煤矿安全事故的综合致因模型

为了系统研究导致煤矿安全事故的人机环因素,结合煤矿实际,将设备因素、环境因素与人因分析和分类系统(Human Factors Analysis and Classification System,HFACS)相结合,构建了煤矿安全事故的“弓弦箭”致因模型。其中,弓弦由设备因素11项、人因因素17项和环境因素11项的致因因素构成,箭表示发生不同人员伤亡数量、不同经济损失的安全事故,利用该模型可以综合描述煤矿安全事故发生的原因以及事故的后果。以“弓弦箭”致因模型为基础,借助蚁群聚类及Ucinet-netdraw方法,分别对100起典型煤矿安全事故进行分析研究。结果显示:(1)在统计的100起事故中,致因因素总频数为803,其中人因因素最高为644,占比80.2%,设备因素次之为92,占比11.5%,环境因素最少为67,占比8.3%;(2)以聚类数为4,最大迭代次数为1000,蚂蚁个数为100,阈值为0.9,蒸发率为0.1进行蚁群聚类分析,得到4类煤矿安全事故致因因素,表明煤矿安全事故是由设备因素、环境因素和人因因素交织作用产生,其中人因因素是最重要的致因因素,且操作者的不安全行为技能差错、决策差错、知觉差错和违反规章制度表现出一定的独立性;(3)Ucinet-netdraw分析显示煤矿安全事故的关键致因路径为:“管理过程漏洞”→“监督不充分”→“个人准备状态”→“违反规章制度”。

应急技术与管理专业人才“五位一体”协同培养模式探索

我国是世界上突发事件种类、数量最多的国家之一,灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失重,因此,政府各部门及企业对应急技术与管理专业应用型人才需求与日俱增。该文围绕应急技术与管理专业人才培养需求和传统培养模式中存在的问题,提出集政府、高校、企业、教师和学生为一体的协同培养模式,并从五大主体的角度分别阐述该培养模式实施路径,为我国高校应急技术与管理专业人才培养提供借鉴。

基于熵权-模糊评价法的人员不安全行为风险研究

为了研究煤矿掘进工作面作业人员不安全行为的风险等级,构建了掘进工作面人员不安全行为指标体系,探究各工种风险权重最高的不安全行为,提高对作业人员不安全行为管控的准确性。建立基于熵权法和模糊综合评价法的人员不安全行为风险评估模型,对作业人员不安全行为进行分析评估。结果表明:掘进机司机、巷道支护工风险等级为临界状态,探放水工、皮带机司机及综掘质量验收员风险等级为比较安全;同时分析评估出各工种权重最大的不安全行为;针对掘进工作面作业人员不安全行为风险分析结果,提出改进措施,进而为作业人员管理提供方向,切实提高煤矿本质安全化建设水平。

虚拟现实技术在高校煤矿安全类实验室建设中的应用研究

近年来,国内高校煤矿安全类实验室在虚拟现实技术领域开展了如火如荼的建设工作,取得了一系列成果。在全面总结煤炭行业本质属性的基础上,以文献梳理为切入点,围绕煤矿开采技术、矿井灾害防治、安全培训与考核、事故救援与应急演练等角度系统归纳了虚拟现实技术在国内高校煤矿安全类实验室的建设现状,并从硬件设计和软件研发两个层面对高校煤矿安全类实验室虚拟现实技术的发展方向与建设重点进行了趋势分析。研究成果表明,煤矿安全类实验室虚拟现实技术的发展增强了高校的人才培养、科学研究与技术服务能力,提高硬件设计与软件研发水平有助于发挥虚拟现实技术在高校煤矿安全类实验室建设中的作用。

化工安全生产与环境保护的方法研究

化工产业作为我国国民经济的支柱产业,为社会带来经济效益的同时,也对自然环境及人类的身体健康带来了危害,这对化工安全生产与环境保护提出了挑战。文章就化工安全生产与环境保护的意义作了简要分析,并从行业管理体制、从业者业务水平、企业技术设备3个方面分析了当前化工安全生产与环境保护面临的问题,最后从生产、技术、宣传、制度及专业化5个层面针对化工安全与环保措施进行了探讨。

