中国安全科学学报

李祥春, 王焕, 张霈, 吕金宝, 陈泽宇, 李琴

2019, 29(11): 1-7. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.001

摘要 ( 206 )

PDF (1870KB) ( 381 )

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为探究工人的冒险行为,以减少高处坠落事故的发生。首先在实验室搭建模拟高处作业的平台,然后利用ErgoLAB软件采集被试的皮温、皮肤电活动(EDA)、呼吸、脉搏等生理指标,最后运用SPSS软件作相关性分析,找出冒险行为前后发生显著变化的生理参数,并阐明其变化特征。结果表明:在冒险行为发生时,被试的皮肤电导平均值增大、皮肤电导水平显著上升;心率节奏随时间的变化显著加快;呼吸频率离散程度减小;皮温略有上升,但偏离均值的程度显著变小;被试各项生理参数的变化均与性别无关。

平行进近偏航下Event碰撞风险模型

王莉莉, 鲁胜男

2019, 29(11): 8-13. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.002

摘要 ( 172 )

PDF (2232KB) ( 459 )

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为了研究航空器平行进近偏航情况下偏航角度对碰撞风险的影响,利用Event模型和概率论理论,建立平行进近偏航碰撞风险模型;通过分析偏航时碰撞盒体型的变换,得到扩展碰撞盒截面随时间t以及偏航角α的变化特征;为方便推导碰撞风险的计算公式,引入碰撞概率比R,将其定义为变换后碰撞盒体积与原模型碰撞盒体积的比值;以北京首都机场外侧跑道平行进近偏航情况为例进行碰撞风险分析。结果表明:当给定飞机尺寸与跑道间隔时,偏航角度α在[0,90 °]范围内增大,飞机对碰撞风险也增大;同时,仅当飞机进近偏航的角度小于32 °时,2机之间的碰撞风险才能满足安全目标水平。

考虑支撑剂嵌入作用的煤岩渗透率模型

李波波, 李建华, 杨康, 任崇鸿, 许江

2019, 29(11): 14-19. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.003

摘要 ( 157 )

PDF (2338KB) ( 319 )

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为研究煤层气抽采过程中支撑剂和应力耦合作用下的渗透率演化机制,利用吸附理论建立煤岩吸附变形方程,进一步构建考虑支撑剂和应力影响的渗透率模型,并通过试验数据验证其合理性。结果表明:煤岩吸附量与孔隙压力呈正相关的关系,其吸附变形也具有相同变化趋势;嵌入支撑剂的煤岩渗透率远大于常规储层,其中单层砂的增透效果最佳;随有效应力增大,煤岩渗透率呈指数函数形式减小;随孔隙压力的增大,煤岩渗透率呈先减小后趋于平缓的趋势;利用改进的理论模型拟合曲线,其中实测值与模型计算值基本吻合。

煤冲击倾向性分类模型的指标无量纲化影响研究

王超, 李岳峰, 张成良, 刘磊, 黄许超

2019, 29(11): 20-25. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.004

摘要 ( 158 )

PDF (1595KB) ( 246 )

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为准确评判煤的冲击倾向性类别,并解决国家标准中的模糊综合评判方法难以判别 8种样本的难题,引入Bayes判别分析方法,选取动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强度作为评判指标,将110组冲击倾向性实测数据作为训练样本,构建Bayes判别模型;采用 4种无量纲化方法处理评判指标的原始数据,建立对应的判别模型,并开展无量纲化方法对模型判别准确率的影响研究。结果表明:基于归一化法无量纲化处理的Bayes模型的判别准确率最高,达到98.2%,该模型应用在10个工程实例的判别结果与实际情况完全一致,而且避免了指标相关性对冲击倾向性分类结果的影响。

改进CRITIC修正G2-TOPSIS的钻孔自燃预测模型及应用

汪伟, 贾宝山, 祁云

2019, 29(11): 26-31. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.005

摘要 ( 188 )

PDF (1689KB) ( 240 )

