土木工程施工安全特色的安全工程专业人才培养体系研究

我们根据青岛理工大学的办学特色及优势学科群和社会的需要,形成了土木建筑施工安全为主的特色培养方向。我们以服务区域经济发展为基础,以为土木建筑施工、工业生产制造等行业培养高素质应用型工程技术人才为目标。由于政策环境好,社会需求大,毕业生就业前景乐观,就业单位以国有大中型建筑企业为主。文章介绍了土木施工安全特色的人才培养体系构建思路和实践能力培养,并对学科未来发展提出建议。

综掘工作面抽尘区域对旋流风幕控尘的影响

为提高综掘工作面旋流风幕控尘效率,降低高浓度粉尘污染,运用数值模拟与工程实测相结合的方法分析了抽尘区域对旋流风幕控尘的影响规律。结果表明:随着抽风口距工作面距离增大,抽风筒距压风筒对侧巷道边壁越远,工作面流场控尘能力逐渐降低,高浓度粉尘扩散距离及扩散角均随之增大。基于模拟结果,确定了综掘工作面旋流风幕控尘的最优抽尘区域为抽风口距工作面2 m,抽风筒安设于压风筒对侧巷道边壁。通过工程应用,验证了数值模拟结论的有效性,掘进司机处粉尘浓度可降至24.6 mg/m^(3),风幕控尘效率达到91%。

重载列车车速对隧道入口段扬尘特征的影响模拟

为掌握重载列车车速对隧道入口段风流运移及扬尘特征的影响,为铁路隧道抑尘提供技术支持,以梁家山隧道为研究对象,模拟分析了重载列车以不同车速进入隧道时入口段压力场、风流场的演变规律,探究了隧道入口段煤尘颗粒运移轨迹及其浓度分布规律。结果表明:重载列车驶入隧道过程中,车速越大,列车运行前方正压场及车身周边的负压场越强,隧道入口段产生的涡流区及风速越大;重载列车完全驶入隧道后,空间内的煤尘颗粒以内旋和外旋两种运移方式呈高速无序地扩散,同一尾流区断面上,列车不同位置处监测点的煤尘浓度和最大煤尘浓度对应的时间分布有差异。该研究成果有助于理解重载列车运行速度对隧道入口段风流运移及扬尘特征的影响,对梁家山隧道入口段的煤尘防治有指导意义。

企业文化与企业安全文化建设水平互动效应研究

为提高企业安全文化建设水平,基于人类协同国际环形和企业安全文化建设水平评价指标设计调查问卷,以赛轮金宇股份有限公司为研究对象,对其企业文化和企业安全文化建设水平进行相关性分析和多元逐步回归分析,探索二者的互动效应,从企业文化角度发掘安全文化建设重点。结果表明,自我实现文化、亲和文化、传统文化、成就文化与企业安全文化建设水平高度正相关,逃避文化则呈现高度负相关,其相关系数(绝对值)均在0.9以上;同时,多元逐步回归分析中,以上5个文化规则均进入回归方程,其标准化回归系数β分别为:0.395、0.182、0.169、0.129、-0.145。因此,这5种文化规则对企业安全文化建设水平具有很高的预测力,是企业安全文化建设的重点所在。

基于环境监测的矿井通风三维仿真辅助决策系统设计

为优化金属矿山矿井通风系统及辅助决策设计,弥补常用矿井通风仿真解算软件在环境监测、实时解算和辅助决策方面的不足,基于矿井通风理论、环境监测、计算机与通信技术开发矿井通风三维仿真辅助决策系统。提出通过利用实时监测到的井下通风环境参数(风量、风速等)和已存储在系统数据库里的巷道参数,实现对矿井通风网络实时解算,并将其应用到山金阿尔哈达矿井通风系统中。结果表明:矿井通风三维仿真辅助决策系统同步实现了山金阿尔哈达矿井通风系统的环境监测、风网实时解算和三维仿真模拟,提高了其矿井通风管理水平,为矿井通风系统改造优化设计和矿井向深部中段延伸时的通风系统设计提供辅助决策依据。

