基于事故因素分布的实验室安全管理探究

为了增强实验室安全管理工作,有效降低事故频率,基于事故总数、伤亡事故数、伤亡人数3项关键指标,应用图表对2001~2022年间国内发生的101起实验室事故进行统计分析。应用关联规则Apriori算法对不同层面相关因素进行综合分析,揭示了事故因素的分布特点。结果表明,第二、四季度事故频率较高,周二、周三是事故高发时期,可能是由人失误导致相关化学品造成事故频次增加引起。周日事故伤亡情况最严重,主要与周日集中实验人数较多有关。总体上看,人失误导致相关化学品造成爆炸事故最为突出,但事故因素在不同季度的分布存在较大差异。结合事故因素综合分析结果采取相应措施强化安全管理工作,能提高安全管理水平,有效降低事故发生频率和伤亡情况。

高校大学生应急能力研究进展

高校大学生的应急能力是实现自救和互救的重要保障,但目前针对大学生群体应急能力的研究较少,在法律、法规和应急预案的制定中未能考虑大学生的特异性。文章对高校大学生应急能力的研究方法、影响因素、评价方法和提升对策等方面进行了综述,总结了大学生应急能力研究的不足,并指出未来需进一步丰富研究方法,探索影响因素的相互关系,完善评价方法,将研究结果应用于应急教育和规范制定,真正提高大学生的应急能力。

基于大尺寸工程模型的排尘系统实验及参数优化

为解决某高瓦斯矿综掘面粉尘污染问题,通过COMSOL软件对压入式通风下粉尘于不同区域运移特性进行研究;选取3种排尘系统参数(风筒风速、压风距离、风筒悬挂高度),以进风侧、回风侧及掘进机操作台位置粉尘质量浓度为分析指标,借助大尺寸工程模型对每种参数下4个方案进行相似实验,优选排尘系统参数。结果表明:压风出口处负压影响下掘进机机尾存在粉尘回流,并于掘进机操作台处积聚;排尘系统参数以风筒风速16~20 m/s、压风距离8~11 m、风筒悬挂高度3.4~3.7 m设置时,掘进机操作台位置最大粉尘质量浓度降低49.02%,排尘40 min清除掘进机两侧96.58%浮尘,提升了压入式通风为基础的排尘系统抑尘效果及排尘效率。

情绪对矿工安全行为能力影响研究

为减少煤矿生产中安全事故的发生,从情绪控制角度,基于效价-唤醒度(V-A)情绪模型,并结合情绪唤醒方法和生理测量技术,开展矿工安全行为能力认知试验;然后通过测量不同情绪唤醒下的注意力和决策时间,采用回归分析法,探究不同情绪效价下唤醒度对矿工安全行为能力的影响。结果表明:低唤醒度正性情绪中,唤醒度的降低会使矿工注意力减弱、决策时更厌恶风险;在正性情绪的高唤醒度区间,随着唤醒度的提高,矿工注意力和决策厌恶风险程度先增加后减少,直到低于中性情绪;低唤醒度负性情绪中,唤醒度降低会使矿工注意力和风险厌恶程度都降低,在负性情绪的高唤醒度区间,唤醒度的提高同样使注意力和决策的风险厌恶程度先增加后减少,甚至直到低于中性情绪;相较之下,在情绪的高唤醒度区间,正性情绪唤醒度的提高更容易使矿工安全行为能力降低到中性情绪水平以下。

教学楼弧形出口安全通行等级区域划分

为有效提升教学楼弧形出口学生通行的安全性,通过现场数据测定并借助Pathfinder数值模拟软件,对出口不同区域内学生的疏散时间、路线等情况进行仿真模拟,掌握出口人员疏散的规律与特点,结合仿真模拟及现场拥堵人群的分布情况划分安全通行等级区域、制定疏导管理方案。结果表明:在疏散过程中,拥堵人群后方的人员会选择出口两侧的路线进行疏散,并非紧跟在人群的后方;出口大厅有效通行区域的学生密度达0.56人/m2(约25人)时,若后续学生继续增加,将使出口逐渐拥堵;将出口扇形区划分为3个安全通行等级区域,并提出了相应的疏导与管理方案,提升了出口拥堵时通行的安全性。

风险感知对不安全行为的影响机制研究

为探究高危行业从业人员风险感知对不安全行为的影响及作用机制,采用风险感知量表、自我调节疲劳量表、组织沉默量表和不安全行为量表,对304名高危行业男性从业人员展开问卷调查。结果表明风险感知通过自我调节疲劳的完全中介作用影响不安全行为;感知的组织沉默在自我调节疲劳对不安全行为的影响中起正向调节作用,即员工感知的组织沉默程度越高,自我调节疲劳对不安全行为的影响效应越强。