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针对瓦斯抽采钻孔自燃危险评价系统模型中指标权重难以确定的问题,提出一种改进的基于指标相关性权重确定法(CRITIC)的G2赋权法。首先引入欧式距离函数,建立优化决策模型,采用CRITIC的“差异驱动”型赋权法修正“功能驱动”型G2赋权法;其次获得各指标综合权重,评价影响钻孔自燃危险因素的主次关系;再次基于逼近理想解排序法(TOPSIS)“驱动功能”的G2赋权法,建立G2-TOPSIS钻孔自燃危险评判模型;然后分析贴近度,预测钻孔自燃危险等级;最后将该模型应用于晋牛煤矿1303工作面瓦斯抽采钻孔。结果表明:煤氧化还原燃点温差为诱发钻孔自燃危险的主导因素;钻孔自燃危险等级为III级,预测结果与实际情况相吻合。

硝酸-苯乙烯混合体系的热失控特性与机制

朱云峰, 钱亚男, 徐伟, 蒋军成, 石宁, 王志荣

2019, 29(11): 32-38. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.006

摘要 ( 258 )

PDF (3609KB) ( 307 )

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硝酸氧化是粗苯乙烯脱色精制的关键技术,采用C600热扫描仪、VSP2绝热量热仪、ReactIR原位红外光谱(FTIR)仪等测试装备,结合ReaxFF分子动力学模拟方法,研究反应体系的热稳定性、绝热失控特性、失控动力学与失控引发机制。结果表明:苯乙烯自聚失控自加速起始温度(θ₀)为132 ℃,绝热温升(Δθ_ad)为209 ℃,最高失控压力(P_max)为1.2 MPa,表观活化能(Ea)为131.3 kJ/mol,反应级数(n)为3.6。体系中含有硝酸时失控过程分为2段,第1阶段为苯乙烯侧链氧化反应,θ₀为51 ℃,Δθ_ad为70 ℃,Ea为71.3 kJ/mol,n为0.3;第2阶段为苯乙烯自聚失控,θ₀为131 ℃,Δθ_ad为152 ℃,P_max为2.1 MPa。在工业生产过程中应严格控制脱色反应硝酸的配比、降低反应温度,避免硝化、氧化等副反应的发生。

火焰羽流区细水雾利用效率及控制研究

何明礼, 章光, 胡少华, 刘衍

2019, 29(11): 39-44. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.007

摘要 ( 158 )

PDF (1707KB) ( 242 )

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为提高细水雾的灭火效能,研究细水雾对火焰的冷却性能。建立火焰区细水雾的运动、传热与传质模型,采用此模型全面评估影响细水雾穿透距离和汽化性能的因素,提出一种合理确定液滴初始粒径和初始速度的方法,以及能够提高细水雾利用效率的射流协流细水雾系统。结果表明:各因素影响作用由大至小排序为液滴初始粒径、传热温差、液滴初始速度、火焰羽流速度;该系统能够显著提高细水雾的穿透距离,增大细水雾的汽化率。

古建筑木板壁结构对室内火蔓延过程影响研究^*

李贤斌, 濮凡, 邹丽, 高郭平, 丛北华

2019, 29(11): 45-50. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.008

摘要 ( 318 )

PDF (5260KB) ( 327 )

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为提出切实可行的古建筑火灾防治措施,木结构古建筑特有结构木板壁对火灾蔓延的影响规律值得重点关注。以上海静安寺大雄宝殿为例,利用火灾动力学模拟器(FDS)软件开展火灾数值模拟,研究不同结构木板壁对古建筑室内火灾蔓延过程的影响。结果表明:木板壁作为火焰纵向蔓延的主要通道,其上部开口增大,火焰纵向蔓延时间增加,轰燃推迟;木板壁上部开口可加速火灾烟气的水平蔓延速度,不同开口尺寸对大殿后方烟气层沉降速度影响不大;无开口结构时烟气层高度下降至4 m,用时增加20 s。

惰性气体结合细水雾抑制锂离子电池燃烧试验研究

庄卫强, 朱顺兵, 李勋

2019, 29(11): 51-57. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.009

摘要 ( 327 )

PDF (2344KB) ( 539 )

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为研究锂离子电池热失控过程中的相关特性,在细水雾基础上加入惰性气体进行抑制锂离子电池火灾试验。选取荷电状态为0%、50%、100% 的磷酸铁锂电池分别在空气、N₂、CO₂气体环境中研究热失控特性;在热失控研究基础上,利用细水雾喷射装置开展锂离子电池热失控灭火试验,对比分析锂离子电池热失控爆发时间、温度变化、灭火时间等参数。结果表明:锂离子电池热失控经历鼓包破阀、初期喷火、稳定燃烧、火焰衰减、火焰熄灭、火焰复燃阶段;N₂、CO₂均能降低锂离子电池燃烧温度,减弱爆炸强度,CO₂与纯水细水雾抑制锂离子电池燃烧效果优于N₂与纯水细水雾,证明惰性气体与细水雾对锂离子电池火灾的协同抑制作用。