基于冲能吸能平衡效应的冲击地压巷道分级支护研究

冲击地压是煤炭开采过程中发生的一种动力灾害,主要是由积聚在煤岩中的弹性变形能突然急剧释放造成的,约90%发生在巷道中。巷道冲击破坏不仅与冲击能量直接相关,还与冲击距离远近紧密相关,提出能距比的概念,即冲击震源释放能量与其至巷道距离的比值。根据冲击地压动静载叠加机制和冲能吸能平衡理论,综合考虑冲击震源能距比量级、巷道破坏程度、支护构件吸能、弱结构吸能等特性,建立了巷道围岩冲击矿震稳定性控制模型,分析了冲能、吸能的构成和计算过程,搭建了冲击地压能级与巷道支护强度之间的对应关系,确定了“四高锚网+”为主导技术的煤矿巷道防冲抗震支护体系。根据能距比量级大小,将冲击地压巷道支护安全可靠性分为P1~P4级别,分级对应采取不同支护强度的“四高锚网+”组合支护技术。“四高”锚网支护可对应能距比为102量级的无冲击巷道,“四高锚网+1”(O型钢棚、吸能防冲单元架、围岩弱结构)对应能距比为103量级的冲击地压,“四高锚网+2”对应能距比为104量级的冲击地压,“四高锚网+3”对应能距比为105量级的冲击地压,106及以上量级的冲击危险必须停产、撤人远场处理。结合工程实例进行了巷道防冲支护方案和参数设计,初步验证了理论研究成果的可行性和实用性。研究成果可为我国煤矿冲击地压巷道支护理论研究和工程实践提供一定的参考指导。

活性磁化水改善无烟煤煤尘润湿性能的研究

为了提高活性磁化水抑制无烟煤尘的性能,分别测定了4种表面活性剂溶液的表面张力,进而选取最佳浓度表面活性剂溶液.测定了不同磁化参数下的最佳浓度表面活性剂溶液的表面张力,以确定最优磁化参数.同时分别测定矿井静压水、最佳浓度表面活性剂溶液、最佳活性磁化水与无烟煤的接触角.结果表明,质量分数0.10%尘克C&C溶液可使矿井静压水的表面张力下降43.83%.质量分数0.10%尘克C&C溶液的优磁化强度为300 mT,磁化时间为50 s.相较于矿井静压水,质量分数0.10%尘克C&C活性磁化水接触角减小了79.11%,表面张力减小了47.04%,铺展功及浸湿功分别提升了97.35%、87.01%,极大提升了溶液的铺展能力和浸湿能力.现场应用试验结果表明,使用质量分数0.10%尘克C&C活性磁化水作为采煤工作面的喷雾降水,降尘效率提高了37.53%.

井下转载破碎点粉尘分布特征及降尘系统研究

为了改善综放工作面转载破碎区域的工作环境,结合粉尘分散度分析和现场实测得出转载机机头前1 m处、破碎机处及前刮板机和后刮板机处是四个主要的产尘位置。其中,转载机机头前1 m处持续不断地产生呼吸性粉尘,其PM5占比高达85.19%,原因在于煤块与带式输送机猛烈撞击后产生大量呼吸性粉尘;破碎机处也产生大量呼吸性粉尘,但积累呼尘的速率相对较慢,其PM10占比可达98%,这些粉尘主要来源于两防护罩间由于连接不吻合而产生的缝隙;前刮板机和后刮板机处可吸入粉尘占比相对稳定且比例较高,粉尘粒度分布相对均匀,这是由于此处煤块普遍较大且携带较高的势能,下落后产生大量微细粉尘。并根据每个产尘点的特性采用不同的喷雾降尘技术并设计相应的降尘系统:转载点喷雾形成全断面喷雾抑尘,破碎机喷雾将粉尘封闭在破碎机内部并沉降,前后刮板机喷雾利用雾群将粉尘完全覆盖。最后通过现场检验,PM5和PM10粉尘的降尘率都达到85%左右,降尘效果良好。

VR技术在工业特种设备实践教学中的应用探讨

为了解决工业特种设备教学中学生难以准确掌握相关知识的问题,提出将VR技术应用于工业特种设备实践教学。通过对VR+工业特种设备虚拟教学平台搭建的情况进行分析,探讨工业特种设备VR实验系统应用示例,并阐述VR+工业特种设备虚拟教学平台的优势,表明将VR技术应用于工业特种设备实践教学是可行的、有效的。