安全事故致因因素动态约简算法的创建及其应用

针对目前因素分析法难以判定事故孕育动态过程中新增因素对事故演化影响的问题,基于因素空间理论和粗糙集理论,创建了安全事故致因因素的动态约简算法。在因素静态约简算法的基础上,通过定义因素对事故演化影响的重要度概念,提出因素重要度定义及算法,对事故致因因素重要度进行排序,给出了安全事故致因因素的动态约简算法。以煤与瓦斯突出事故为研究对象,给出突出事故致因因素动态约简算法的应用示例。研究表明:安全事故影响因素的重要度是衡量其对安全事故发生与否的重要量度,因素的重要度越大,其与安全事故之间的因果逻辑关系越强,在事故安全防控中越要重点关注;因素动态约简算法通过重要度排序和决定度分析,可有效利用原有约简结果,迅速得出新增加因素对事故孕育演化的影响能力,快速确定事故致因因素,实现整体约简。

基于动态D-K算法的矿井突水应急疏散最优路径研究

矿井水害发生后,选择恰当的应急疏散路径,对于降低矿井人员伤亡和事故等级至关重要。传统的Dijkstra算法不能有效应用于矿井突水的动态环境,只能静态规划出单一的最优逃生路径。为此,提出了1种基于时间当量长度的最优路径分析方法。该方法实现了对传统的Dijkstra算法的动态优化,优化后求解的最优路径随时间、水位高度进行动态变化,并将动态Dijkstra算法与K则最优路径算法相结合,实现对多条最优逃生路径的动态规划。应用表明:优化后的动态D-K算法能够有效适用矿井水害随机性、动态性、复杂性的特点,为受灾人员选择应急逃生路径提供重要的决策支撑。

面向有害气体泄漏的应急疏散路径规划算法研究

为研究有害气体泄漏后人员疏散的最优方案、定量计算在各条疏散路径上人员所受到的伤害程度、合理安排疏散路线疏散人员,提出1种综合考虑毒气质量浓度场、路径关系、实际疏散时间等因素的多目标优化应急疏散路径规划算法(MOEP),进而得到应急疏散路径规划方案。然后,以某液氨泄漏事故为案例,将仅利用最短疏散路径、仅利用最少毒性负荷路径以及MOEP得出的疏散方案进行对比,验证模型有效性。研究结果表明:仅追求最短疏散路径或最少毒性负荷路径可能会导致较高的伤害或较长的疏散时间,本文最优疏散路径规划方案的实施能充分利用多条可行路径进行人员疏散,研究结果可为有毒气体泄漏事故下的应急疏散路径规划提供参考。

矿山应急救援虚拟现实引擎优选研究

传统矿山救援培训存在训练手段单一、成本高、安全隐患大和可重复性差等弊端,利用虚拟现实技术可以为救护队员提供高仿真的交互体验和实操训练,是应急救援培训的可行方向和有效途径。其中引擎是实现高质量和沉浸式虚拟现实体验的核心。当前虚拟引擎的种类繁多,其架构和性能差异极大,基于矿山救援实际需求选择合适的引擎成为关键。本研究基于对虚拟引擎15项指标特性分析,以矿山应急救援实际需求为出发点建立了引擎优选指标体系,通过层次分析法对各指标进行权重赋值并进行权重判断矩阵一致性检验;在此基础上,利用模糊决策参数分析法,辅助权威专家评判对Unreal、Unity3D等主流引擎的9项特征指标量化分析,结合指标权重对各引擎进行综合评估与适应性评价。研究结果表明:在当前矿山应急救援虚拟现实培训需求下,Unreal引擎表现最佳,Unity3D、Source Engine、CryEngine虚拟引擎其次,而Cocos 3D引擎适应性相对较差,研究成果为虚拟现实引擎的选用提供了一种有效方法。

突发停风巷道内气体扩散演化及应急撤离研究

为解决掘进巷道意外停风后新掘煤壁涌出大量瓦斯,导致瓦斯体积分数快速上升进而危及作业人员生命安全问题,提出停风期间掘进巷道瓦斯体积分数时空演化数学模型,采用多物理场耦合软件模拟研究掘进巷道发生突发性停风事故后瓦斯涌出量、瓦斯体积分数、氧气体积分数的时空演化规律。结果表明:停风后巷道内瓦斯扩散属于低雷诺数层流流动;理论计算数据与太岳煤矿2207掘进巷道停风实测数据对比分析趋势一致;涉险人员逃离速度必须大于3.91 m/min,最佳撤离时间段7~25 min,最迟在30 min巷道氧气体积分数降至低氧水平前逃出巷道。