灭火剂及其压力对灭火管系统性能的影响

杨魏恺, 丛晓民, 赵林双

2019, 29(11): 58-63. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.010

摘要 ( 234 )

PDF (3876KB) ( 332 )

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针对电动汽车电池箱的封闭空间火灾,设计无电源感温自启动灭火管系统。采用正庚烷模拟火源,全氟己酮和六氟丙烷作为灭火介质,分析0、0.88和1.81 MPa压力下的灭火过程、管内压力变化、灭火剂使用率和灭火时间。结果表明:全氟己酮和六氟丙烷灭火管系统的灭火过程相似,均可分为预热-管破裂喷射-火焰熄灭后继续喷射3个阶段;六氟丙烷灭火管系统灭火剂的实际使用率为100%,全氟己酮灭火管系统灭火剂的实际使用率在50%～95%之间,压力增加可大幅提高全氟己酮实际使用率;六氟丙烷灭火管系统在20 s内实现灭火,全氟己酮灭火管系统的灭火时间较其更长。

倾斜XPS板材向外多向耦合蔓延燃烧特性研究

笪良军, 谢启源, 罗圣峰

2019, 29(11): 64-70. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.011

摘要 ( 170 )

PDF (2778KB) ( 235 )

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为探究热塑性板材被点火源引燃后向四周火蔓延的行为特征,针对不同倾角的方形挤塑聚苯乙烯(XPS)泡沫板材,开展中心引燃后火焰向不同方向蔓延燃烧的试验,分析火蔓延状态、火蔓延速度和内部温度场随倾斜角度的变化关系。结果表明:XPS材料在受热时产生的收缩行为导致上方预热区接收热量变化,使得倾斜角度大的板材向上火蔓延更困难;当发生向上火蔓延时,蔓延速度随倾角的增大而增大,且速度远大于横向和向下火蔓延速度;向下火蔓延速度随倾斜角度的增大呈先降低后增大的趋势,横向火蔓延受板材倾角影响较小;当材料受热时温升剧烈,则易形成材料向该点处火蔓延,反之,材料受热出现显著收缩而温升较慢,则易熄灭。

聚磷酸铵对糖粉火焰传播特性的影响研究

员亚龙, 陈先锋, 袁必和, 谭海, 刘晅亚, 黄楚原

2019, 29(11): 71-76. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.012

摘要 ( 141 )

PDF (2617KB) ( 365 )

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为明确聚磷酸铵(APP)对糖粉粉尘火焰燃烧特性的影响,采用竖直开口方管道燃烧试验平台,研究不同质量分数APP对糖粉粉尘爆燃火焰特征、火焰速度、火焰温度等参数的影响,并采用热分析仪对糖粉及其APP混合物的热解行为进行了分析。结果表明:随着APP质量分数的增加,糖粉粉尘火焰的亮度逐渐降低;添加质量分数为6%的APP后,糖粉火焰在管道中的最大传播速度由17.3 m/s降低到2.8 m/s,火焰最高温度降低了46.46%,糖粉热解残余量由0.71%提高到16.06%;APP对糖粉火焰抑制作用包括物理抑制和化学抑制,APP热分解反应可吸收燃烧反应中的热量,分解产物可捕捉提燃烧反应中的自由基,从而达到抑制糖粉火焰传播的目的。

TG-DSC联用研究瓦斯气氛对煤自燃热特性的影响

娄和壮, 贾廷贵

2019, 29(11): 77-82. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.013

摘要 ( 131 )

PDF (1830KB) ( 238 )

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为表征瓦斯气氛下煤自燃热特性,运用热重分析法和差示扫描量热法(TG-DSC)联用试验研究不同瓦斯体积分数下煤自燃过程;分析瓦斯影响下的煤自燃特征温度点、失重量、放热量参数的变化特征,获得瓦斯气氛下煤增重阶段与燃烧阶段动力学参数。结果表明:随着瓦斯体积分数的增高,失重量降低,放热量减小,煤氧复合速率放缓;煤自燃过程分为蒸发脱附、增重和燃烧3个阶段;在煤增重阶段,活化能、活化因子随瓦斯体积分数的增加而增加,整体变化不大;在煤燃烧阶段,活化能、活化因子随瓦斯体积分数的增加而减小。

