 通信线缆断缆和通信终端损坏等。 矿用移动通信系 统（包括感应、漏泄、ＰＨＳ、ＷＩＦＩ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ 等）井下 基站等需井下供电，当发生瓦斯超限，或瓦斯爆炸、 火灾、水灾、顶板冒落等事故，井下电网停电后，系统 将无法正常工作（备用电源维持正常工作时间一般 为 ２ ｈ）。 矿用救灾通信系统装备由救护队随身携 带，不能用于救护队员等没有到达的区域。 ３）遇险（难）人员定位方面。 现有矿井人员定 位系统分站和读卡器需井下供电，当发生瓦斯超限 或瓦斯爆炸、火灾、水灾、顶板冒落等事故，井下电网 停电后，系统将无法正常工作（备用电源维持正常 工作时间一般为 ２ ｈ），瓦斯爆炸等事故还会造成分 站损坏、信号线缆断缆，存在着抗灾变能力差、定位 精度低等问题，不能用于遇险（难）人员精确定位。 ４）灾区远距离侦测方面。 现有灾区远距离侦 测主要采用高压气体发射探测球的方法。 将 ＣＨ４、 Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２、温度等传感器和无线传输模块封装成 侦测球；侦测球通过高压气体发射装置发射；侦测球 检测到的 ＣＨ４、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２、温度等灾区环境参数， 通过无线电传输至终端（救护队员携带）。 该系统 存在着侦测距离近（不大于 ５０ ｍ）、侦测球碰撞巷道 顶板和巷帮后易损坏（虽然侦测球有防护措施）等 问题，特别是巷道坡度较大，侦测球落地后滚动，若 向回滚动，侦测距离近；向前滚动，无线通信距离不 够，无法将灾区侦测参数回传。 ５）应急预案和辅助决策方面。 目前，应急预案 针对性差、实用性差；事故应急救援决策主要依靠应 急救援经验，决策慢、决策难。 ６）灾后风流调控与逃生引导方面。 有效的灾 后风流控制是减少人员伤亡的有效措施。 目前，发 生火灾和瓦斯煤尘爆炸事故后，通过主要通风机反 风，不能及时有效控制灾后风流。 煤矿井下灾后逃 生引导主要是引导绳、标志和没有被破坏的广播通 信系统等。 ７）逃生通道构建方面。 目前，灾后逃生通道构 建主要有便携式破拆工具、便携式支撑工具和救援 钻机。 便携式破拆和支撑工具采用液压方式，具有 便于携带、无需其他动力、可用于狭小空间等优点， 但存在着构建速度慢、效率低、救护队员劳动强度 大、安全性差等问题。 救援钻机具有效率高的优点， 但需外部动力、作业空间大等。 因此，急需针对煤矿事故应急救援需求，进行灾 害感知、应急通信、遇险（难）人员精确定位、灾区远 ３１１ ２０１７ 年第 １ 期煤 炭 科 学 技 术第 ４５ 卷 距离侦测、灾后风流控制、逃生通道构建、智能应急 预案和辅助决策等应急救援技术及装备研究。 ２ 关键科学技术问题及主要研究内容 ２􀆱 １ 矿井水灾识别及时空演化模型 在矿井水灾发生机理研究的基础上，融合水源、 水位、水质、隔水层、透水通道等信息，研究水灾识别 方法；进而根据矿井巷道等环境信息，研究水灾的时 空演化模型，对水灾波及区域进行时空估计和预测 等；为水灾感知、应急预案、应急救援决策等提供 支撑。 ２􀆱 ２ 矿井火灾燃烧特性及烟流扩散规律 在矿井采空区和巷道等不同类型及不同环境火 灾燃烧特性研究的基础上，研究火灾识别和火灾源 分析方法；融合巷道、风流等信息研究火灾的演化规 律、烟流动态传播与扩散模型等；为火灾感知、应急 预案、应急救援决策等提供支撑。 ２􀆱 ３ 瓦斯煤尘爆炸传播演化规律及识别方法 在矿井瓦斯煤尘爆炸的热、力、气等多元信息融 合分析的基础上，研究瓦斯煤尘爆炸事故的快速识 别方法；在瓦斯煤尘爆炸多场耦合研究的基础上，研 究事故破坏效应评估方法和灾情演化模型；在灾情 演化研究的基础上，研究二次爆炸危险性判断方法 等；为瓦斯煤尘爆炸感知、应急预案、应急救援决策 等提供支撑。 ２􀆱 ４ 煤矿重大灾害感知技术和装备 在水灾、火灾和瓦斯煤尘爆炸识别模型研究的 基础上，研究 ３ 种重大灾害的快速感知和多元信息 融合技术，进而研发水灾、火灾和瓦斯煤尘爆炸感知 报警装置，为水灾、火灾和瓦斯煤尘爆炸事故的快速 发现和应急系统快速响应提供必要的技术和装备。 ２􀆱 ５ 智能应急预案及应急救援辅助决策技术和 系统 在水灾、火灾和瓦斯煤尘爆炸事故区域辨识、破 坏效应评估和波及范围预测模型和方法研究的基础 上，研发基于大数据的智能应急预案技术、应急预案 快速启动技术、应急救援辅助决策技术、事故模拟推 演技术等；研发智能应急预案系统、应急救援辅助决 策系统、应急救援指挥系统等；为应急救援快速响应 科学施救提供技术和系统支撑。 ２􀆱 ６ 灾害矿井应急通信及人员定位技术和系统 研究煤矿井下水灾、火灾和瓦斯煤尘爆炸等灾 变环境，应急通信及人员定位特点；研究煤矿井下灾 变环境无线传输规律；研发遇险（难）人员精确定位 技术；研发系统抗爆炸冲击、高温、水淹等技术；研发 事故后，煤矿井下全部停电后，应急通信及遇险 （难）人员精确定位技术；研发事故后，电缆和光缆 全部断缆后，应急通信及遇险（难）人员精确定位技 术；研发系统本质安全防爆技术；研发抗灾变高可靠 性矿井应急通信系统；研发抗灾变高可靠性遇险 （难）人员精确定位系统等，为遇险人员应急通信、 遇险（难）人员精确定位提供可靠的装备保障［８－１２］。 ２􀆱 ７ 煤矿重大灾害紧急逃生与引导技术和系统 在火灾和瓦斯煤尘爆炸事故区域辨识、破坏效 应评估和波及范围判定模型和方法研究的基础上， 研发火灾和瓦斯煤尘爆炸灾后风流智能控制技术； 研发电缆和光缆断缆后，智能风流控制技术；研发火 灾和瓦斯煤尘爆炸灾后风流智能控制系统和装置。 研发广播通信、人员定位、语音通信、视频监视、监测 监控等多系统协同联动逃生引导技术和系统；研发 单兵智能逃生引导装置。 研发 ＧＩＳ 多人协同应急救 援演练技术和系统。 为遇险人员提供安全逃生通 道、逃生引导；为煤矿井下作业人员和救护队员培 训，提供演练平台。 ２􀆱 ８ 煤矿灾变环境信息侦测和存储技术及装备 针对矿井灾后巷道底板有冒落物和积水等实 际，研发本质安全防爆灾后环境侦测飞行机器人；研 发灾后环境侦测飞行机器人导航技术、避障技术、防 碰撞技术和远距离通信技术；研发本质安全防爆动 力约束下，灾后环境侦测飞行机器人大挂载量、长飞 行距离和续航时间技术［８－１２］。 研发灾后环境气体遥 感技术、爆炸危险性智能分析技术等［８－１２］。 为救护 队员提供远距离侦测装备，为应急救援指挥中心提 供煤矿井下灾后环境气体、温度、图像、声音等信息， 为逃生通道快速构建系统提供作业环境瓦斯遥测和 监测装备。 ２􀆱 ９ 煤矿重大灾害抢险救灾技术与装备 为满足煤矿井下防爆要求，研发不含铝、镉、锌、 镁等便携式破拆和支护技术及装备。 研发适应煤矿 井下灾后环境、小型逃生通道快速构建系统及装备； 研发逃生通道快速构建系统防爆动力技术；研发具 有挖掘、清除、剪切、破碎、支撑、移位等多功能一体 化抢险救灾技术和装备；研发抢险救灾作业环境安 全保障技术等。 为打通救援通道提供高效、快速、适 用抢险救灾装备。 ４１１ 孙继平等煤矿重特大事故应急救援技术及装备２０１７ 年第 １ 期 ３ 研究任务之间相互关系 主要研究任务之间逻辑关系如图 １ 所示。 图 １ 主要研究任务之间逻辑关系 １）矿井水灾识别理论及时空演化模型。 研究 煤矿水灾演化规律等，提出水灾辨识特征和波及范 围判定模型和方法等，为“智能应急预案及应急救 援辅助决策系统”提供支撑。 其中，提出的水灾辨 识特征，为“煤矿重大灾害感知技术和装备” 提供 支撑。 ２）矿井火灾燃烧特性及烟流扩散规律。 研究煤 矿火灾演化规律等；提出火灾辨识特征和波及范围判 定模型和方法等，为“智能应急预案及应急救援辅助 决策系统”提供支撑。 其中，提出的水灾辨识特征，为 “煤矿重大灾害感知技术和装备”提供支撑。 ３）瓦斯煤尘爆炸传播演化规律及识别。 研究 瓦斯煤尘爆炸演化规律及破坏效应等；提出瓦斯煤 尘爆炸辨识特征和波及范围判定模型和方法等，为 “智能应急预案及应急救援辅助决策系统”提供支 撑。 其中，提出的水灾辨识特征，为“煤矿重大灾害 感知技术和装备”提供支撑。 ４）煤矿重大灾害感知技术和装备。 依据“矿井 水灾识别理论及时空演化模型”、 “矿井火灾燃烧特 性及烟流扩散规律”和“瓦斯煤尘爆炸传播演化规 律及识别”提出的水灾、火灾和瓦斯煤尘爆炸辨识 特征，研发水灾、火灾和瓦斯煤尘爆炸等煤矿重大灾 害感知技术和装备，为“智能应急预案及应急救援 辅助决策系统”提供支撑。 ５）智能应急预案及应急救援辅助决策技术和 系统。 根据“矿井水灾识别理论及时空演化模型”、 “矿井火灾燃烧特性及烟流扩散规律”和“瓦斯煤尘 爆炸传播演化规律及识别” 提出的水灾、火灾和瓦 斯煤尘爆炸辨识特征和波及范围判定模型和方法 等，研发智能应急预案及应急救援辅助决策系统。 