防治煤自燃的高堆积固化泡沫的制备及应用

漏风是引发矿井煤自燃的重要原因,而煤自燃火灾影响了矿井的正常生产。为解决传统无机固化泡沫(TISF)在充填堵漏过程中存在胶凝时间长、堆积能力弱的问题,提出经液态硅酸钠(LSS)改性制备的速凝无机固化泡沫(RISF)。研究了不同掺量的LSS对泡沫浆液胶凝时间、堆积能力等性能的影响规律,采用抗压强度、稳定性测试等表征手段,确定了LSS的最优添加量为5%(质量分数),RISF的28 d抗压强度达2.49 MPa,是TISF的1.7倍,最大密度比R为1.11,稳定性提升20%左右;胶凝时间和堆积能力的测试结果表明,与TISF相比,RISF的凝结时间大幅缩短(从683 s缩短到52 s),堆积能力提升(最大堆积高度提高1.9倍)。基于此,结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对RISF的速凝固化机理进行了探究。试验结果表明,RISF具有更多的水化产物且不同的水化产物紧密交织,颗粒水化过程中,LSS水解生成原硅酸根与溶液中的钙离子结合,加快水化反应,缩短了泡沫浆液的胶凝时间。但也发现,当LSS添加量超过5%时,RISF的抗压强度降低,稳定性下降,这主要是因为过量的LSS使溶液中的钙硅比例低于1.0,导致生成了低强度的水化产物。堵漏风试验和灭火试验结果表明,与TISF相比,RISF具有较高的堵漏效率和优良的防灭火性能,堵漏效率最高提升26.3%,并且在扑灭煤火时未出现复燃。RISF在利民煤矿矸石山的现场应用表明,其具有良好的降温灭火效果,有效解决了矸石山的高温难题,确保了矿井的正常生产。

矿用喷涂堵漏风自修复材料性能研究及工程应用

喷涂堵漏风是防止煤自燃的有效手段之一。针对传统水泥基喷涂堵漏风材料脆性大、易开裂、堵漏风效果差的弊端,提出以微生物及结晶矿物为自愈合剂,研制出生物胶囊和矿物胶囊以及一种生物–矿物–纤维协同自修复材料。研究了不同养护湿度和养护时间对材料裂缝自修复能力的影响。结果表明:当养护湿度为100%相对湿度、养护时间为35 d时,研制的生物胶囊和矿物胶囊可以将裂缝完全修复,裂缝最大修复宽度为1260μm。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)探究了自修复材料裂缝区域修复产物的晶型及元素组成,发现裂缝处的修复产物为球碳镁石、花瓣状的水菱镁矿以及大量由细菌矿化产生的球形方解石,这些修复产物在一定程度上起到了密闭裂缝的作用;EDS能谱分析证实了修复产物为MgCO_(3)和CaCO_(3)。当养护湿度为100%时,材料具有最高的堵漏风率(97.15%),比同养护条件的对照组试样高出73.62%。最后将自修复材料用于沿空煤柱喷涂堵漏风,结果显示该材料在6个月内未发现明显裂隙,与传统水泥砂浆相比,该材料具有更长的使用寿命和更好的预防效果。

地下煤火分维—分级探测预警技术研究

为实现煤自燃隐蔽火源的高效监测预警和防治,本文对地下煤火分维—分级探测预警技术展开研究。首先,揭示煤自燃受热升温及燃烧过程的煤自燃的电磁—声波—温—气变化特征,形成电磁—声波—氡气—红外多维探测方法,实现井上井下联合多维探测应用;其次,根据大尺寸煤自燃指标气体产生规律,建立基于正压输运的煤自燃监测预警体系,实现地下煤自燃发火的分级精准预警;最后,依据复杂区域综放面煤层自燃发火特点、影响因素及变化规律,提出复杂开采煤自燃灾害综合防治技术体系。研究成果可为井下煤自燃灾害预警防治提供依据与参考。

基于AISM的高校燃烧与爆炸实验室事故关键致因分析

高校燃烧与爆炸实验室涉及燃烧、爆炸、高温、高压等危险因素,具有较高的事故风险。结合三类危险源理论辨识出高校燃烧与爆炸实验室爆炸、火灾、中毒、烫伤4种主要事故类型的25个事故致因因素;进而运用对抗解释结构模型(AISM)对因素间相关关系进行分析,得到高校燃烧与爆炸实验室事故关键致因。以某高校燃烧与爆炸实验室为例,通过对比AISM模型的UP型和DOWN型有向拓扑层级图,确定出该校燃烧与爆炸实验室事故的5个根源性关键致因因素、5个敏感性关键致因因素、3组互为因果关系的关键致因因素。研究结果为制定更精准的预防事故措施提供了依据,为提高现代高校燃烧与爆炸实验室安全管理效率提供了一种新的思路。