磷酸铁锂电池组燃烧特性研究^*

邓康, 张英, 徐伯乐, 马出原, 牛奕

2019, 29(11): 83-88. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.014

摘要 ( 630 )

PDF (1929KB) ( 637 )

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为明确锂电池的火灾危险性,对不同数量磷酸铁锂电池组火灾时的电池表面温度、火焰形态、火焰温度、热释放速率、质量损失损率以及可燃气体体积分数等燃烧特性参数进行试验研究。结果表明:磷酸铁锂电池组的热失控温度约200～300 ℃,呈现集中燃烧,气相火焰温度可达1 100 ℃;磷酸铁锂电池组电池数量增加,喷射火焰出现的次数增多,热释放速率峰值相应出现;电池组最大质量损失速率随电池数量的增加呈幂函数变化,放热量与电池数量的1.28次方成正比。

新建隧道爆破对临近隧道振动特性的影响研究

吴波, 兰扬斌, 杨建新, 韩亚龙, 庞晓瑜

2019, 29(11): 89-95. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.015

摘要 ( 166 )

PDF (2966KB) ( 261 )

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为保证既有杭深铁路在临近隧道爆破施工时的安全运营,考虑既有运营隧道衬砌的支护作用,结合现场监测和数值模拟的方法,研究既有运营隧道衬砌在临近新建隧道爆破动力荷载作用下的振动特性及应力分布特征,采用FLAC^3D数值模拟隧道爆破对既有运营隧道的影响,同时简要评估现场所用爆破方案的安全性,并给出相应的控爆措施。结果表明:新建隧道爆破施工时,既有运营隧道衬砌迎爆侧拱腰处的振速相对拱脚处较大,且拱腰处径向振速较大;新建隧道工作面后方已成洞区对应的既有运营隧道衬砌振速相对未成洞区较大;爆破荷载作用下运营隧道拱腰处衬砌应力值最大;爆破会对运行中的列车产生影响,应减小开挖进尺或选择在列车停运时段施工。

微米级铝粉最低着火温度和爆炸特性试验研究

陈海燕, 姚庆国, 张延松, 刘浩, 张兴旭

2019, 29(11): 96-102. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.016

摘要 ( 291 )

PDF (2038KB) ( 374 )

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为更好防治铝粉爆炸,针对不同因素对微米级铝粉的最低着火温度和爆炸特性的影响灵敏度进行试验研究,揭示不同因素对其影响程度大小。最低着火温度和爆炸特性分别由粉尘云最低着火温度测试系统和20 L球爆炸装置测试。试验结果表明:粒径越小,比表面积越大,铝粉越容易发生燃烧爆炸;逐个分析粒径、质量浓度和分散压力这3项影响因素对铝粉尘云最低着火温度影响敏感度,得出敏感度大小为粒径＞分散压力＞质量浓度;逐个分析点火延迟时间、粒径和质量浓度这3项影响因素对铝粉爆炸参数的影响灵敏度,得出灵敏度大小为粒径＞点火延迟时间＞质量浓度。

掺氢天然气层流火焰传播速度试验研究

尚融雪, 杨悦, 高俊豪, 李刚

2019, 29(11): 103-108. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.017

摘要 ( 215 )

PDF (2632KB) ( 413 )

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为准确测量掺氢天然气层流预混火焰传播速度,并研究掺氢比对掺氢天然气层流预混火焰传播特性的影响,通过本生灯法对比试验研究自然光及纹影拍摄条件下掺氢天然气层流预混火焰的传播速度,根据化学动力学机制模拟计算并讨论不同掺氢比条件下的预混燃料层流火焰传播特性。研究表明:利用纹影系统拍摄获得的火焰传播速度更接近燃烧学定义的层流预混火焰传播速度;随着掺氢比的增加,掺氢天然气层流预混火焰传播速度及绝热火焰温度均不断增加,且层流预混火焰传播速度峰值所对应的当量比显著向富燃料侧移动;燃料中氢气组分的不断增加使得H自由基的摩尔分数以及OH自由基的生成速率均显著增加。

