公路工程施工安全事故致因模型构建

为了探究公路施工安全事故诱因及其影响关系,基于"4M"理论和事故致因"2-4"模型,识别公路工程施工安全事故致因因素并确定模型框架,运用SPSS Modeler软件对2007~2017年426起事故进行关联规则挖掘,采取路径分析与重要度分析,构建出公路工程施工安全事故致因模型。结果表明:施工单位内外部原因共同引发公路工程施工安全事故,外部原因来源于建设单位、监理单位和勘察设计单位的安全管理缺失,而施工单位内部影响因素中,人的不安全动作、物的不安全因素、不良的生产环境和自然环境是事故发生的直接原因,无效的安全监管和作业层安全素质及能力不强是间接原因,根本原因是施工程序和技术方案存在缺陷,根源原因是决策层和管理层的安全素质及能力有待提高。该模型系统展现了工程施工项目安全事故致因因素的影响关系和重要程度,为公路工程施工安全事故预防提供指导。

人工智能技术在矿工不安全行为识别中的融合应用

为有效识别矿工不安全行为,预防煤矿安全事故,提出融合深度学习的计算机视觉、表示深度信息的深度图像、可穿戴传感器等人工智能识别技术的方法。基于以上3种方法在人体行为识别上的应用特点,运用主成分分析法(PCA)将3种识别技术提取的行为特征降维融合,通过支持向量机(SVM)对融合特征进行分类;以矿工跌倒行为数据为正样本,走路、坐下、弯腰、下蹲、躺下等5种日常行为数据作为负样本,分别利用3种人工智能识别方法以及融合方法对矿工跌倒行为进行识别检验。结果表明:经过融合后的识别方法对矿工跌倒行为的识别效果均高于其他3种人工智能识别方法。

行为安全研究进展追溯与述评

为推动行为安全研究的发展和应用,通过文献综述方法,确定广义行为安全研究对象,从理论和管理2个维度来解析行为安全研究进展。在理论层面,通过分析行为机理来阐述行为安全理论基础,提炼行为影响因素并探究因素间作用关系;在管理层面,追溯行为安全管理在不同阶段、不同行业的应用现状,提出改进方案。结果表明:行为安全理论基础和影响因素分析2方面的研究较为深入,但是仍需夯实相关模型并引入先进的研究方法,而行为安全管理应用的时效性和针对性较差,需要在组织因素和个体因素结合、干预的效果、信息技术应用等方面进行改进。

新工科背景下混合式教学模式体系的构建——以《消防工程学》课程为例

为了有效提高《消防工程学》课堂质量与效果,培养符合新工科背景下的创新型安全科学类人才,本文分析混合式教学模式线上教学与线下教学的特点,以及“消防工程学”的现有课程教学大纲,将《消防工程》课程内容的重点和难点合理分配给线上与线下教学,构建混合式教学模式体系,引发《消防工程学》采用混合式教学模式体系的思考,进一步提升学生学习的积极性与自主学习能力。

翻转课堂在安全生产与消防法规中的应用

基于安全生产与消防法规课程的特点,探讨改进了罗瑞兰德教学模型,提出了翻转课堂和案例研讨式教学的混合式教学模式,分析了其与传统课堂教模型的不同之处以及实施途径,在实践应用中取得了良好的教学效果。

低温作业环境下应急救援人员局部冷损伤预测评价

为评价应急救援人员在低温环境下开展救援活动时遭受的冷损伤情况,对传统人体热生理模型进行改进,将人体模型拓展为20个分区,增加了脸部、肩部等部位,每个部位包括4层:核心、动脉、静脉、皮肤,动、静脉的血流参数由128段血管模型计算获得.基于改进的人体热生理模型,计算分析了多种低温环境工况下应急救援人员局部皮肤温度的变化规律,主要探讨分析了环境温度、风速、防护程度对手部和脸部皮肤温度的影响程度.结果表明:风速对低温环境工况人体局部皮肤温度影响显著,但随着风速的增加,影响程度会降低;较好的局部低温防护能提高人体该部位皮肤温度10℃以上;手部较脸部更容易遭受冷损伤.该研究能为低温环境下作业人员冷损伤评估提供技术支持,对低温冷损伤防控具有重要应用价值.

