Analysis of the danger zone liable to spontaneous ignition around coal roadway at fully mechanized long-wall top-coal caving face

The intensity of heat output of coal, the rate of oxygen consumption and the influence function of coal size are tested by the big coal spontaneous combustion experiment unit. The independence of the coefficient of heat convection is studied. And based on the conservation principle of energy and the real conditions, such as coal temperature,air temperature, the geometry size of roadway, air flux, the oxygen concentration in the loose coal around the roadway, the threshold parameters resulting coal spontaneous combustion are put forward, and the index determining the danger zone liable to self ignite are evaluated. Finally, the method determining the danger zone liable to spontaneous ignition around coal roadway at fully mechanized long wall top coal caving face is put forward. Based on the determination method and real conditions in the roadway, the coal around roadway can be divided four zones.

支持热力图等级偏好的路径规划算法

热力图以颜色直观地反映人群密度、空间质量等特征的空间分布规律。现实应用中存在避开空气质量差或人群密度大等热力图等级偏好的路线需求,文中提出了支持热力图等级偏好的路径规划问题,规划出一条从起点到终点的路径,该路径花费的成本代价不超过给定的路径成本预算,且满足避开热力图等级偏好的路段(命名危险路段)长度最小化。首先提出一种两阶段的危险网格替换算法,第一阶段规划出一条从起点到终点的最短路径,第二阶段对最短路径中不支持热力图等级偏好的危险网格进行替换。为简化路径搜索过程,提出一种基于危险区域规避图路径查询算法,将热力图中的危险区域近似成矩形结构,生成危险区域规避图,在图上进行路径查询。最后,在真实的数据集上进行充分的测试,验证了所提出算法的有效性。

掺氢天然气高压管道小孔泄漏及扩散特性

通过现有的天然气管道运输掺氢天然气,可大幅降低氢气运输成本。为了评估掺氢天然气管道泄漏的风险,综合高压管道小孔泄漏模型和高斯羽流模型,考虑射流初始动量导致的抬升高度,将高斯羽流模型计算结果与已有实验数据进行对比,并分析了掺氢天然气管道发生单个小孔竖直向上喷射泄漏后,掺氢比、管道压力、风速和泄漏孔直径对泄漏气体导致的爆炸危险区域范围的影响规律。结果表明,高斯羽流模型计算结果与实验数据比较吻合;甲烷危险区域最大距离与掺氢比近似呈线性负相关,氢气危险区域最大距离与掺氢比近似呈线性正相关;甲烷和氢气危险区域最大距离与管道压力近似呈线性正相关,与风速近似呈抛物线型负相关,与泄漏孔直径近似呈正相关。

基于计算机视觉的塔吊危险区域入侵预警

为解决建筑施工中塔吊作业存在的危险区域识别场景复杂的问题,利用计算机视觉技术,提出一种塔吊危险区域入侵预警方法。该方法结合塔吊危险区域动态判定和计算机视觉检测施工现场人员安全帽、安全带佩戴情况以及塔吊下方人员意外入侵,同时,在YOLOv5算法基础上修改注意力模型,并开发窗口交互式检测软件。结果表明:人的入侵行为和安全防护装备在模型中的识别准确率均达85%以上,具有较高准确度。该方法可在塔吊施工场景下进行有效应用,将塔吊固定式危险区域划分为动态塔吊危险区域,并实时监测人员意外入侵及预警。

基于SS-COOT和路径空间缩减的不规则危险区路径规划

城市作战的重要性日益凸显,城市作战路径规划也受到了更多的关注。如何在城市复杂的环境和众多危险区中寻找安全迅速的路径是非常重要的。为保障作战安全,提出了一种基于选拔科特鸟和路径缩减的不规则危险区路径规划算法。首先,结合城市危险区特征和受限情况以构建更符合真实战场的不规则危险区数学模型。其次,建立路径空间缩减模型对路径威胁度进行评估和量化,以剔除掉高威胁路径来降低作战风险。最后,基于选拔策略的科特鸟优化算法(COOT Bird Optimization Algorithm based on Selection Strategy,SS-COOT)结合优质个体以提高算法的寻优效率。经实验验证,该算法在结合不规则危险区的城市路径规划问题上具有搜索速度快、寻优效果好的特点。