大直径瓦斯管道泄爆门泄爆特性试验研究

李昂, 司俊鸿, 周西华, 李雪冰

2019, 29(11): 109-115. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.018

摘要 ( 163 )

PDF (2708KB) ( 306 )

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为研究泄爆门对瓦斯爆炸特性参数的影响,自制大直径瓦斯管道爆炸试验系统,在有无泄爆门2种工况下进行瓦斯爆炸试验;通过高速数据采集模块及工控机采集瓦斯爆炸特性参数,分析其变化特征和泄爆效果。结果表明:瓦斯质量分数为9.5%时泄爆门工况下的最大压力是空管工况的1.65倍,压力达到稳定状态的时间有所缩减;爆炸冲击波从测点1传播到测点3时,泄爆门工况下爆炸压力衰减率为62.5%,空管工况仅为14.3%,泄爆门显著衰减了爆炸压力;火焰温度的衰减与泄爆门无关;2种工况下火焰传播速度的最大平均值分别为136.67和113.56 m/s。

地基沉降及动水压对储罐屈曲强度的影响

石磊, 帅健, 许葵, 杨文

2019, 29(11): 116-121. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.019

摘要 ( 173 )

PDF (3068KB) ( 377 )

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大型油罐在地震载荷作用下的罐壁屈曲属于弹塑性变形失稳。为研究地基沉降对非锚固储罐屈曲性能的影响, 基于Ramberg-Osgood本构模型,考虑储罐底板、壁板、加强圈、抗风圈、非锚固环墙式地基等实际几何结构因素,采用三维有限元模型(FEM)数值模拟非锚固储罐在谐波沉降下的屈曲行为,研究水平地震力下罐内液体的动水压力、地基谐波沉降的次数及幅值对罐壁屈曲临界压应力的影响特征。结果表明:在谐波沉降及动水压共同影响下,储罐屈曲发生的位置为壁板加强圈之间,罐壁变形呈现非周期性变化。地基谐波沉降、动水压均降低了储罐的屈曲临界压应力,且相同沉降量下,随着谐波次数的增多,储罐抗屈曲的能力越来越弱。

基于图像处理的电梯曳引轮轮槽磨损识别方法

谢小娟, 杨宁祥, 陈建勋, 林晓明

2019, 29(11): 122-128. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.020

摘要 ( 218 )

PDF (4655KB) ( 467 )

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为提高电梯曳引轮轮槽磨损的检测效率,提出一种基于图像处理技术的电梯曳引轮轮槽异常磨损的识别方法。首先提取曳引钢丝绳相对离散特征参数,以表征曳引轮轮槽的累积异常磨损量;然后采用改进的Canny算子对曳引钢丝绳的正、侧向图像进行去噪处理与边缘检测,再利用随机Hough变换和最小二乘法提取钢丝绳在正、侧向图像中的轮廓;最后根据钢丝绳在正、侧图像中所覆盖的像素数判断曳引轮轮槽的异常磨损程度。结果表明:基于图像处理技术的电梯曳引轮轮槽异常磨损识别方法相比于传统的机械测量法,能准确评估曳引轮轮槽的异常磨损状态,大幅节约检测时间和成本。

航空装配抗振外骨骼减振性能试验研究

吴小笛, 王海波, 张乐, 陈俞鹏, 薛朝军

2019, 29(11): 129-134. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.021

摘要 ( 139 )

PDF (2429KB) ( 234 )

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为评估抗振外骨骼降低航空装配动力工具振动的能力,模拟航空装配铆接工艺,设计抗振外骨骼减振性能试验,提出利用穿戴和未穿戴抗振外骨骼状态下,铆接期和铆接间期不同姿势压强信号的均值及姿势权重综合评估外骨骼减振性能的加权平均法。结果表明:抗振外骨骼降低了试验人员1所受59.9%的铆枪振动和50.4%的铆枪冲击手掌压强,及试验人员2所受49.5%的铆枪振动和36.9%的铆枪冲击手掌压强;减振性能与穿戴外骨骼铆接间期压强在0.01水平上显著负相关,而与未穿戴外骨骼铆接间期压强、铆接操作姿势不存在相关性;抗振外骨骼能够降低50%以上的铆枪振动,对于铆接装配工人手臂有重要的保护作用。