基于“3+”模式的“安全法学”教学改革研究

“安全法学”课程对培养学生熟悉并遵守安全法律规范、树立法律意识、自觉承担社会责任等具有重要作用。针对学生参与率低等问题,通过深入挖掘课程思政资源、建立数据库、事故案例教学等方法,对课程进行“3+”模式创新:“课程思政+”模式把“应国家之需、解人民之急、保一方平安”的理念植入学生灵魂;“大数据+”模式培养学生使用现代工具的能力;“事故案例+”模式提高学生课堂参与率。通过课程教学改革,实现“安全法学”课程教学线上线下的结合,显著提升教学质量。

矿山应急救援虚拟仿真虚实互动技术及实现途径

虚实互动技术是虚拟仿真的重要组成部分,现有矿山虚拟互动技术存在交互单一、跟手性差等不足,实际应用表现不佳。为此,提出了适用于矿山应急救援虚拟仿真虚实互动技术的实现途径,以多模态交互技术为基础,运用虚拟多角色协同作业交互技术与环境漫游系统。通过运用这些技术,极大提升了矿山应急救援虚拟仿真虚实互动的交互效率与沉浸感,为智慧矿山建设提供技术支撑。

基于混合柯氏-AHP-可拓模型的煤矿安全培训有效性分析

培训指标的复杂性、评估方法的单一性、评估过程的主观性及评价效果的难以量化性等问题是当前煤炭安全培训效果评价存在的主要问题,寻找合适模型对其进行有效分析具有重要意义。本文基于柯氏理论构建了4个一级指标和20个二级指标的评估指标体系,同时引入层次分析法(AHP)和物元可拓法计算各级层次指标的权重、关联度及优度,形成了基于混合柯氏-AHP-物元可拓的煤矿安全培训效果评价体系,并将该评价体系在山西多个煤矿安全培训中进行了实例验证。结果表明,混合柯氏-AHP-物元可拓模型避免了权重确定时主观因素的过度干扰,量化了评价效果,获取了煤矿安全培训过程中各指标的达标情况,验证了安全培训的有效性、科学性与准确性,为安全培训效果的评估提供了新方法。

基于风险评估的煤矿企业安全生产责任保险费率厘定

为充分发挥煤矿企业安全生产责任保险(简称安责险)的事故预防功能,实现不同企业的差别费率,首先分析了煤矿企业安责险的费率构成,然后从矿井自然条件、防控措施、人员、装备、环境、安全管理、应急救援方面建立了包含7个二级指标和40个三级指标的煤矿企业安全生产综合风险评估模型,并采用定量风险评估结合修正法厘定煤矿企业安责险费率,最后以某煤矿企业为例进行安责险年度保费计算。结果表明:本方法厘定的煤矿企业安责险费率与煤矿企业的实际风险状况较一致,保险费用更容易被煤矿企业所接受。该研究结果为企业安责险费率的厘定提供了新思路,可为政府引导保险机构进行风险管控及事故预防服务、确定合适的安责险费率提供参考,助力我国煤矿企业安责险的高质量实施。

煤矿安全管理人员工作压力相关研究

为进一步探究煤矿安全管理人员的工作压力,并为其压力调节提供理论依据,以215名煤矿安全管理人员为研究样本,运用问卷法调查其工作压力、压力认知和压力应对方式;采用SPSS、AMOS统计软件分析调查数据。研究结果表明:煤矿安全管理人员积极的压力认知与2种积极的应对方式(挑战压力、转化压力)显著正相关,与工作压力(岗位工作强度、工作职责与发展、组织机制与氛围)不存在相关性;煤矿安全管理人员消极的压力认知与消极的应对方式(逃避压力)显著正相关,与工作压力的3个方面均显著正相关;转化压力的应对方式与工作职责、发展显著负相关,逃避压力的应对方式与工作压力3个方面均显著正相关;积极的认知不一定会纾解压力感受,但消极的认知会加强压力体验。

基于安全高效支护结构体的堆喷技术研究与应用

针对煤矿井下作业环境的特殊性和现有支护技术的不足,提出了堆喷技术,确定了工艺参数,研发了堆喷外加剂(S2),揭示了S2强化堆喷料性能的作用机理,形成了一套完整的堆喷构筑矿用支护结构体的工艺方法,并应用于沿空留巷等工程实践。结果表明:(1)堆喷技术可以根据需要构筑支护结构体,不受空间断面限制,操作工远离危险区,安全高效控制围岩;(2)堆喷料潮拌及输料管路分段加水工艺,提前湿润物料,可以促进堆喷料水化作用、增强粘附性及和易性、降低粉尘和回弹率;(3)S2的促凝组分包括NaAlO_(2)、Al_(2)(SO_(4))_(3)、NaF、Al(OH)_(3)和快硬硫铝酸盐水泥(SAC-42.5),增粘抗裂组分为硅灰(GS)、聚丙烯纤维(JB),提高了支护结构材料的凝结速度和抗压强度,且具有微膨胀特性;(4)现场堆喷标准试件的单轴抗压强度测试结果为1天12.0 MPa,3天18.1 MPa,7天27.5 MPa,28天42.1 MPa,90天42.3 MPa,具有高强承载能力,且后期强度不倒缩,强度增长过程分为三个阶段:初期快速增长阶段(龄期0~14 d)、中期持续增长阶段(龄期14~28 d)、后期稳定阶段(龄期>28 d);(5)堆喷技术构筑巷旁隔离墙实现沿空留巷,拓展了矿用支护结构体的高效施工方法。