快速疏散应急结构在高层建筑中的应用

提出了一种快速疏散应急结构,将房间内原来锁闭的防盗窗设置为可自动打开的联动控制型防盗窗。在报警系统、通信系统、智能控制系统配合下,紧急情况时可将一层所有房间内防盗窗自动开启,使房间变为临时疏散通道,提高疏散速度。以16层高的学生宿舍公寓为例,应用Anylogic建立应急疏散模型,对比原有疏散方案和优化后疏散方案。结果表明,疏散结构优化后,疏散时间由810s减少至375s,疏散效率提高了53.7%。

煤中多组分混合气体竞争吸附研究现状及工程应用

煤对气体的吸附特性是煤岩瓦斯动力灾害防治、提高煤层气采收率(ECBM)等研究的基础。煤层气中不仅含有CH 4,同时含有CO、CO 2、H 2S以及其他烷烃类气体。在注气开采煤层气和煤层主动式瓦斯压力测定等工程中,不同气体由于吸附能力的差异会发生竞争吸附行为。首先,分析了煤中气体竞争吸附的机理,对比分析煤基质中多组分气体吸附平衡预测模型,并探讨了竞争吸附的影响因素、吸附膨胀特性以及吸附动力学行为。其次,结合现有研究阐述了CO 2-ECBM过程中的煤层渗透率降低、衍生的突出灾害风险以及超临界CO 2吸附等问题。最后,对煤中多组分气体吸附平衡预测模型、煤岩动力灾害防治、ECBM及PSA变压分离技术等工程应用进行了探讨。

基于IREQ模型的低温环境应急救援人员冷应激分析

为更准确地评估低温环境下应急救援人员冷应激情况,避免低温伤害。基于国家推荐性标准GB/T 24254—2009确定我国低温冰冻灾害应急救援作业工作服装热阻(IREQ),并引入适合描述我国低温冰冻灾害高强度应急救援作业的人体储热率参数,对所需IREQ模型进行改进。计算分析低温冰冻灾害环境下应急救援人员的修正服装热阻、有限持续暴露时间、体温恢复时间。研究结果表明:改进的IREQ模型计算所得的基本需求热阻更高,有限持续暴露时间更低,对提高低温环境下的应急救援作业安全性具有一定的科学意义。

中美煤矿安全监察执法对比研究

我国煤矿安全生产事故呈现逐年大幅度下降的趋势,对比中美煤炭百万吨死亡率,显示,我国与美国相比还存在比较大的差距。继而,通过分析中美煤矿安全监察执法的特点,发现,中美在安全监察执法、职业培训、执法人员权责、煤矿监管监察技术方面存在不同,并针对这几方面提出了进一步完善我国煤矿安全监察工作的建议,可为完善我国安全监察执法体系提供参考和借鉴。

安全工程专业本科生“全程分阶段”导师制模式探讨

对安全工程专业本科生实施的培养质量满意度调查结果显示,"团队合作能力""创新能力""专业知识水平"等的欠缺,制约着培养质量的提高,而本科生导师制被寄予厚望。当前安全工程专业本科生导师制在实施过程中存在着两个问题:一是学生多导师少,学生获得的指导资源有限;二是导师职能定位不明确,过于偏重或缺失某些环节。"全程分阶段"导师制模式,可以根据不同年级学生的指导项目需求,确立不同的指导内容及其指导侧重点,让指导更有针对性,让本科生导师制的实施效果更佳。

“韧性学校”的建设路径和机制优化

建设“韧性学校”,有效防控综合风险,是提高学校安全水平的重要手段。本文通过分析学校“韧性”建设的必要性,提出“韧性学校”四条建设路径及优化机制,形成事前有防御、事中有处置、事后有修复的“韧性”生命周期,构建高质量的“韧性学校”。党的二十大报告中指出要提高防灾减灾救灾和重大突发公共事件处置保障能力。学校的风险不断迭代升级,由传统的单一风险向综合性、全领域风险演化,防控对象不断增加,防控难度不断上升,需要涵盖风险全要素的综合防控策略。

不同变质程度煤在氧化过程中的表面官能团红外光谱定量分析

为研究煤在低温氧化过程中的官能团变化特征,首先利用同步热分析仪对不同变质程度煤样进行程序升温实验,并在特征温度点对其进行恒温氧化处理,然后借助傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对原煤和氧化煤样进行分析,并对红外光谱曲线进行分段分峰拟合,计算各煤样低温氧化官能团峰面积变化和红外光谱结构参数。研究结果表明:在低温氧化过程中煤的羟基和脂肪烃的谱峰强度逐渐减弱,脂肪氢的峰面积占比不断降低,含氧官能团的峰面积占比不断减少,取代芳烃的峰面积则基本不变,同时氧化初期煤分子中芳香核较稳定,不易参与反应;低变质程度煤中脂肪烃多以短链存在,且支链化程度较高;随着煤变质程度加深,煤分子中脂肪氢的峰面积占比逐渐降低,芳香环的聚合程度则不断增强。