土壤性质对掺氢天然气管道泄漏扩散规律的影响

目的探究埋地掺氢天然气管道在土壤多孔介质影响下的气体泄漏扩散规律。方法基于计算流体动力学(CFD)软件建立埋地掺氢天然气管道为研究对象的仿真模型,重点探究了土壤性质、覆土厚度、掺氢比、泄漏孔径、管道压力等因素对气体扩散过程的影响。结果不同土壤性质对气体的扩散分布规律影响显著(纯砂土>纯壤土>纯黏土),气体在土壤中的扩散速度与土壤系数呈反比关系;覆土厚度与地表面形成危险区域的时间呈正相关关系,与地表面扩散面积呈负相关关系;集输过程中,掺氢比、泄漏孔径与压力的增加均导致形成的危险区域增大。结论对比5种影响因素,土壤性质对掺氢天然气泄漏扩散的影响最大,应对砂土土壤下甲烷、氢气的扩散规律与危险区域予以重点关注。

冲击性煤层综放面采空区漏风区域识别及控制方法研究

矿井煤层发生冲击失稳易诱发矿压灾害,且工作面间煤柱破碎形成漏风通道,采空区自燃危险性增强。以孟村煤矿401103深埋冲击倾向性超长工作面为工程背景,通过分析工作面开采时漏风及煤自燃诱因,测定工作面及相邻采空区的漏风规律并数值模拟验证煤自燃危险区域,从而制定漏风控制及煤自燃防控措施。结果表明:401103工作面受冲击矿压影响较大,漏风供氧增加了采空区遗煤自燃的风险;漏风观测数据表明面间煤柱存在漏风通道,使得两工作面采空区形成了复合漏风采空区;在401103工作面推进过程中,煤自燃危险区域主要集中于工作面后部采空区,工作面进风隅角与其临近的401102采空区产生明显的漏风涡流区。采用束管监测、漏风封堵、材料阻化与调节风量等综合防控措施,有效控制了工作面及相邻采空区的遗煤自燃,保证了工作面的安全开采。

沟壑地区浅埋煤层采空区煤自燃危险区域研究

沟壑地区浅埋煤层上覆岩层厚度不均匀,采动影响造成地表开裂形成台阶式下沉趋势,造成地表裂隙漏风,长时间漏风供氧致采空区遗煤自燃氧化条件良好,威胁矿井安全生产。以典型的某矿沟壑地貌浅埋煤层中11B602工作面为研究对象,现场观测地表裂缝发育几何形貌及大尺度漏风裂缝分布特征,并采用数值模拟研究采空区漏风规律,划分煤自燃危险区域。研究表明:工作面对应地表存在拉伸型和开裂型等裂缝,且风流由地表漏向采空区;受地表漏风影响,采空区内整体O_(2)浓度升高,两巷位置O_(2)浓度大于8%,采空区内由地表向两道漏风引起的煤自燃危险区域为进风侧100~151 m、回风侧14~85 m。通过采取井上下综合防治的措施,有效控制了地表漏风和采空区遗煤自燃,保障了工作面的安全生产。

浅埋近距离煤层上部采空区自燃危险区数值模拟研究

浅埋近距离煤层群开采下部煤层时,地表裂隙经过二次发育连通上部老采空区,造成采空区内漏风增加,自燃危险性相应增大。以苏家沟煤矿5-1_(上)煤层至地表空间为研究对象,借助Fluent数值模拟软件,研究地表漏风对复合采空区,特别是上部4-2_(中)煤层采空区的自燃危险区域的影响。研究结果表明:采空区内氧气浓度随着与工作面距离得增加而逐渐降低,连通上部采空区与地表的裂隙对采空区内的氧化带分布产生影响,依据自燃危险区的划分标准,结合风流场及氧化带的分布云图确定自燃危险区域的位置和范围。