冲击载荷下含瓦斯煤动力学破坏特征与瓦斯渗流规律分析

为探究不同冲击载荷和瓦斯压力作用下的含瓦斯煤动力学特征、裂隙扩展及瓦斯渗流变化规律,采用含瓦斯煤岩冲击损伤-渗流试验系统开展含瓦斯煤冲击试验以及原位渗流测试,并结合工业CT扫描系统进行试样裂隙结构的三维重构,分析含瓦斯煤内部裂隙扩展特征及其对瓦斯渗流的影响规律。研究结果表明,冲击载荷和瓦斯压力对含瓦斯煤的动力学性质、变形过程、裂隙扩展和渗流规律均具有重要影响,具体表现在:①受围压和轴压的影响,冲击载荷耦合瓦斯压力条件下的含瓦斯煤应力-应变曲线无明显压密阶段;含瓦斯煤的变形过程主要经历了弹性变形阶段、应变强化阶段及破坏阶段。②冲击载荷的增加对含瓦斯煤动力学参数具有强化作用,气体压力的升高则劣化了含瓦斯煤动力学参数;冲击载荷越大,瓦斯压力越高,含瓦斯煤的裂隙扩展愈充分,所形成的裂隙结构愈复杂。③含瓦斯煤的渗流规律受控于裂隙扩展,冲击载荷耦合瓦斯压力作用下,含瓦斯煤中存在孔隙流动、孔隙流动-裂隙流动并存及裂隙流动等3种气体流动形式;含瓦斯煤冲击破坏后,随着气体压力增加以及气楔作用的增强,瓦斯流动形式可由孔隙流动依次转变为孔隙流动-裂隙流动并存和裂隙流动;裂隙扩展和流动形式共同影响含瓦斯煤渗流规律,含瓦斯煤渗透率随瓦斯压力的增大总体上符合先增大后减小的变化趋势。

基于链式中介作用的矿工被信任感与安全绩效关系研究

为适应矿工自我实现的心理需求,明确矿工被信任感对安全绩效的影响,改善矿工安全绩效;基于自我评价机制和社会交换理论,构建矿工被信任感、关系认同、工作满意度和安全绩效的链式中介模型;通过问卷收集268名一线矿工的有效数据,利用SPSS 27.0和Mplus 7.5软件进行实证分析并检验。研究表明:矿工被信任感与安全绩效、关系认同以及工作满意度之间呈显著正相关;安全绩效与关系认同和工作满意度之间也呈显著正相关;关系认同与工作满意度不仅起独立中介作用,还存在链式中介效应。

煤层透气性系数新的测试计算方法

煤层透气性系数是衡量煤层瓦斯流动难易程度的关键参数。现行的煤层透气性系数计算式中,将变压力非线性偏微分方程的系数假定为常数,理论推导结果存在较大缺陷,使得现场测定的透气性系数存在较大偏差。为解决煤层透气性系数测定失准的问题,推导了钻孔径向流量法测试煤层透气性系数的过程,并在推导过程中指出该方法存在的问题。以朗格缪尔式瓦斯含量和达西定律为基础,建立无量纲模型,将模型解算结果进行反演拟合,得到新的煤层透气性系数计算式,并通过现场实测钻孔数据进行验证,修正了现行的煤层透气性系数测试方法,提出准确可靠的计算煤层透气性系数的新方法。结果表明:用抛物线式表示煤层瓦斯含量并将变量煤层瓦斯压力p^(1.5)视为常量推导而来的煤层透气性系数计算式,相当于将瓦斯含量拟合成与压力平方成正比关系,理论与实际测算均存在较大误差。采用朗格缪尔式无量纲模型计算出的无因次瓦斯涌出速度Y’进行反演拟合,可解决现行计算方法的缺陷;当吸附常数b与原始瓦斯压力p_(0)的乘积(无因次原始瓦斯压力)不同时,Y’与无因次时间Fo’的函数曲线明显不同,由此得到了含有无因次原始瓦斯压力的透气性系数计算式;当煤层和钻孔条件一定时,由不同时间测试的瓦斯涌出量计算得到的煤层透气性系数λ值具有良好的再现性。新的煤层透气性系数现场测定方法与现行方法完全相同,不增加额外工作量,但新方法的计算更加精确可靠。