高校实验室安全管理模式分析与本质安全化信息系统建设

从多个角度深入分析了实验室安全管理难点,并从人、物、环、管4个角度对高校实验室的隐患进行了辨识;以本质化管理理念与PDCA闭环管理模式为基础,提出了包含4级组织管理、4级安全培训、4级风险管控、4级隐患排查的“4×4”管理体系;以高校实验室的“0死亡到0伤害到0事故到0隐患”目标,构建了包含组织管理、安全培训、实验室管理、危化品管理、风险隐患“一张图”、隐患排查与整改6个模块的实验室本质安全化信息系统,切实提升了高校实验室安全管理信息化水平。

煤蠕变过程电磁辐射频谱特征实验研究

为了研究煤在单轴蠕变加载条件下,电磁辐射频谱变化的响应规律,分别测试了不同煤种在单轴载荷下,垂直层理方向上短时蠕变过程中全阶段的电磁辐射频谱的变化特征,并讨论了其变化规律。研究结果表明,在单轴蠕变分级加载的过程中,煤体的电磁辐射频率及其振幅总体趋势出现了相似的变化规律,并且各个阶段的频率及其振幅也有各自相似的变化规律。在整个蠕变过程中煤体的电磁辐射信号频率整体处在低频阶段,主要集中于0~0.5 MHz,且加速蠕变变形阶段的电磁辐射频带范围大于减速和等速蠕变变形阶段。在减速和等速蠕变变形期,煤体的电磁辐射频率的振幅变化均处在低振幅阶段;在加速蠕变变形期,可能由于煤体损伤的加剧,使得电磁辐射频率的振幅变化出现较大幅度的波动;在加速蠕变变形末期直到样品临近断裂前,煤体的电磁辐射频率的振幅值会出现增大减小增大的趋势。研究结果可为煤岩流变突变过程中损伤破坏信息的准确感知及煤岩动力灾害的智能监测与预警提供一定的实验和理论依据。

生物基可降解润滑油在铝电解多功能天车中的应用研究

本文分析了目前植物油改性技术的原理、优缺点以及生物基可降解润滑油所用的改性技术,对比了生物基可降解润滑油和矿物基润滑油的性能,并将生物基可降解润滑油代替矿物基润滑油应用在铝电解多功能天车中。生物基可降解润滑油以绿色植物油为主要原料,与矿物基润滑油相比,生物基降解润滑油的黏度指数和闪点高、倾点低、生物降解率高、使用寿命长,因而具有绿色环保、可降解、可再生等特点。在多功能天车中应用,生物基可降解润滑油可以满足天车作业发热、昼夜温差大等实际场景对润滑油的性能需求,润滑性能更显著,摩擦系数更小、油膜覆盖率更高,能够有效延长天车的使用寿命,提高铝电解生产效率。

基于KPCA和SVM的铝电解槽漏槽事故预警方法

针对铝电解槽运行数据复杂多维、结构非线性且故障样本量相对正常运行样本量少的问题,提出了一种基于数据驱动的漏槽事故预警模型。模型采用简单经典的分类算法支持向量机,避免小样本数据带来的过拟合问题。并用交叉验证训练测试方法和麻雀搜索算法对参数寻优,提高分类器的性能。同时为了更好地挖掘铝电解运行数据中的特征信息采用核主成分分析法将数据降到8维,模型运行速度提高了65.51 s。另外在设置分类标签时结合实际情况选取了三个变化显著的特征参数作为辅助分类条件从而扩充了故障样本。最后对该漏槽事故预警模型进行性能验证,实验表明模型F1分数达到了0.995,AUC值达到了0.998。

基于深度学习的300 kA铝电解槽阳极效应预测

本文对铝电解槽阳极效应机理和故障参数进行研究,提出了一种基于深度学习的阳极效应预测方法,能适应不同维度、不同数据特征的槽况参数,直接从海量原始数据中挖掘故障特征信息,大幅缩减效应响应时间,具有很好的鲁棒性和抗干扰能力,同时在模型调试优化上,采用Batch normalization算法和梯度检验,提高了模型收敛速度和稳定性。结果表明:该模型效应预测准确率和F1分数分别达到94.65%和0.9317,提前预报时间可达16 min,并通过现场实验验证,达到实际生产要求。