三种矿井堵漏风用无机增韧酚醛泡沫的制备和特性研究

防治煤自燃常用的酚醛泡沫存在韧性差、抗压强度低的问题。为了改善酚醛泡沫力学性能差的问题,本研究制备了三种无机增韧酚醛泡沫,研究了其发泡性能、力学性能、热稳定性。结果显示:纳米黏土增韧酚醛泡沫的固化时间提高,固化温度降低,而玻璃纤维和改性玻璃纤维增韧酚醛泡沫的固化温度变化较小;纳米黏土能够降低酚醛泡沫的发泡倍数,而玻璃纤维和改性玻璃纤维对其发泡倍数影响较小,增韧酚醛泡沫的收缩率降低;三种增韧剂均能改善酚醛泡沫的粉化率,其中纳米黏土的改善效果最佳;随着增韧剂添量的增大,酚醛泡沫的抗压强度先增大后稳定,当纳米黏土、玻璃纤维和改性玻璃纤维用量分别为6%、4%、4%时酚醛泡沫的抗压强度最大;玻璃纤维和纳米黏土增韧酚醛泡沫的热稳定性增加。

黄土丘陵区地形、土壤水分与草地的景观格局(英文)

在黄土丘陵区,地形因素和土壤水分是决定草地景观格局的主要因素,同时草地景观格局在不同尺度上影响着景观中的流.地形因素、土壤水分和草地结构在不同尺度上有着密切的联系,研究它们之间的关系对于了解生态系统的过程十分重要.针对黄土高原异质化的草地群落结构,选取黄土丘陵区经过20多年自然封育形成的天然草地,从坡面尺度对景观格局进行了调查研究,在地形因素、土壤水分和草地结构中选取了有代表性的指标14个,用多元统计分析对选取的指标进行了主成分分析和聚类分析.聚类分析将样方分成3种植被类型,不同植被类型的海拔、坡度、20～140cm土壤含水量以及物种丰富度和生物多样性存在显著性差异.相关分析表明：海拔对0～300cm土壤含水量影响显著;海拔对草地群落盖度,坡位、坡向对草地群落的物种丰富度和生物多样性有着重要影响;而草地群落的物种丰富度和生物多样性与0～100cm土层的含水量关系密切.

云雾山自然保护区环境因素对土壤水分空间分布的影响

选取黄土高原云雾山自然保护区天然草地,研究分析了地形因素、植被类型、降雨和封育措施对土壤水分的影响,研究结果表明:在0～100cm土壤,单点季节平均土壤含水量的空间变化主要受坡向、坡位、群落类型和封育措施的影响;在深层土壤100～300cm,相对海拔、坡位、坡向、群落类型和封育措施在控制土壤水分的再分布中具有重要作用。不同的环境因素对土壤水分空间分布影响的季节变化存在明显差异,坡度、相对海拔、坡位与土壤湿度的关系依赖于前期降雨量,土壤湿度和坡度、海拔、坡位和封育措施的相关性一般随前期降雨的增加而增大。群落类型对土壤湿度的影响与群落盖度和蒸腾速率有关,在植被盖度差异较大的5月份和蒸腾速率差异较大的7月份影响显著。坡向对土壤湿度的影响依赖于太阳辐射的变化,在太阳辐射较强烈的7月份差异显著。由于长期自然封育,草地覆盖度不断增加,其蓄水保水能力增强,对土壤水分的调节能力得到提高,从而能在一定程度上改善土壤水分条件。

黄土丘陵区不同立地条件下植物种群生态位研究

运用改进的Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,通过对不同立地条件下样带的比较,分析了主要植物种群在不同立地条件下的生态位变化以及种间关系、群落结构对立地条件的响应。结果表明,草地群落建群种本氏针茅的生态位宽度在4种立地条件下都表现为最大值,非建群种的生态位宽度随环境条件的改变呈较大的波动性。生态位重叠指数表明,生态位较宽的物种与其它物种间存在较大的生态位重叠,但在一定的立地条件下,生态位较窄的物种之间也存在着较大的生态位重叠,这种现象是种群对有限环境资源激烈竞争的体现;不同种间生态位重叠随立地条件的变化格局存在较大差异,这种差异是由植物种间生物生态学特性和需求差异造成的;但同一种对在不同立地条件下生态位重叠的变化是立地条件对种间关系影响的结果。总体来说,在黄土丘陵沟壑区,由于环境条件的影响,物种生态位重叠相对较低。