智能应急预案及应急救援辅助决策系统，通过煤矿 重大灾害感知技术和装备、灾害矿井应急通信及人 员定位系统等，获取煤矿井下灾变信息和人员位置 信息等。 煤矿重大灾害感知技术和装备发现事故发 生后，自动快速启动（也可手动启动）智能应急预案 及应急救援辅助决策系统。 智能应急预案及应急救 援辅助决策系统生成应急救援方案，并动态优化。 根据应急救援方案，自动快速启动（也可手动启动） 煤矿重大灾害紧急逃生与引导系统及装置，为遇险 人员逃生提供支持。 根据救援方案，救护队进行抢 险救灾，救护队员使用煤矿灾变环境信息侦测、存储 技术与装备，以及煤矿重大灾害抢险技术与装备进 行救援。 同时，智能应急预案及应急救援辅助决策 系统，根据救护队员获取的灾变环境信息、通过灾害 矿井应急通信及人员定位系统等获取的煤矿井下灾 变信息和人员位置信息等，进一步优化应急救援 方案。 ６）灾害矿井应急通信及人员定位技术和系统。 研发的遇险（难）人员精确定位系统，实时将遇险 （难）人员位置信息上传至智能应急预案及应急救 援辅助决策系统；研发的应急通信系统，为遇险人员 提供通信联络，同时为智能应急预案及应急救援辅 助决策系统提供信息。 ７）煤矿重大灾害紧急逃生与引导系统及装置。 研发的紧急逃生引导系统及装置，根据智能应急预 案及应急救援辅助决策系统生成的应急处置方案， 引导煤矿井下遇险人员逃生；研发的火灾和爆炸灾 后风流控制系统及装置，根据应急救援方案，自动调 控（也可手动）煤矿井下风流，为遇险人员逃生和救 护队员救援提供安全通道。 ８）煤矿灾变环境信息侦测和存储技术及装备。 研发的煤矿灾变环境信息侦测和存储装备，为救护 队员侦测灾变环境提供手段。 智能应急预案及应急 救援辅助决策系统，通过煤矿灾变环境信息侦测和 存储装备和救护队员侦测到的灾后环境信息等，进 一步优化应急救援方案。 ９）煤矿重大灾害抢险救灾技术与装备。 研发 的煤矿重大灾害抢险技术与装备，为救护队员打通 救援通道提供工具。 抢险救灾根据智能应急预案及 应急救援辅助决策系统生成的救援方案进行。 ４ 技术路线 根据煤矿重特大事故应急救援基础理论关键 ５１１ ２０１７ 年第 １ 期煤 炭 科 学 技 术第 ４５ 卷 技术核心装备示范应用全链条融合的思路，采 用理论分析、试验测试、数值模拟、物理模拟、现场测 试等多种方法，开展矿井水灾、火灾、瓦斯煤尘爆炸 灾情演变规律等研究；研发煤矿重特大事故应急救 援技术及装备研发等；并示范应用。 拟采取的研究 方法和技术路线如图 ２ 所示。 图 ２ 技术路线 ５ 结 语 通过对水灾、火灾、瓦斯煤尘爆炸等重特大 事故的发生和发展规律、灾害辨识和感知、智能 应急预案和应急救援辅助决策支持、应急通信和 人员定位、智能风流控制和逃生引导、侦测飞行 机器人和气体遥感、应急救援通道快速构建等基 础研究、技术和装备研发，最终形成定量分析、定 性分析和经验分析结合互补的，具有事故识别及 波及范围推定、智能化应急预案和辅助决策系 统、遇险人员自救逃生保障系统和救灾技术支持 等应急救援所需重要功能的煤矿重特大事故应 急处置和救援技术装备系统，解决煤矿重特大事 故应急处置和救援实践急需解决的共性关键性 科学技术问题，具有重大的科学价值。 煤矿火灾、瓦斯煤尘爆炸等重特大事故发生后， 其致灾影响程度和范围逐步扩大，因此，时间就是生 命在煤矿火灾和瓦斯煤尘爆炸等重特大事故处理实 践得到最好的验证。 遇险人员立即知情应急自救， 可以使遇险人员在事故致灾影响波及到之前及时脱 离灾害危险区域；救援指挥及时正确应急决策，可以 使救援行动响应在应急救援的黄金时间内得以实 施，将大幅减少遇险人员的死亡率；这将在事故发生 后，尽可能多地挽救遇险人员的生命，具有重大的社 会效益。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］ 孙继平．互联网＋煤矿监控与通信［Ｍ］．北京煤炭工业出版社， ２０１６． ［２］ 孙继平，钱晓红．煤矿事故与应急救援技术装备［Ｊ］．工矿自动 化，２０１６，４２（１０）１－５． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ａｎｄ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１６，４２（１０） １－５． ［３］ 孙继平．煤矿井下紧急避险与应急救援技术［Ｊ］．工矿自动化， ２０１４，４０（１）１－４． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｆｕｇｅ ａｎｄ ｒｅｓｃｕｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１４， ４０（１）１－４ ［４］ 孙继平．煤矿井下紧急避险关键技术［Ｊ］．煤炭学报，２０１１，３６ （１１）１８９０－１８９４． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｆｕｇｅ ｓｙｓ⁃ ｔｅｍ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， ２０１１，３６（１１）１８９０－１８９４． ［５］ 孙继平．煤矿井下避难硐室与救生舱关键技术研究［Ｊ］．煤炭学 报，２０１１，３６（５）７１３－７１７． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｕｇｅ ｃｈａｍｂｅｒ ａｎｄ ｒｅｓｃｕｅ ｃａｐｓｕｌｅ ｉｎ ｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏ⁃ ｃｉｅｔｙ，２０１１，３６（５）７１３－７１７． ［６］ 孙继平．煤矿井下紧急避险系统研究［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１１， ３９（１）６９－７１． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｆｕｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，３９（５）６９－７１． ［７］ 孙继平．井下紧急避险系统避难硐室建设方法与技术［Ｊ］．煤炭 科学技术，２０１３，４１（９）４０－４３． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｒｅｆｕｇｅ ｃｈａｍｂｅｒ ｆｏｒ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｆｕｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，４１（９）４０－４３． ［８］ 孙继平．煤矿井下安全避险“六大系统”的作用和配置方案 ［Ｊ］．工矿自动化，２０１０，３６（１１）１－４． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ＂ ｓｉｘ ｓｙｓｔｅｍｓ＂ ｆｏｒ ｓａｆｅ ａｃｔ ｏｆ ｒｅｓｃｕｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ａｕｔｏｍａ⁃ ｔｉｏｎ，２０１０，３６（１１）１－４． ［９］ 孙继平．煤矿监控新技术与新装备［Ｊ］．工矿自动化，２０１５，４１ （１）１－５． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｎｅｗ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｍｏ－ （下转第 １５３ 页） ６１１ 万丽荣等特大采高液压支架稳定性分析研究２０１７ 年第 １ 期 １７７７－１７８２． ［８］ 梁利闯，田嘉劲，郑 辉，等．冲击载荷作用下液压支架的力传 递分析［Ｊ］．煤炭学报，２０１５，４０（１１）２５２２－２５２７． Ｌｉａｎｇ Ｌｉｃｈｕａｎｇ，Ｔｉａｎ Ｊｉａｊｉｎ，Ｚｈｅｎｇ Ｈｕｉ，ｅｔ ａｌ． Ａ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｆｏｒｃｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ａ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ｕｎｄｅｒ ｉｍｐａｃｔ ｌｏａｄｉｎｇ ｏｎ ｉｔｓ ｃａｎｏｐｙ ｂｅａｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１５，４０（１１） ２５２２－２５２７． ［９］ 刘付营，张定堂，李宁宁，等．反四连杆放顶煤液压支架掩护梁 受力对整架受力的影响［Ｊ］．