渝东北陡山沱组碳酸锰微生物岩沉积环境初探

沉积型碳酸锰矿床多被认为沉积于水体较深、局限且较还原的沉积环境,特别是黑色页岩型碳酸锰矿床。在扬子北缘城口地区,埃迪卡拉系陡山沱组顶部黑色页岩中也发育碳酸锰沉积,黑色页岩及锰矿石Ce元素异常被认为是指示沉积环境的关键证据,但缺乏系统的沉积学证据,其沉积环境还存在争议。本次研究通过野外剖面、钻井岩心观察和室内薄片观察,详细描述了城口地区陡山沱组碳酸锰岩石的沉积结构、构造特征,对其展开了详细的沉积学研究,确定了其沉积环境并建立了沉积模式。研究表明,城口锰矿是典型的微生物岩沉积,菱锰矿以层状构造为主,内部发育叠层石、核形石、树形石以及凝块石。其中,核形石菱锰矿常黏结生长,菱锰矿微观特征记录了凝块状、球粒状、丝状、管状、纤维状以及放射状等微生物岩微结构。关键钻孔岩心沉积记录显示,研究区陡山沱组菱锰矿与胶磷矿交互沉积,菱锰矿中发育各种微生物岩旋回沉积,少见正粒序层理,内部偶有记录代表水动力变强的内碎屑层,而胶磷矿以强水动力内碎屑沉积为特征,常发育于菱锰矿上部,显示含锰岩系—含磷岩系旋回沉积特征,揭示陡山沱组末期城口地区沉积水体逐渐变浅的特征。结合区域陡山沱组地层沉积特征,认为扬子北缘城口地区陡山沱组1段为缺失盖帽的无障壁海岸沉积,陡山沱组2段是具有混积特征的碳酸盐岩缓坡沉积,微生物岩型菱锰矿主要发育于浅缓坡下部障积丘礁沉积环境。值得注意的是,研究区陡山沱组末期障积丘礁的发育是加速该区域沉积体系由缓坡向台地演化的重要盆地演化动力学因素。

基于石墨烯/黑磷异质结构的各向异性表面等离激元共振光谱及红外传感特性(特邀)

针对单层黑磷表面等离激元器件存在吸光效率低的难题,提出了一种基于石墨烯/黑磷异质结构的各向异性表面等离激元器件,系统研究了其共振光谱及红外传感特性。所设计的石墨烯/黑磷异质结构和非对称类法珀腔结构能够有效提高器件的吸光效率,通过优化器件中谐振腔的厚度将器件在x和y偏振方向上的吸光效率提高至95.54%和97.44%。此外,通过改变入射光的偏振方向动态调控器件的共振波长,实现了对8 nm厚聚环氧乙烷分子v(COC)s和r(CH2)a振动模式的选择性探测,其最高增强倍数分别为88和155。该各向异性表面等离激元器件具有工作波段可调谐、增强倍数高等优点,在痕量物质分析中具有广阔的应用前景。

联合改进作用距离和Dijkstra算法的复杂结构声发射定位方法及应用

声发射定位对含空区等复杂结构的连续动态安全监测具有重要意义。针对直线路径定位方法不适用于复杂结构,而常规Dijkstra搜索算法常出现局部最优路径等问题,提出了一种联合改进作用距离和Dijkstra算法的声发射定位方法,实现复杂结构下声发射的高精度定位。理论测试显示:基于改进作用距离的Dijkstra算法得到的P波传播路径长度小于等于常规作用距离的Dijkstra算法,即P波走时更为准确。理论测试和断铅试验定位测试表明:本文提出的定位方法在复杂结构声发射定位时的整体误差在0.50 cm范围之内,断铅事件平均定位误差由常规作用距离Dijkstra算法的0.95 cm下降至本文的0.54 cm。改进的声发射定位方法在复杂结构声发射定位方面具有很好的应用前景。