云雾山天然草地物种分布与环境因子的关系

应用数量生态学中的梯度分析方法研究了云雾山天然草地群落类型、物种分布以及与环境因子的关系。研究结果表明,作为重要的人为管理措施,封育通过改善草地的水分、养分等环境条件,显著影响了云雾山草地的物种分布和群落类型。在封育草地,植被类型为本氏针茅群落,未封育草地为铁杆蒿群落。本氏针茅、百里香、大针茅、直茎点地梅、阿尔泰狗哇花等中旱生植物在封育草地中占优势,铁杆蒿、硬质早熟禾、星毛委菱菜等在退化草地中占优势。除封育措施以外,20～100cm的土壤含水量对物种分布影响显著。同时,养分作为一个重要的环境因素对物种的分布也具有重要影响,特别是速效钾和NO3--N。海拔、坡位、坡向等地形因素对植物分布的影响不明显。

黄土丘陵区人工林下草本层植物的结构特征

调查分析了黄土丘陵区5种人工乔灌林小叶杨（Populus simonii）林，山杏（Prunus armeniaca）林，山桃（Prunus davidiana）林，沙棘（Hippophae reamnoides）林，柠条（Caratana korshinskii）林下草本层植物的物种组成、结构特征及其差异。结果表明：5种人工乔灌林下共有37种草本植物，各人工林林下物种组成数量在17～25之间变化，其中以杏树林最多；5种人工林下草本层平均盖度、平均高度、平均生物量存在较大差异，但多样性指数相差不显著。总体来说，黄土丘陵区人工乔灌林下草本植物物种组成较少，物种多样性指数较低，结构参数较小，说明该地区人工林林下环境条件较差，严重影响草本植物个体的生长发育和群落结构。综合分析表明，具有较低林分密度和林冠郁闭度的山杏林是恢复状况相对最好的人工林，揭示了保持合理的林分密度，同时采取疏伐、修枝等管理措施是促进人工林生长发育以及林下草本植物物种多样性和片层结构改善的关键。

施水对本氏针茅光合作用和叶绿素荧光特征的影响

通过利用短期施水代替降雨的方法,研究长期干旱条件下突然施水对本氏针茅光合特性的影响。结果表明:施水后,本氏针茅的叶水势得到恢复,RuBP羧化酶活性提高,表观量子效率、羧化速率和最大光合能力明显增加,限制光合作用的气孔因素和非气孔因素得到缓解。同时,本氏针茅的光化学活性在施水后部分恢复,光量子产量和热耗散能力明显提高。不同水分条件下,本氏针茅叶片的叶绿素荧光光诱导过程存在较大的差异,施水条件下,叶片的光合速率、气孔导度、实际光化学效率和非光化学淬灭上升速率较快,而持续干旱条件下叶片的光诱导速率较慢。

短期施水对长期干旱铁杆蒿光合作用和叶绿素荧光特征的影响

模拟长期干旱条件下的突然降雨,研究短期施水对长期干旱条件下铁杆蒿(A rtemisia sacrorum)光合特性的影响。结果表明,施水后,铁杆蒿的叶水势得到恢复,表观量子效率、羧化速率和最大光合能力明显增加,限制光合作用的气孔因素和非气孔因素得到缓解;铁杆蒿的光化学活性(Fv/Fm)在施水后完全恢复,实际光量子产量(Phi PS II))增加,PS II的还原比例和非化学猝灭(NPQ)降低;不同水分条件下,铁杆蒿叶片的叶绿素荧光光诱导过程存在较大的差异;施水后叶片光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和P h iPS II上升速率明显加快,而非化学猝灭(NPQ)启动速度和最大值相对较小。

复合催化剂改性矿用酚醛树脂低热值及发泡性能研究

传统酚醛树脂在煤矿充填堵漏过程中会释放大量反应热,易造成充填煤层区域温度的升高,从而引起煤炭自燃的问题。针对这一技术问题,对合成酚醛树脂的关键组分“碱性催化剂”进行改良,制备出“碱性催化剂A”,对比分析了催化剂A和其他碱性催化剂对树脂黏度、固含量、泡沫固化温度、发泡倍率和微观孔径结构的影响,并探究了由催化剂A合成的改性酚醛树脂(N-PF)的固化放热机理。研究结果表明:N-PF树脂具有较高的发泡倍率,良好的黏度和较低的固化温度。微观孔径数据显示,碱性催化剂A的应用提高了N-PF树脂泡沫体的孔隙尺寸,且泡沫粉化率低于PF泡沫,具有更加优异的力学性能;傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)和核磁共振碳谱(^(13)C-NMR)数据显示,N-PF的羟甲基指数低于PF,有利于酚醛树脂在固化过程中总放热量的降低;差示扫描量热(DSC)分析和理论计算证明N-PF在固化过程中的热量释放较PF更为平缓,避免了热量的快速积聚。同时发现,与PF相比N-PF在相同固化体系下的固化体温度与发泡体周围环境温度均大幅降低,固化体温度由125℃降低至65℃降幅可达46%,发泡体周围环境温度由41.8℃下降至32.9℃降幅达21%。