综掘工作面压抽风量比对多径向涡旋气幕阻尘效果的影响

为了解决煤矿综掘工作面粉尘污染难题,以唐口煤矿3110运输巷综掘工作面为研究对象,对压抽风量比r为0.5、0.8、1.2、1.5条件下的多径向涡旋气幕运移及其阻尘效果开展数值模拟研究。结果表明,随着r的减小,控制风流结构的主要因素由惯性转变为抽风负压,气幕保持径向涡旋状态的轴向运移距离及其前部低速紊流区均随之减小,当r减小至0.8及0.5时,能够在掘进作业区域形成轴向阻尘流场,粉尘污染范围也随之减小。结合综掘工作面实际情况,选取r为0.8,经现场应用,掘进机司机前部断面形成了较为完整的轴向阻尘流场,风速减小至0.38~1.19 m/s,掘进机司机处粉尘质量浓度降至63.0 mg/m^(3)。

回采工作面采空区瓦斯封存量计算模型研究

为准确计算煤炭开采过程中回采工作面采空区瓦斯封存量,基于采空区上覆煤岩层运移及裂隙分布发育规律,分析回采工作面采空区瓦斯封存量主要影响因素,建立回采工作面采空区瓦斯封存量计算模型,并对其进行计算验证。结果表明:回采工作面采空区封存瓦斯量主要受煤岩瓦斯赋存地质条件和开采技术条件2个方面因素影响;根据采空区上覆煤岩层垮落规律,采空区瓦斯封存量可分为压实稳定区瓦斯封存量、自然堆积区瓦斯封存量、承压影响区瓦斯封存量和采空区内遗煤瓦斯残存量4部分;用建立的模型计算某煤矿N2413综采工作面采空区瓦斯封存量,计算结果与实际结果之间相差13.5%,误差在合理范围之内。

民营企业安全文化模型及其实证分析

针对民营企业特点,基于交互安全文化模型,建立民营企业安全文化模型并辨识关键元素,以赛轮金宇股份有限公司为例进行实证分析。在广泛参考国内外相关研究的基础上,设计调查问卷,运用粗糙集ROSETTA软件对测量结果进行属性简约,最终确定15个安全文化元素;借助MATLAB,采用熵权法确定各元素权重,然后进行可拓综合评价。评价结果表明该企业的"高层管理者重视"一项得分为4.82,水平较高,整体文化等级属于"良",级别特征变量j*=3.138 1。"创造安全舒适的工作环境"、"建立合理的奖惩制度"、"定期进行应急演练"3个方面得分偏低,是安全文化建设需要重点加强的方面。

基于多因素影响的高含硫气田集输系统清管作业的定量风险评价

高含硫气田集输系统清管作业是维护湿气集输安全的重要措施,若清管作业操作不当,则不仅会影响工艺安全,还容易造成燃烧爆炸、中毒等事故,因此有必要进行清管作业定量风险评价方法的研究。针对清管作业中风险最大的作业步骤,基于多因素影响建立模型进行泄漏风险分析,该模型充分考虑组织因素、行政管理、个人特性、技术系统特性、任务特性等风险影响因素对泄漏风险的不确定性影响,并给出了算例。结果表明,利用该模型考虑到组织、管理、员工对清管作业风险的不确定性影响,可为清管作业安全管理提供参考。

综掘工作面通风条件对径向旋流风幕阻尘效果的影响

为了提高综掘工作面径向旋流风幕阻尘效率,降低高浓度粉尘对人员作业区域污染,运用数值模拟与工程实测相结合的方法分析了通风条件对径向旋流风幕阻尘的影响规律。结果表明:随着风幕与工作面距离增加,风幕装置径向风量增大、通风系统压抽比减小,径向旋流风幕运移过程中更易于转化为风量与风速分布均匀的轴向阻尘流场,粉尘污染程度随之降低。拟合了高浓度粉尘扩散距离与各通风条件间的定量关系,结合实际生产条件,确定了径向旋流风幕阻尘较优通风条件为风幕距工作面30 m,风幕装置径向风量为270 m3/min以及通风系统压抽比为0.8。通过对模拟结果进行工程实测,验证了数值模拟的有效性,掘进司机断面粉尘浓度降至35.5 mg/m3,风幕阻尘效率达到了90.5%。