基于数据驱动的铝电解槽剩余寿命预测方法研究

铝电解槽的寿命直接影响着电解铝企业的经济效益,准确预测铝电解槽剩余寿命能够提前制定维修计划,减少经济损失。本文针对铝电解槽寿命分析过程中缺乏对历史生产数据应用的背景,从数据的角度出发,探究生产工艺参数对槽寿命的影响,将机器学习引入到铝电解槽剩余寿命预测中,提出一种SVR-RFE-XGBoost模型,结合支持向量回归(SVR)与递归特征消除(RFE)算法,直接从原始数据中挖掘出关键寿命特征。同时利用极端梯度提升算法(XGBoost)对提取后的关键特征进行槽剩余寿命预测。最后利用某铝厂历史生产数据对模型进行性能验证,实验表明,该模型槽剩余寿命的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和拟合优度(r^(2))别为116.0950, 207.4964和0.7463。对比分析XGBoost算法、岭回归(Ridge Regression)和SVR算法,实验结果表明,本文所构建的SVR-RFE-XGBoost的模型表现最佳,能更加准确地预测铝电解槽剩余寿命,在铝电解实际生产中具有重要的指导意义。

基于SDAE和随机森林的铝电解槽阳极效应预测方法研究

阳极效应故障是铝电解生产过程中最为常见的故障现象,阳极效应的发生会降低电解效率,极大增加能耗,同时对环境和设备均有危害,而铝电解生产环境恶劣,槽况参数繁多,各种因素交叉影响,使得阳极效应预测成为铝电解行业的重点研究问题。本文结合铝电解槽槽况数据大数据量、复杂多维、非线性等特征,提出了一种基于深度学习的阳极效应预测模型,构建了堆叠降噪自动编码器,直接从海量原始数据中挖掘关键故障特征信息。同时利用随机森林依据提取后的关键特征进行样本分类预测,能有效地解决阳极效应预测中存在的样本分布不均衡问题,提高了模型的鲁棒性和泛化性。同时在模型的优化上,采用Adam优化算法,相比于传统的优化算法,其在非稳态和在线问题上有很好的表现,大幅提高了模型运行效率。采用mini-batch梯度下降法,有效解决了每个隐含层都会出现covariate-shift问题,并在此过程中通过梯度检验来对模型的反向传播过程进行校准。最后对该阳极效应预测模型进行性能验证,实验表明,该模型效应预测准确率和F1分数分别达到96.78%和0.9501。提前预报时间可达30 min。

“职业卫生与防护”课程金字塔式教学模式探索与实践

在当前新形势下,安全工程领域对人才需求的数量和质量不断提升。为了适应现阶段社会发展的需求,为社会培养更多专业素养与应用实践能力并存的安全工程专业人才,高等院校教学改革和创新势在必行。安全科学与工程学科就是为了避免和减少人员伤亡、财产损失、系统破坏,应用安全科学原理,研究解决安全问题的工程技术、装备、设施、系统和过程的学科,该学科基于灾害事故规律,寻求控制风险、预防灾害事故发生和减少灾害事故损失的技术解决方案。

热激法开采天然气水合物研究进展

天然气水合物具有极高的开采价值,热激法是天然气水合物开采的重点研究方向,当前热激法的主要注热方式有注热流体、井下电加热、微波加热、太阳能加热等。对国内外热激法开采天然气水合物的研究进展进行了综述,分析了不同注热方式的优缺点:注热流体具有操作简单,流体循环利用等优点,但能量利用率较低,适用于饱和度较高的水合物开采;井下电加热热损失较小,适用于开采井井深较大的情况;微波加热能量转化率高,对水合物具有更强的靶向加热作用;太阳能加热清洁环保,符合可持续发展战略目标。微波加热和太阳能加热具有很大的开发潜力和广阔的发展前景,但目前的技术发展尚不足以进行推广。

储库布置方式对层状盐岩水平储油库群稳定性的影响

近年来,国家对石油、天然气的需求日益提升,利用盐岩进行地下能源储备的设施正在加速建设。以拟建于江苏某盐矿的层状岩盐地下储油库群为工程背景,以FLAC3D软件为平台,利用有限元分析法建立水平腔储油库群的数值模拟模型,模拟分析长方形布井和菱形布井方式下不同矿柱宽度储库群的稳定性,并对储库群运营30年后围岩位移分布、体积收缩率、塑性区体积以及顶底板最大竖向位移的变化规律进行分析。结果表明:采用菱形布井方式且设置矿柱宽度不小于1.75倍储库直径是保证水平储油库群稳定性的一种合理布置方式。利用稳定性判据对模拟结果进行检验,所得结果满足稳定性评价准则。研究结果可为中国未来层状盐岩水平储油库群的建设提供参考。