不同压力下冻土区水合物法封存CO_(2)的实验研究

目的水合物法封存CO_(2)稳定性良好、储气密度高,是一种极具潜力的碳封存方式,利用冻土区的地层条件更具独特优势,将CO_(2)气体注入冻土区地层中,在一定的温度和压力条件下,形成固态CO_(2)水合物实现封存。方法依据国内冻土地区地层深度对应的温度和压力条件,选取不同地层深度(150 m和200 m)对应温度(1.27℃和2.72℃)和有效孔隙含水率(40%),研究不同注气压力(3.5 MPa、4.5 MPa和5.5 MPa)下的封存特征。分析封存过程的温度和压力变化、封存速率、最终水转化率和最终封存率等动力学规律。结果封存压力越高,水合物法封存所需的诱导时间越短,压力降幅越大。较高的封存压力导致初期封存速率较慢,缓慢封存期的持续时间减少,且封存压力越高,封存率、最终水转化率和水合物相饱和度越高。封存温度越高,压力对封存率的影响效果越明显。结论在地层深度150 m(对应地层平均温度1.27℃)、5.5 MPa及有效孔隙含水率(40%)的条件下,CO_(2)封存效果最佳。

隧道火灾重点排烟系统烟气控制效果及排烟效率研究

采用数值计算方法,考虑热释放速率、排烟量、排烟口间距、排烟口面积、尺寸比和隧道高度,研究隧道火灾重点排烟系统下烟气蔓延距离、温度分布、排烟口风速和排烟效率。结果表明:火灾烟气蔓延距离随排烟量的增大而缩短,隧道顶棚温度下降;在排烟量不变的条件下,更大的排烟口宽长比能够缩短烟气蔓延距离;而排烟口间距的变化对排烟效率影响不明显。基于研究结果,给出了5 MW和20 MW火源功率下的重点排烟系统排烟量和排烟口布置建议值。

液氮溶浸时间对原煤力学及破坏形式的影响

为了研究液氮溶浸处理对煤样单轴和三轴加载力学性质及破坏形式的影响规律,采用三轴实验装置对不同液氮溶浸时间煤样进行单轴、三轴实验。结果表明:是否进行液氮溶浸处理对煤样单轴加载和三轴加载过程中力学特性演化趋势无明显影响,均为随着轴向应变增加,轴向应力先缓慢增加,后直线增大,达到煤样极限后迅速降低;液氮溶浸不同时间煤样单轴加载峰值轴向应力分别为4.28、7.21、2.32、2.34 MPa,三轴加载峰值轴向应力分别为44.31、25.73、37.74、39.78 MPa;随着液氮溶浸时间增加,煤样单轴加载峰值轴向应力呈现出先增大后减小的变化趋势,三轴加载峰值轴向应力呈现出先减小后增大的变化趋势;液氮溶浸煤样在单轴加载和三轴加载后局部破碎更彻底,但液氮溶浸时间越长,煤样破碎后生成的大块煤数量和体积都越多。

围岩加强支护留窄煤柱护巷的可行性研究

为了减少煤矿井下资源浪费现象的发生,研究了留设不同宽度保护煤柱时,围岩塑性区及垂直应力在施工“支护-卸压-砌墙”协同控制技术前后的数值模拟对比分析。数值模拟结果表明:未采取围岩加强支护措施时,随着停采线与回风大巷之间距离的减小,煤柱垂直应力峰值呈先增大后减小的趋势,且回风大巷围岩破坏变形严重;施工“支护-卸压-砌墙”协同控制技术后,随着保护煤柱的回采,煤柱与回风大巷围岩的塑性形变区域面积占比都显著减小,且回风大巷的垂直应力峰值平均减小了25.32%,应力集中系数平均减小了27.03%;在保证煤柱及大巷围岩稳定的前提下,可适当的缩减保护煤柱的宽度,以减少煤炭资源的浪费,并可为煤矿带来较大的经济效益。

长抽短压通风抽压比对综掘工作面粉尘分布的影响

为了掌握东曲矿18304综掘工作面粉尘分布规律及不同抽压比对综掘工作面粉尘分布的影响,运用FLUENT数值模拟软件对井下掘进巷道的风流场进行了模拟,得到了不同抽压比下综掘工作面的风流场,并分析其对综掘工作面粉尘分布的影响。结果表明,提高抽压比可减弱压风筒前方的涡流,有利于改善综掘工作面环境。

空间插值在测氡探测隐蔽火源中的应用比较

为了选择适用于局部观测尺度下测氡探测隐蔽火源的最优空间插值方法,本文以北岩煤矿火区样本数据为研究对象,基于Arc GIS地统计分析模块,通过交叉检验定量筛选出4种插值方法下误差最小的插值模型,定性比较了不同模型的空间分布特征,确定了最优插值方法并进行了钻孔验证。结果表明,4种方法中误差最小的插值模型分别为反距离权重法选择模型幂指数p=1,径向基函数法为薄板样条函数模型,泛克里金法与普通克里金法均为高斯函数模型;综合空间分布图内插、外推表面分布特征及钻孔验证结果,插值方法排序为普通克里金法(高斯函数)>泛克里金法(高斯函数)>径向基函数法(薄板样条函数)>反距离权重法(p=1),优先选择普通克里金法(高斯函数)进行插值来获取煤自燃火区地表氡分布差异信息。

