全国劳动模范事迹 教育

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邓军一直从事煤火灾害防治领域的基础与应用研究，近五年，主要针对煤自然发火实质、煤自燃特征信息识别以及煤火灾害防控等科学问题，取得了一系列的成果。先后承担或完成了国家自然科学基金重点项目、“973”前期研究专项、中澳国际科技合作、“十一五”国家科技支撑子课题等国家级项目10余项,博士点基金、陕西省“13115”重大科技专项、陕西省国际合作等省部级项目10余项,以及30多项横向课题，取得了多项代表性创新成果。先后荣获国家科技进步二等奖2项(2002年、2010年)，国家教学成果二等奖1项(2009年)，省部级科技进步一等奖7项，获国家发明专利12项，出版专著3部，SCI、EI和ISTP收录36篇。5项研究成果实现了转化，50多个产品取得了煤安标志，在全国20多个省(市、自治区)100多个煤矿以及孟加拉、俄罗斯和澳大利亚等国推广应用，产生了显著的经济效益和社会效益。指导了国内50多个煤矿及孟加拉孟巴煤矿的井下灭火救灾工作。在中国煤炭工业协会主持下，主笔编制了行业标准《安全高效现代化矿井技术规范》——防灭火部分(鉴定为国际先进)，2014年被国家安全生产监督总局聘为《煤矿安全规程》修订防灭火组副组长。

邓军是西安科技大学安全科学与工程国家重点学科带头人、“长江学者和创新团队发展计划”教育部创新团队带头人、陕西省重点科技创新团队带头人、兼任西部煤矿安全工程中心主任、煤炭工业技术委员会防灭火专家委员会委员、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会火灾防治专业委员会副主任委员和中国消防协会学术工作委员会委员。

取得主要科研成果如下：

1)从微观上发展了煤氧复合综合作用学说

首次实现了煤自然发火全过程的实验模拟，发现了煤自燃特征温度及其对应的气体指标特征，掌握了煤氧复合耗氧与放热等宏观特征参数，解决了煤自燃特性定量表征的难题;率先采用量子化学理论研究煤氧化自燃机理，揭示了煤表面活性基团氧化放热微观机制。

利用装煤量1.5t和2.0t两种大型煤自然发火实验平台，对全国167个矿井煤样自然发火全过程进行相似模拟实验，确定出了不同煤样的特征温度(如：临界温度、干裂温度、活性温度、增速温度、着火点温度等)，得出了各煤样的耗氧速率、放热强度和气体产生量及产生速率等煤自燃特性参数，实现了煤自燃特征参数的定量表征。

基于“煤自燃的实质是煤氧复合综合作用”的学术思想，在前人对煤分子结构模型研究的基础上，率先采用量子化学分析方法和软件研究煤氧化自燃微观机理，通过构建易自燃煤的分子结构模型，优化煤分子氧化反应物、过渡态及产物的构型，模拟煤分子表面活性基团与氧分子动态反应过程，得出了煤分子表面活性基团的反应活性，揭示了煤分子氧化反应过程中的关键环节，为煤自燃化学阻化技术的研究奠定理论基础，开创了采用量子化学理论研究煤自燃机理的先河。并通过对煤分子微观结构特征及其氧化过程中的变化规律的系统研究，得出了煤氧化自燃宏观表征参数的微观解释，将煤自然发火机理的研究从宏观深入到了微观，发展了煤氧复合综合作用学说。

2)创建了煤火灾害隐蔽火源动态识别理论与预警方法

建立了基于指标气体的煤火灾害危险程度判定准则，提出了基于危险区域判定的煤火灾害隐蔽火源位置反演识别方法;发明了采空区气体、温度等煤自燃预测指标检测的新方法和新装置，开发出了煤自然发火预警系统。解决了煤自然发火区域、条件和时间准确判定和实时动态预测的世界性难题。

根据煤自然发火实验测试分析，建立了煤自燃特征温度与气体指标的内在对应关系;通过煤火灾害现场指标气体与实验数据的对接，提出了基于指标气体(CO、O2)的煤自燃特征温度判定准则，实现了现场条件下煤火灾害危险程度的直接判定，有效指导了工作面煤自然发火的预防、控制和封闭措施的实施，填补了国内外空白，在我国26个大型矿区300多个煤矿进行了推广应用，提高了矿井防灭火的针对性和有效性。