保守开髓洞型及One Curve根管预备对下颌第一磨牙近中根管危险区的影响

目的研究使用One Curve预备系统时,保守开髓洞型对下颌第一磨牙近中根管危险区的侧穿风险的影响,为临床选择更优的髓腔入路提供依据。方法选择符合纳入标准的20颗因严重牙周病拔除冠根完整、近中根具有近颊根管与近舌根管2个独立根管,弯曲度为0°~20°的下颌第一磨牙,根据髓腔通路设计随机分为2组:传统开髓洞型组与保守开髓洞型组。传统开髓洞型髓室顶完全去除,保守开髓洞型尽可能多地保留髓室顶及颈周牙本质,使用One Curve单支锉行根管预备。对预备前后的离体牙进行锥形束CT扫描,定位近中根根分叉下方0~7.0 mm位置,以1 mm为间隔确定测量截面。测量各截面中根管近远中侧最小根管壁厚度。结果①20颗下颌第一磨牙近中根预备前CT测量结果示:危险区位于根分叉下0~4 mm,近颊根管近中侧平均厚度为1.18 mm,远中侧为1.08 mm。近舌根管近中侧平均厚度为1.28 mm,远中侧为1.07 mm。②传统开髓洞型组与保守开髓洞型组的下颌第一磨牙的近中根管的危险区的根管壁厚度减少量比较无显著差异(t=1.319,P=0.19)。③传统开髓洞型的近颊根管根尖偏移更偏向近中,保守开髓洞型更趋向于远中侧。而两组在近舌根管的偏移趋势均偏向远中。结论使用One Curve预备系统时,临床上使用基于微创理念的保守开髓洞型不会增加下颌第一磨牙近中根管危险区的穿通风险。

基于锥形束CT影像的下颌第一恒磨牙根管治疗后根分叉病变的分类研究

目的探讨基于口腔颌面锥形束CT(cone beam CT,CBCT)的下颌第一恒磨牙根管治疗后根分叉病变(furcation involvement,FI)的分类,为根分叉病变个体化治疗提供参考。方法回顾性收集就诊于南京大学医学院附属口腔医院的163例患者的164颗下颌第一恒磨牙根管治疗后根分叉病变的CBCT影像资料。根据患牙牙周及根尖周骨吸收的形态和范围,髓室底和根管侧壁剩余牙本质的厚度,结合患者全口其他牙情况,将根分叉病变分为牙周来源、根尖周来源、穿孔性因素及混合来源;并对根尖周来源根分叉病变患牙的根管充填情况进行评估。结果164颗下颌第一恒磨牙根管治疗后根分叉病变患牙中,根尖周来源的根分叉病变最多,占41.5%,其次是混合来源,占26.2%,穿孔性因素占18.3%,牙周来源占14.0%。68例根尖周来源的根分叉病变患牙中,CBCT图像显示48.5%的患牙根充良好,44.1%的患牙根充不全,7.4%的患牙超填。43例混合来源的根分叉病变患牙中,同时存在牙周来源和根尖周来源的患牙最多,占72.1%。结论CBCT可对根分叉病变进行细致的评价并进行分类,对临床治疗有指导意义。