石油化工企业常见危险源分析及其安全对策研究

随着石化企业新技术、新工艺、新材料的不断应用,石化企业危险化学品的数量及种类逐渐增多,危险源和安全隐患日益突出,石化企业的发展面临安全生产新挑战。本文从石油化工原料产品、化工反应装置等方面入手,分析了石化企业的主要危险源,并分析了常减压蒸馏装置、催化裂化装置、聚丙烯装置、延迟焦化装置及汽油加氢装置等常见生产装置的危险性,同时针对近年来发生的典型安全事故特点,结合当前石化企业存在的危险性问题和生产现状提出了与之相适应的防护措施和改进建议。

反应条件对矿用充填发泡树脂活性的影响研究

采用二价金属A作为催化剂,合成矿用发泡树脂。通过测定树脂的固含量、黏度、凝胶时间、羟甲基指数等,研究反应温度、时间和催化剂用量对矿用发泡树脂活性的影响。试验结果表明:随着反应时间的延长、温度的升高、催化剂用量的增加,树脂的黏度和固含量逐渐增加,而树脂中残余B、残余C和凝胶时间逐渐减少。在较高温度下,羟甲基指数随着反应时间的延长先增加后减少;在较低温度下,羟甲基指数随着反应时间的延长先减少后增加;较大的催化剂用量有利于树脂缩合反应,较低的用量有利于促进B与C的羟基化反应。

应用型本科院校安全工程专业人才培养模式的探讨

针对安全工程应用型人才培养,分析教育教学中存在的主要问题,如课程设置不合理,学生实践能力差,人文素质欠佳,教学方法缺乏创新,重学术轻实践等。从企业对安全人才的需求出发,分析了安全工程专业学生应该具有的核心能力和知识结构,提出了安全工程人才培养的目标。最后,提出了安全工程应用型人才培养模式,即开放办学,改革教学模式,开放实验室,提高学生动手能力,加强实习过程的监督,提高实习效果,注重双师型教师的培养,校企合作,提高办学质量。

云雾山草地优势植物的光合生理特性对CO2浓度的响应

对云雾山自然保护区主要优势种的光合生理特性随CO2浓度升高的变化进行了研究。研究结果表明,随CO2浓度的升高,4种植物的胞间CO2浓度升高,气孔导度下降,蒸腾速率减少,水分利用效率提高,光合速率增加。然而不同生长期、不同植物之间光合特性存在明显差异。7月份4种植物的光合速率皆最大,8—9月份较小;不同植物之间光合速率和蒸腾速率顺序为大针茅>铁杆蒿>本氏针茅>厚穗冰草;水分利用效率的顺序为本氏针茅>铁杆蒿>大针茅>厚穗冰草。同时随CO2浓度的升高,光系统Ⅱ的开放比例、实际光能捕获效率、电子传递速率、实际光化学效率和PhiCO2值均呈直线增加,而热耗散呈下降趋势。

云雾山草地优势种的光合生理特性对光强的响应

研究了云雾山自然保护区主要优势种的光合生理特性对模拟光强的响应。研究结果表明,随光照强度的增加,4种植物的光合速率先增大后减少,蒸腾速率增加。本氏针茅的水分利用效率先增大后减少,铁杆蒿、大针茅和厚穗冰草的WUE呈一直增大趋势。4种植物的光合速率和水分利用效率在生长旺季7月份最大,生长末季9月份最小;蒸腾速率则表现为8月份最大。不同植物间最大光合速率的顺序为铁杆蒿>大针茅>厚穗冰草>本氏针茅;蒸腾速率大小顺序为本氏针茅>厚穗冰草>大针茅>铁杆蒿;水分利用效率的顺序为铁杆蒿>厚穗冰草>大针茅>本氏针茅。叶绿素荧光参数表明,随光强的增加,光能捕获效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(PhiPSⅡ)和PhiCO2降低,热耗散(NPQ)上升。

小麦调亏灌溉研究及其应用前景展望

综述了调亏灌溉方式对小麦产量和水分利用率的影响,从生理生态角度阐述了调亏灌溉增加小麦产量的机理,并从叶片水平、群体水平和大田水平论述了调亏灌溉的节水机理,分析了影响调亏灌溉效果的主要因素,如灌溉时期、调亏程度和其他农艺措施等,探讨了小麦调亏灌溉研究中存在的问题,并对小麦调亏灌溉理论与技术的应用前景进行了展望。

滨州学院安全工程专业实践教学体系的构建

滨州学院安全工程专业实习环节包括认识实习、评价实习和毕业实习;实验课程包括安全人机工程、环境控制与检测实验、锅炉压力容器安全学、通风与防尘工程学、防火防爆工程学等课程;课程设计包括通风与防尘工程课程设计、化工安全系统设计、火灾安全性能化设计、锅炉与压力容器安全学课程设计等。