根据煤火灾害形成环境特征与发火条件，提出了引起煤自然发火的最小氧浓度、最小浮煤厚度和最大漏风强度计算方法，建立了煤自燃危险区域判定准则，开发出煤自燃危险区域判定可视化软件系统，实现了煤田火区自燃危险区域的静态判定，以及煤矿采空区自燃危险区域的动态判定。通过对煤岩体在热力作用下裂隙生成扩展规律与渗流特性的研究，发现了煤岩体热破坏及其渗流规律，掌握了煤火灾害形成演化、熄灭及复燃过程的放热强度、耗氧速率、自然发火期等特性参数，提出了煤火灾害形成演化的自循环吸氧非控燃烧理论，建立了“热-固-流-化”煤火灾害形成演化耦合作用模型，揭示了煤自燃过程中能量与气体输运的时空变化规律，实现了煤自燃危险区域温度场的实时预测;基于煤火灾害形成演化“热-固-流-化”耦合作用机制，提出了隐蔽火源位置反演计算模型，以现场实际煤自燃环境为场景，结合气体、温度等监测数据，确定模型边界条件和参数，实现了煤火灾害隐蔽火源位置的准确识别。发明了煤矿回采采空区的气体检测方法及其装置(发明专利：ZL200910021274.8) 和采空区温度场高密度网络化无线监测装置及方法(发明专利：ZL201310314547.4)，实现了煤自然发火危险性的快速检测、超前预警和异常区的准确定位。

3)形成了煤火灾害防控理论与技术体系

建立了煤火灾害动力演化与防控理论，发明了以降氧为主的煤火灾害防控技术——矿用无机固化膨胀充填堵漏技术，实现了对矿井冒落空洞的大流量、远距离快速动压充填堵漏;发明了以降温为主的煤火灾害防控技术——系列胶体防灭火技术，实现了传统制浆灌浆防灭火系统模式的根本转变。

通过对煤火灾害形成演化动力学过程的研究，得出了煤火灾害形成演化、熄灭及复燃过程相关特性参数，结合煤火灾害形成环境条件，掌握了煤岩体热破坏及其渗流规律，提出了煤火灾害形成演化的自循环吸氧非控燃烧理论，阐明了煤氧复合过程中，气体与能量非线性释放是煤火灾害形成演化的关键，揭示了煤火灾害演化发展、及非控燃烧过程中能量和气体输运的空间定向特征;在此基础上，根据“防—控—灭”的技术思想，提出了“以降氧为主的火区控制理论”和“以降温为主的灭火理论”，形成了煤火灾害动态演化与防控理论。

根据降氧火区控制理论，漏风供氧是引起煤自燃的重要原因，充填堵漏是控制煤火灾害的主要手段。研究发明了适用于煤矿堵漏控风的新型无机发泡膨胀充填材料，发泡倍数可达10倍以上，强度大于3MPa，材料胶凝过程反应热是传统有机材料的1/10，温升小于5℃，耐温高达800℃，凝固时间可控(初凝时间2~60min)，开发出了配套系统装备，实现了远距离大流量输送和动压快速充填堵漏，解决了矿井采空区上下隅角、巷道冒顶空洞和联络巷充填材料用量大、施工强度高，充填困难、浆液易流失、堵漏效果差的问题。

热量聚集环境是煤火灾害形成与发展的关键因素，降温是煤火灾害治理的主要方法。在“凝胶”防灭技术研究基础上，建立了胶体防灭火理论，发明了具有固水性好、胶凝时间可控、堵漏隔氧和吸热降温性能的复合胶体和稠化胶体等系列防灭火胶体材料。开发出地面固定式、地面移动式和井下移动式灌浆注胶防灭火工艺及系统装备，解决了大流量、高浓度的定量制浆问题，提高了制浆质量和灌浆注胶效率，实现了传统灌浆系统(水力或搅拌制浆)向智能灌浆注胶系统(自动化定量制浆)的根本转变，已成为一类煤矿防灭火专门化系统和装备，列入了《煤矿灌浆防灭火技术规范》(2013)，在宁煤、神东、平朔、淮南等矿区建立了示范工程，推动了煤层自燃火灾防治技术的发展。在神华、兖矿、中煤、陕煤、大同、淮南等全国多个矿区100多个煤矿中推广应用，建立了多个示范工程，并在印度、孟加拉、澳大利亚和俄罗斯等国成功应用，为煤矿企业创造了60多亿的经济效益。