基于SPH方法与GPU并行计算的复杂阶梯流数值模拟

为了更有效地模拟和分析地铁站内复杂楼梯上洪水流动的动力学特征,采用光滑粒子流体动力学方法(SPH)并借助GPU并行计算技术对复杂形态(带1、2、3个休息平台的直行、直角转弯L型)阶梯上洪水流动特征和漫延过程进行数值建模和计算分析。基于SPH方法和GPU并行加速的复杂阶梯流模型的数值模拟结果表明:该模型不但可以计算获得更好的阶梯流流态,而且具有较高的计算效率;不同休息平台数、不同形态阶梯上洪水水流呈现差别较大的水流特征;该模型借助GPU并行加速,适合研究大尺度复杂楼梯上洪水漫延问题,可为分析和评估洪水水流对地铁站楼梯上被困人员疏散过程的影响提供有力的工具。

基于OpenFOAM的综合管廊舱内燃气泄漏扩散数值模拟

为实现综合管廊燃气泄漏扩散的精确高效模拟分析,进而为综合管廊燃气泄漏事故的安全防控提供技术支撑,利用OpenFOAM对城市地下综合管廊舱内燃气泄漏扩散进行数值建模计算,研究分析通风受限空间内的燃气泄漏扩散规律,并结合对应急响应时间的分析验证了通风策略的有效性。研究结果表明:气体射流作用与浮升力作用是影响综合管廊燃气泄漏扩散浓度分布的重要因素,采取合理的通风措施可有效加速燃气的流动与扩散,缩短燃气泄漏报警响应时间,有利于燃气泄漏事故应急决策与应急救援的快速实施。

地下煤火分布及探测技术现状研究

基于对国内外地下煤火形势的研究,分析了国内外煤火的分布现状及原因,探讨了不同煤火探测技术的优缺点及适用范围。结果表明:我国煤火主要分布在北纬35°~45°地区,全球煤火重灾区主要位于在北纬25°~55°地区之间。该现象主要与煤质变质程度、开采强度以及气候条件相关。经过对现有技术的深入调查与分析,得出煤火探测技术设备在精度和抗干扰方面需要加强。因此,了解煤火的分布及探测技术,对煤火的研究防治具有重要意义。

低温环境下人体生理反应及认知反应实验设计

为了系统分析低温作业环境下人体生理反应和认知反应的变化规律,设计了可测量、分析低温环境下人体生理反应及认知反应情况的实验方案,包括实验内容及流程、实验设备设施、人体生理反应及认知反应测量指标等。该实验利用人工环境舱模拟低温环境工况,包括温度、湿度、风速等环境参数,同时参考国际标准利用跑步机运动模拟作业强度。该实验可有效分析了低温环境工况(温度、湿度、风速)及作业强度等因素对人体生理反应和认知功能的影响,有助于深入了解低温环境下作业人员的生理及认知反应特点,从而为减少人体冷应激损伤提供理论依据。

不同温度下型煤吸附解吸变形规律的研究

采用自主研制的高压瓦斯煤岩吸附-解吸测试系统,进行了型煤在不同温度条件下的吸附-解吸变形全过程试验,对型煤吸附与解吸瓦斯产生变形进行了研究。研究结果表明,型煤在不同温度条件下随时间的变形曲线具有相同的变化规律,即先后经历快速膨胀变形、缓慢膨胀至平衡变形、卸压瞬时膨胀变形、快速收缩变形、缓慢收缩至平衡变形5个阶段;型煤的吸附膨胀和解吸收缩曲线均具有朗格缪尔方程和幂函数方程特征;型煤在吸附过程中的膨胀变形具有各向异性,在解吸过程的收缩变形具有各向同性,解吸平衡的残余体应变与温度呈负相关。

基于“新工科”与OBE教育理念的岩石力学与矿山压力课程改革

结合“新工科”背景,基于OBE教育理念改进岩石力学与矿山压力课程教学具有重要的现实意义。从思政课堂、安全工程特色、科教互融、“雨课堂+BOPPPS”四大方面对课程教学进行调整,保证学生学习质量以及学习效率,同时充分利用线上线下教学资源,建立线上线下多元考核模式,及时了解学生学习情况,可以有效改善学生学习专业课的态度,实现预期的课程目标,提升课程教学效果。

基于改进广义回归神经网络的工作面低氧预测模型研究

为了更有效合理地解决煤矿工作面中低氧问题,以神东某煤矿工作面监测数据为样本,考虑监测物理参数之间的相互影响关系,借助主成分分析法对广义回归神经网络(GRNN)进行改进,构建工作面氧气浓度预测模型,编制改进的GRNN模型程序。将预测氧气浓度结果与实测数据对比,证明改进后的GRNN模型具有良好的拟合准确度和泛化能力,比改进前GRNN模型和BP神经网络模型更适合于煤矿工作面低氧问题的预测;利用改进的GRNN模型分析了工作面进、回风压力及进风温度对工作面及回风平巷氧浓度的影响,为矿井工作面低氧预测及工作面低氧防治技术提供了参考。