凝析气田集输管线腐蚀预测研究

骆正山, 宋莹莹, 王小完, 毕傲睿

2019, 29(11): 135-140. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.022

摘要 ( 231 )

PDF (3158KB) ( 228 )

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为提高凝析气田集输管线腐蚀速率的预测精度,基于灰色关联分析(GRA)法,融合随机森林回归(RFR)算法,建立内腐蚀速率预测模型,分析气田集输管线内腐蚀原因;采用GRA优选特征因素变量作为RFR的输入,以内腐蚀率作为目标因素输出,并以雅克拉凝析气田数据为例,对比验证构建的RFR预测模型、反向传播(BP)神经网络和支持向量机(SVM)预测模型。结果表明:通过GRA排序得到管线内腐蚀的主要因素有:CO₂体积分数、Cl^-质量浓度、压力、温度、流速。同时RFR预测模型的均方根误差、平均相对误差均低于对比模型相应值,且决定系数达到96.48%。

冲击地压巷道塑性区本构模型及影响因素研究^*

张树光, 陈雷

2019, 29(11): 141-148. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.023

摘要 ( 122 )

PDF (1604KB) ( 239 )

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为研究冲击地压对深部巷道造成的动力灾害问题,以阜新恒大煤矿为背景,分析冲击地压巷道塑性区本构模型及影响因素。考虑损伤的临界冲击应力和临界冲击半径,基于弹塑性理论建立冲击地压巷道塑性区本构模型,通过三轴试验获取模型参数,结合现场实测数据验证模型,分析弹性模量、峰后降模量、黏聚力、内摩擦角及支护应力等5个因素对临界冲击应力、半径的影响。结果表明:临界冲击应力小于巷道上方岩层自重,易发生冲击地压,与实际情况相吻合;临界冲击应力随黏聚力、内摩擦角的增大均存在极小值点;临界冲击半径随黏聚力的增大逐渐减小、随内摩擦角的增大逐渐增大;黏聚力越大发生冲击地压的概率越大;弹性模量、峰后降模量及支护应力与临界冲击应力、半径均呈单调变化关系。

SDBS与CaCl₂复配液对煤体瓦斯解吸抑制效应研究

林海飞, 田佳敏, 刘丹, 严敏, 丁洋

2019, 29(11): 149-155. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.024

摘要 ( 177 )

PDF (1842KB) ( 209 )

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为研究表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与CaCl₂复配液对煤体瓦斯解吸的抑制效应,选用新疆硫磺沟4—5号煤层煤样,采用HCA高压吸附解吸装置,测定干燥煤样、纯水、质量浓度2.5×10^-2 g/mLSDBS及SDBS与CaCl₂复配液浸泡后煤样瓦斯解吸参数。研究表明:SDBS与CaCl₂复配液有效降低纯水的表面张力、煤样接触角,当质量浓度为2.5×10^-2g/mL的SDBS溶液与质量浓度为2.5×10^-2 g/mL的CaCl₂溶液体积比为1∶3时,溶液表面张力降低至24.22 mN/m,煤样接触角降低至15.175 °;随解吸时间增加,煤体瓦斯解吸量呈Langmuir关系逐渐增大后趋于稳定,瓦斯解吸速率迅速减小,当CaCl₂质量浓度为1.875×10^-2 g/mL时,最大瓦斯解吸量为0.24 mL/g,最大解吸速率为0.8×10^-2 mL/(g·s),对瓦斯解吸量及解吸速率的抑制效率最高。

基于核磁共振与应力分析的液氮冷浸致裂煤岩研究

王春霞, 张学博, 卢方超

2019, 29(11): 156-163. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.025

摘要 ( 212 )

PDF (4085KB) ( 221 )

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为探究液氮冷浸作用下煤岩孔隙结构的变化规律,以干燥煤岩为试验对象,分别对烟煤和无烟煤试样进行不同冷浸时间处理,通过核磁共振(NMR)试验对比分析液氮冷浸前后煤岩孔隙变化特征;并利用COMSOL软件对液氮冷浸过程进行数值模拟,在得到煤岩温度场分布的基础上进行热应力的计算与分析。结果表明:液氮冷浸作用对煤岩中的各尺寸的孔、裂隙均有不同程度的破坏作用,液氮冷浸30 min时,烟煤与无烟煤的微小孔隙体积增加幅度分别为86.43%和20.28%;液氮冷浸煤岩过程中,低温由煤岩表面逐渐向内部传递,煤岩内部各点产生的热应力随时间的延长逐渐增大,直至最大应力值9.84 MPa,热应力的产生及变化是干燥煤岩主要的增透机制。