基于无人机模型的危岩运动模拟及风险区划

研究目的:青藏高原东南缘板块交界处的金沙江区域海拔高,地壳活动频繁,岩体较破碎,沿岸地形起伏大,高位危岩发育。传统的地质勘察手段人力难以企及,安全风险极高且效率低下,因此亟需开展非接触式测量、运动模拟及风险区划技术的相关研究与实践,探索出一套适宜高原山区的危岩落石勘察和风险评价分析体系。研究结论:(1)针对高原山区海拔高、低温低氧、地形起伏大、风速大等不利环境因素,选定了非接触式的无人机平台及精细化建模技术,替代了高原山区传统的勘察工作模式;(2)获取了高陡边坡、高位危岩落石区域的真实地形表面特征,可实现高陡边坡高位危岩落石的解译识别、岩体结构几何信息的定量提取、三维滚落运动模拟及特征分析和落石时空风险区划;(3)通过大量的应用实践,这种新型勘察评价体系可极大地提高勘察精度和效率,保障勘察设计施工的安全,研究成果可为高原山区勘察工作提供借鉴和参考。

河池市宜州区气象灾害危险性评估与区划

选取1978—2020年河池市宜州区37个气象站观测数据。气象数据进行归一化处理,采用信息熵赋权法、百分位数法、层次分析法、自然断点分级法、专家打分法等进行灾害危险性评估,分别对宜州区暴雨、台风、雷电、大风、冰雹、干旱、低温、高温等8种气象灾害建立危险性指标,构建评估模型和公式,对致灾危险性进行空间划分,利用ArcGIS软件,采用反距离加权插值等,得出各灾种风险区划图。综合各灾种致灾危险性,计算气象灾害综合危险性指数,划分危险性等级,得出宜州区气象灾害综合致灾危险性区划。

岩质边坡微震监测方案优化设计及隐伏危险区域辨识

地压监测是矿山安全管理的关键环节,也是矿产资源开发过程中有效的监测手段。根据陕西省四方金矿的矿山地质条件和地压活动规律,为提高资源回收率,有效治理矿山地表环形边坡,解决安全绿色采矿的关键问题,针对矿山生产特点,结合传感器布设的基本要求,分析了不同布设方案的理想定位误差,并从经济性角度分析与设计了满足矿山监测要求的地压系统监测方案。为进一步辨识矿山边坡体的薄弱异常区域,确定边坡的区域稳定性情况,采用波速场成像技术获取了边坡体监测剖面低速危险区域和高速危险区域的成像结果,进而实现了边坡体内部隐伏空洞异常区域的超前辨识及监测效果分析。结果表明:在理想化条件下,某一监测点设置为不同的标高时,坡体定位误差差距不明显,结合监测震源的矿山边坡区域相对波速场成像结果可知,基于当前的台网布置方案,可满足对于矿山边坡体监测剖面内部危险区域的辨识需求。研究成果对于减少矿山灾害事故发生、提升矿山安全生产稳定性具有重要意义。

不同风速和高温点下采空区瓦斯分布规律研究

为了研究不同风速和采空区不同位置存在高温点时的瓦斯运移规律,采用了自建的采空区模拟实验台,分别对工作面风速为0.2、0.6、1.0 m/s以及采空区进、回风侧有、无煤自燃时的瓦斯运移规律进行研究。得出:随着工作面风速的增加,采空区各测点的瓦斯浓度均有所降低,采空区中的瓦斯爆炸危险区域面积也逐渐变小;采空区进、回风侧高温点附近区域瓦斯浓度均明显增加,瓦斯爆炸危险区域比常温时也有所增加且增加幅度与竖直方向的高度呈反比关系。

大采高综采工作面采空区煤自燃危险区域研究与判定

大采高工作面由于围岩压力大、回采速度慢和漏风量大等特点造成煤自燃火灾防治难度较大。因此,采用数值模拟和现场观测相结合的方式研究了梅花井232204大采高工作面煤自燃危险区域分布特征。结果表明:采空区漏风风流从进风巷向回风巷方向渗流,造成氧气浓度在进风侧比较高,且高氧气浓度的范围大,在回风侧氧气浓度相对较低,高氧气浓度的范围也显著缩小。随埋入采空区距离增大氧气浓度逐渐降低,进回风侧氧气浓度分别在105 m和80 m降低到8%。综合判定得到232204工作面采空区的氧化升温带范围在进风区域和回风区域分别为40~105 m和28~80 m。研究结果可为大采高综采工作面采空区防灭火工作提供指导。