井工矿井煤炭开发中CH_4排放影响因素分析

为了客观的分析井工矿井煤炭开发中CH4(瓦斯的主要成分)排放的影响因素,在分析瓦斯形成过程及赋存条件的基础上,结合我国井工开采矿井生产工艺、抽采现状,构建了由煤层瓦斯含量因素、开采技术因素、瓦斯抽采状况及瓦斯残留状况四个子系统构成的井工矿井煤炭开发中CH4排放影响因素综合评价指标体系。该指标体系由16个二级指标构成,具有科学、全面、指标较易获取的特点,有助于分析我国井工矿井煤炭开发中的减排潜力,为制定相应的CH4减排措施提供依据。

基于能量理论的含瓦斯煤体突出失稳倾向分析

为了分析构造煤的非稳态扩散特性对构造煤体能量失稳评判的影响,利用稳态和非稳态瓦斯扩散模型,建立了原生煤和构造煤的初始瓦斯扩散系数与压力的函数关系式;基于现有的能量公式,构建了煤体的吸附和游离瓦斯膨胀能的计算模型;分析了埋深与突出能量的关系,探讨了不同埋深条件煤体的突出能量失稳倾向性,获得了构造煤层突出临界埋深为190 m;最后通过现场瓦斯动力现象对结论的准确性进行了验证。

专业认证背景下《安全法律法规》课程持续改进的探索与实践

工程教育专业认证背景下,基于课程产出确立课程目标,优化教学内容,丰富教学方法或模式,构建全过程多元化考核体系,实现课程教学质量的持续改进,同时提高了学生学习的积极性,达到了课程教学目标。

综掘截割区域对尘-雾颗粒群逸散的影响规律研究

为掌握综掘机截割煤体动态过程对尘-雾颗粒群逸散的影响规律,对综掘工作面9个代表性截割区域的风流运移及尘-雾颗粒群逸散开展数值模拟研究,并拟合得到掘进司机位置尘-雾颗粒浓度与截割区域间的定量函数关系。研究结果表明:截割区域由压风侧底部沿“S”型路线移至抽风侧顶部,巷道流场紊动程度呈先增强、后减弱、再增强的规律;受截割断面转向流场及综掘机上部回流作用,掘进司机位置尘-雾颗粒浓度呈先降低、后增大、再降低、最终趋于稳定的规律。研究结果明确了截割区域对尘-雾群逸散的影响程度,可为综掘工作面实施精准防尘措施和实现可持续的安全生产提供理论指导。

海底金属矿围岩裂隙倾角、开度对渗流特性的影响

为探究海底金属矿高承压围岩裂隙倾角、开度对渗流特性的影响,揭示海底金属矿高承压围岩裂隙倾角及开度对渗流速度、出口流量的影响特征,以海底金属矿三山岛新立矿区为工程背景,基于裂隙状态与渗流速度耦合理论建立围岩多裂隙渗流模型,应用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,通过改变裂隙倾角和开度得到地下水在深井围岩裂隙中渗流速度、出口流量的变化情况。结果表明:裂隙倾角会对地下水渗流速度产生重要影响,多裂隙相交使地下水渗流速度发生突变,在模拟倾角范围内,裂隙倾斜角度越大,地下水出口渗流速度越小,出口流量越小,裂隙相交处渗流速度突变越明显。当裂隙开度处于0.5~2 mm时,裂隙相交处渗流速度发生明显突变,裂隙开度大小对渗流量影响显著。