水力扩孔扰动下穿层抽采钻孔串孔致因研究

王俊铭, 刘擎, 宝坤

2019, 29(11): 164-170. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.026

摘要 ( 111 )

PDF (2224KB) ( 237 )

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为解决水力扩孔卸压过度问题,厘定水力扩孔合理冲煤量,进一步提高矿井瓦斯抽采效率,首先运用Hoek-Brown原则揭示和阐明水力扩孔后钻孔串孔发生原因;其次构建流-固耦合数学模型,借助COMSOL模拟软件分析扩孔卸压后煤体所受应力变化和渗透率变化情况;最后结合现场扩孔试验,考察不同扩煤量下钻孔串孔发生情况。结果表明:扩出煤量越大,扩孔孔洞周边煤体的径向位移形变量越大;孔洞附近区域内煤体卸压充分,透气性得到大幅改善,串孔发生率明显增大;现场试验与理论分析、模拟结果基本吻合,可为类似地质条件的矿井实施水力扩孔技术提供一定的参考依据。

覆岩关键层水力压裂控制采动影响研究

冯占杰, 郭文兵

2019, 29(11): 171-176. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.027

摘要 ( 121 )

PDF (3512KB) ( 213 )

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为减小煤炭井工开采对地表建(构)筑物的影响和破坏,以晋煤寺河矿5304工作面为研究对象,运用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析覆岩关键层水力压裂控制工作面采动受影响范围,研究覆岩关键层水力压裂前后覆岩垮断形态及地表沉陷特征,揭示覆岩关键层对地表沉陷控制机制。结果表明:覆岩关键层水力压裂后,其移动形式由弯曲下沉转化为沿压裂区滑移切落,水力压裂区域地表下沉曲线变陡,下沉值增大,压裂侧地表采动影响范围减小。

成品油管道周边区域社会风险分析

齐先志, 王晓霖, 许学瑞

2019, 29(11): 177-182. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.028

摘要 ( 186 )

PDF (2569KB) ( 320 )

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为合理规划管道周边区域,将人员伤害风险控制在可接受范围内,首先建立成品油管道社会风险计算模型,该模型给出潜在生命损失(PLL)和F-N曲线的计算步骤;其次采用修正基准失效频率的方法计算管道失效频率;然后利用基于区块的人口统计方法,在管道失效频率、危害后果计算分析和人口数量统计的基础上,计算各类事故的发生概率和可能造成的死亡人数;最后构建F-N曲线并计算PLL。结果表明:管道中孔和破裂失效由于泄漏流量大,引燃概率高成为人员伤害风险来源。该模型可应用于成品油管道社会风险计算和管道周边区域人口分布规划。

地震NaTech中时间因素对化学品安全风险的影响^*

张东妮, 孟耀斌, 马海关, 伍甘霖, 叶琬

2019, 29(11): 183-188. doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.11.029

摘要 ( 228 )

PDF (2422KB) ( 302 )

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为弥补我国对自然灾害诱发事故灾难的NaTech事件研究的不足,尤其是该类事故所伴随的有毒有害化学品泄漏和大范围扩散对公众造成的生命安全健康风险定量评估的缺乏,以我国某沿海化工园区企业内对二甲苯(PX)储罐在特大地震下的破坏泄漏情景作示范性案例研究,按照灾害链的方法模拟PX泄漏与扩散的过程,定量评估由此导致的公共安全健康风险。结果表明:PX扩散的质量浓度具有一定的空间分布特征,对地震常发生的季节和时刻具有依存性;沿海地区NaTech风险评估中应考虑热力内边界层(TIBL),以免低估风险。

建筑安全管理入门教材

李石磊

2019, 29(11): 189-189.

摘要 ( 127 )

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建筑装饰装修工程安全管理意识和技能培养探究

秦岭

2019, 29(11): 190-190.

摘要 ( 57 )

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大学生心理健康教育安全意识培养策略研究

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企业事故风险管控的经济学分析

翟美佳

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