煤矿机械，２０１２，３３（７）１０１－１０３． Ｌｉｕ Ｆｕｙｉｎｇ， Ｚｈａｎｇ Ｄｉｎｇｔａｎｇ， Ｌｉ Ｎｉｎｇｎｉｎｇ， ｅｔ ａｌ． Ｆｏｒｃｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｎｔｉ－ｆｏｕｒ－ｌｉｎｋ ｃａｖｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｏｗｅｒｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｎ ｓｈｉｅｌｄ ｂｅａｍ ｆｏｒｃｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｍａｃｈｉｎｅｌｙ，２０１２，３３（７）１０１－１０３． ［１０］ 陈冬方，李首滨．基于液压支架倾角的采煤高度测量方法［Ｊ］． 煤炭学报，２０１６，４１（３）７８８－７９３． Ｃｈｅｎ Ｄｏｎｇｆａｎｇ，Ｌｉ Ｓｈｏｕｂｉｎ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ａｎｇｌｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉ⁃ ｅｔｙ，２０１６，４１（３）７８８－７９３． ［１１］ 马 超，张连英，李 雁．扭转工况支撑掩护式液压支架掩护 梁力学性能分析［Ｊ］．煤矿机械，２０１３，３４（９）９７－９８． Ｍａ Ｃｈａｏ，Ｚｈａｎｇ Ｌｉａｎｙｉｎｇ，Ｌｉ Ｙａｎ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎａｌｙ⁃ ｓｉｓ ｏｆ ｃａｖｉｎｇ ｓｈｉｅｌｄ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ａｎｄ ｓｈｉｅｌｄ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｏｒｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１３，３４（９）９７－９８． ［１２］ 章之燕．大倾角综放液压支架稳定性动态分析和防倒防滑措 施［Ｊ］．煤炭学报，２００７，３２（７）７０５－７０９． Ｚｈａｎｇ Ｚｈｉｙａｎ．Ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｏｗｅｒｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ｄｅｅｐ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｆｕｌｌｙ－ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｗａｌｌ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｓｌｉｐｓ ｍｅａｓｕｒｅｓ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００７，３２（７） ７０５－７０９． ［１３］ 卢国志，汤建泉，宋振骐．传递岩梁周期断裂步距与周期来压 步距差异分析［Ｊ］．岩土工程学报，２０１０，３２（４）５３８－５４１． Ｌｕ Ｇｕｏｚｈｉ，Ｔａｎｇ Ｊｉａｎｑｕａｎ，Ｓｏｎｇ Ｚｈｅｎｑｉ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｙｃｌｉｃ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｙｃｌｉｃ ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｏｆ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ ｒｏｃｋ ｂｅａｍｓ ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３２（４） ５３８－５４１． ［１４］ 余 龙，秦东晨，武红霞，等．基于 Ｐｒｏｅ／ Ｅ 和 ＡＤＡＭＳ 的液压支 架虚拟样机建模与仿真研究［Ｊ］．