煤层赋存条件对煤与瓦斯突出危险性的影响研究

为研究煤层赋存条件对煤与瓦斯突出危险性的影响,模拟分析不同条件(埋藏深度、煤层厚度和煤体强度)下的应力、瓦斯压力和煤体塑性变形区的分布及变化。结果表明,随埋藏深度的增加,工作面前方应力峰值及应力梯度、瓦斯压力梯度、塑性变形区及塑性应变量等随之增大,煤与瓦斯突出的危险性越来越高;随煤层厚度的增加,工作面应力峰值、应力梯度逐渐减小,出现应力峰值的位置越远离工作面,瓦斯卸压带、瓦斯排放带、塑性变形区越逐渐增大,煤与瓦斯突出的危险性越来越小;随煤体强度的升高,工作面前方应力梯度、瓦斯压力梯度随之增大,塑性变形区和塑性应变值随之减小,煤与瓦斯突出危险性越来越小。

高阶原生煤和构造煤等量吸附热分析

对比研究了高阶原生煤和构造煤等量吸附热,进一步阐述了构造煤易于瓦斯突出的原因。主要结果如下:随着吸附量的增加,高阶原生煤和构造煤等量吸附热均呈现先缓慢增加,再快速增加的趋势;而随着瓦斯压力的增加,原生煤和构造煤等量吸附热呈现匀速增加的趋势;在不同吸附量和不同压力下,原生煤的等量吸附热均大于构造煤;说明原生煤表面与甲烷的作用力大于构造煤的,在相同压力下瓦斯分子更容易从构造煤表面脱离下来;构造煤中瓦斯运移主要受控于裂隙瓦斯渗流,在构造煤瓦斯治理时尽量采取增透措施。

上保护层开采下伏煤层卸压变形及应力分布

为掌握上保护层开采过程中下伏煤层卸压破坏变形及应力分布规律,提高上保护层开采预防下伏煤层煤与瓦斯突出的效果,以河南平顶山四矿己16-17煤层为对象,基于PoytingThomson模型构建煤岩体蠕变动力学模型,借助Comsol Multiphysics5.2软件对下伏煤层膨胀变形及卸压分布规律进行仿真模拟和工程验证。结果表明:随着上保护层工作面的推进(由10 m推进至60 m),下伏煤层左右两侧分别形成98.5°及114°卸压角,横向塑性变形量增至最大约为216 m;下伏煤层呈塑性变形→形变恢复的变化特征,说明上保护层的开采有助于下伏煤层瓦斯卸压通道的形成,有利于下伏煤层瓦斯的抽采。

金属矿长距离掘进巷道分段降温数值模拟研究

为解决金属矿长距离掘进巷道回风阶段产生的热害问题,利用Fluent计算流体力学(CFD)软件数值模拟掘进巷道降温模型。首先,提出长距离掘进巷道分段降温思路,并利用SpaceClaim软件分别建立采用常规压入式通风和分段降温技术的巷道三维几何模型;然后,利用网格划分软件划分几何模型网格,并利用Fluent软件对该模型作参数设置及数值模拟;最后,提出有效降温区域的概念并分析采用常规压入式通风和分段降温技术的巷道降温模拟结果。结果表明:在100 m长的掘进巷道模型中,采用分段降温技术的模型降温效果比常规降温模型的降温效果提高17.7%;采用分段降温技术的巷道回风风温比常规压入式通风回风风温低1~2℃。

组合赋权可变集模型在煤与瓦斯突出评价中的应用

为准确预测煤与瓦斯突出,采用可变集理论构建煤与瓦斯突出的两级优选评价模型,将影响突出的各项指标临界值组成边界隶属等级,并选取合理的模型参数,以实现评价结果的矢量性。模型采用基于Pareto准则的组合赋权方法,综合熵权法与数据包络分析法(DEA)2种权重计算方法,既保留了客观性,又兼顾了对象间的可区分性,依据样本数据的评价结果,对突出程度进行量化分级。为验证模型及突出程度分级的可靠性,选取实际数据进行评价。结果表明,该模型适于对煤矿进行煤与瓦斯突出危险评价。