江苏四类低温事件致灾因子与基于影响的低温风险时空分布对比研究

利用1961—2020年江苏省70个气象观测站数据,分析了4类低温事件(寒潮、霜冻、低温阴雨寡照和冰冻)的时、空分布特征,建立4类低温灾害危险性评估指标和综合危险性指标,结合人口、经济(GDP)两类承灾体的暴露度和脆弱性指数,建立了低温灾害风险评估模型,评估了江苏省低温灾害影响人口和GDP的风险等级及其空间分布。结果表明:(1)1961—2020年江苏省寒潮、霜冻和低温阴雨寡照事件发生较多,冰冻事件发生较少;研究时段内4种低温事件发生日数呈交替出现或多灾种同期多发的特征,1961—1980年寒潮和霜冻事件发生日均较多,2001—2020年低温阴雨寡照和冰冻事件同期多发。(2)江苏省中、南部寒潮频次较多,年平均累计降温幅度较大;霜冻日数北多南少,极端最低气温北部明显较低;低温阴雨寡照日数从西南到东北递减,南部降水偏多,北部过程平均温度较低;江苏西北、西南地区冰冻日数均较多,与降水空间分布一致。(3)江苏北部为寒潮和霜冻灾害高危险区,霜冻危险性呈纬向带状分布,低温阴雨寡照高危险区域集中在西南部;冰冻高危险区在南部和北部均有出现。低温综合危险性在北部和西南部较高,中部和东南部较低。(4)低温对人口和GDP的风险等级具有空间差异,由于承灾体的空间非连续性打破了气象条件的连续性分布,导致低温灾害对不同承灾体所产生的可能风险在空间分布上产生差异。

地质灾害详细调查中危险区划分方法的应用——以广东省连州市为例

连州市位于南岭东西向构造带,区域构造错综复杂,属地质灾害易发区,区内地质灾害类型以滑坡、崩塌为主。区内形成地质灾害的地质环境条件是地形、地貌、地质构造、地层岩性及岩土体类型,而形成地质灾害外在的诱发因素则是强降雨和人类工程活动。根据区内地质灾害易发程度、地质灾害的稳定性、受威胁人员和财产的数量,采用地质灾害综合危险性指数法,将地质灾害危险区分为大、中、小三个等级,通过地质灾害危险区评价,将防控重点布置与灾害易发区和危险性大、中区域。

基于大数据的火电厂SCR脱硝系统液氨泄漏危险区域估算模型

设计基于大数据的火电厂选择性催化还原(SCR)脱硝系统液氨泄漏危险区域估算模型。通过数据挖掘模块,利用K-means聚类算法,依据聚类结果确定液氨泄漏影响因素。数据应用层依据所确定的影响因素,通过现场模拟模块,利用MATLAB软件依据高斯烟羽模型,模拟火电厂SCR脱硝系统液氨泄漏场景,并根据模拟结果估算液氨泄漏危险区域,将其划分为重度危险区域、中度危险区域、轻度危险区域、受影响危险区域。实验证明采用笔者所提方法可有效估算液氨泄漏危险区域,当液氨泄漏速率和泄漏源强相同时,风速越高,液氨泄漏危险区域越小。

爆炸性气体危险半径计算及危险区域等级划分

本文说明了划分爆炸危险区域等级及范围的必要性,并详细阐述了释放源、通风或空气流通、稀释程度、爆炸性气体危险区域、爆炸性气体危险区域范围,以及与之相关的影响因素。通过公式及图表,计算或估算了气体释放质量流量、气体释放特性参数、通风速度、稀释程度及爆炸性气体危险半径,并在此基础上,确定了爆炸性气体危险区域等级。