煤矿机械，２００９，３０（１１） ３６－３８． Ｙｕ Ｌｏｎｇ， Ｑｉｎ Ｄｏｎｇｃｈｅｎ， Ｗｕ Ｈｏｎｇｘｉａ， ｅｔ ａｌ． Ｖｉｒｔｕａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｒｏ／ Ｅ ａｎｄ ＡＤＡＭＳ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｍａｃｈｉｎｅｌｙ，２００９，３０（１１）３６－３８． ［１５］ 郑晓雯，张东杰，李锦彪，等．基于 Ｐｒｏ／ Ｅ 与 ＡＤＡＭＳ 的液压支 架运动仿真分析［Ｊ］．煤矿机械，２０１１，３２（６）２３７－２３９． Ｚｈｅｎｇ Ｘｉａｏｗｅｎ，Ｚｈａｎｇ Ｄｏｎｇｊｉｅ，Ｌｉ Ｊｉｎｂｉａｏ，ｅｔ ａｌ．Ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｓｉｍｕ⁃ ｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｒｏ／ Ｅ ａｎｄ ＡＤ⁃ ＡＭＳ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１１，３２（６）２３７－２３９． ［１６］ 徐亚军，王国法，任怀伟，等．液压支架与围岩刚度耦合理论与 应用［Ｊ］．煤炭学报，２０１５，４０（１１）２５２８－２５３３． Ｘｕ Ｙａｊｕｎ，Ｗａｎｇ Ｇｕｏｆａ，Ｒｅｎ Ｈｕａｉｗｅｉ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅｒｏｙ ｏｆ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｒｅ⁃ ｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋｓ ａｎｄ ｐｏｗｅｒｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１５，４０（１１）２５２８－２５３３． ［１７］ 于本胜，王志鹏，马建宏，等．复杂地址条件下综采液压支架适 应性研究［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２００９，２６（１）１０１－１０４． Ｙｕ Ｂｅｎｓｈｅｎｇ，Ｗａｎｇ Ｚｈｉｐｅｎｇ，Ｍａ Ｊｉａｎｈｏｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｃａｖｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ⁃ ｉｎｇ，２００９，２６（１）１０１－１０４． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第 １１６ 页） ｎｉｔｏｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１５，４１（１）１－５． ［１０］ 孙继平．煤矿事故特点与煤矿通信、人员定位及监视新技术 ［Ｊ］．工矿自动化，２０１５，４１（２）１－５． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ａｎｄ ｎｅｗ ｔｅｃｈ⁃ ｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ［Ｊ］． Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１５，４１ （２） １－５． ［１１］ 孙继平．煤矿信息化与自动化发展趋势［Ｊ］．工矿自动化， ２０１５，４１（４）１－５． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１５，４１（４） １－５． ［１２］ 孙继平．煤矿信息化自动化新技术与发展［Ｊ］．煤炭科学技术， ２０１６，４４（１）１９－２３，８３． Ｓｕｎ Ｊｉｐｉｎｇ．Ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｉｎｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａ⁃ ｔｉｏｎ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，４４ （１）１９－２３，８３． ３５１