我国应急管理体系演变历程现存问题及优化路径

在应对各类公共突发事件的过程中,我国先后发展形成了三代应急管理体系,逐步实现了从部门分散化管理到多部门协同应对再到综合系统专业治理的转变,以及从单灾种灾害应对到多灾种治理再到全灾种全过程常态化应对的转变。当前复杂多变的突发事件治理场景不断暴露出我国在应急预案体系、应急协同联动、应急物资储备等方面的问题。为进一步优化完善我国应急管理体系,提升政府治理效能,未来我国在应急预案体系方面,要进一步完善优化;在应急协同联动方面,要强化政府应急管理联动,深化官民应急管理协作;在应急物资储备方面,要提升应急资源储备数量,健全应急物资准备体系。

煤矿地下精准注浆技术与发展现状

注浆技术是现代地下工程加固与防渗的重要施工手段,注浆法在各类地下工程中发挥了重要作用。随着现代地下工程发展,注浆技术取得了显著的发展,同时也对地层注浆提出了更高技术要求,特别是在保障煤矿高效安全生产前提下需要更精准的注浆技术。从近年来煤矿注浆法的发展趋势可以看出,精准注浆分别在区域、钻孔与孔内3个层次上取得了显著进展,通过工程实例分析,系统综述了目前煤矿地下精准注浆技术特征,提出了煤矿地下精准注浆的内涵与关键技术,总结了不同尺度精准注浆的实施方法、适应条件以及工程实例,为相关地下工程精准注浆发展提供借鉴。

基于OBE理念应急管理专业跨学科教学模式构建

培养应急管理专业人才是应对重大公共安全突发事件的重要举措。为了减少不同学科之间交流认知差异,整合应急管理专业无序跨学科教学,本文基于成果导向教育(OBE)理念,构建了输入-条件一导向教学模式,提出OBE理念跨学科教学模式,建立应急管理专业跨学科相关人才培养模式,利用跨学科可操作方法将应急管理专业课程之间重组,将学科课程教学模式作为应急管理专业人才培养的重要部分,希望能够为“大安全、大应急”发展过程中提高应急管理行业水平提供参考借鉴。

TKX-50/MDNI共晶的分子动力学模拟

为了探究5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺(TKX-50)与1-甲基-4,5-二硝基咪唑(MDNI)形成共晶的可能性,进一步改善其热感度,提升其应用前景,构建了5种不同摩尔比的TKX-50/MDNI共晶体系,运用Malerials Studio软件中的分子动力学模拟方法,分析了相互作用能、内聚能密度、力学性能等与组分摩尔比的关系。结果表明,在5种共晶体系中,当TKX-50和MDNI摩尔比为1∶3时,修正结合能最大,表明此时两组分间的相互作用最强,组分间的相容性和稳定性也最好,此时更有可能形成共晶;内聚能密度分析与引发键键长分析表明,当TKX-50/MDNI共晶体系中MDNI占比越大时,体系的内聚能密度越大,引发键最大键长越小,体系的热感度更低,降感效果更好;力学性能分析表明,MDNI的引入可以在一定程度上改善TKX-50的刚性,增强延展性,且TKX-50和MDNI摩尔比为1∶1时,力学性能改善效果最佳。

La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3)/α-Fe_(2)O_(3)复合材料的制备及吸波性能研究

以高温煅烧法制备了复合材料La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3)/α-Fe_(2)O_(3),并研究了其结构、电磁参数和吸波性能,进一步初步探索了该粉体用于布料涂层的吸波效果。结果发现:La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3)/α-Fe_(2)O_(3)与石蜡以质量比7∶3混合后的吸波性能显著,分别在厚度5.0和9.5 mm处能吸收99.9%以上的入射电磁波,吸波性能优异。此外,在1~18 GHz和1.0~10 mm范围内,样品La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3)/α-Fe_(2)O_(3)的总有效吸收(≦-10 dB)带宽覆盖测试带宽的91.8%,实现了雷达多频段的有效吸收。复合材料良好的吸波性能得益于La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_(3)和α-Fe_(2)O_(3)的介电损耗和磁损耗的共同作用,实现对电磁波的有效吸收。涂层法和平纹编制法制备的布料在5.84 GHz处也可以吸收90%以上的入射电磁波,为复合吸波材料及吸波织物的设计研究提供了新思路。