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期刊信息/Journal information
安全与环境学报
安全与环境学报

冯长根

双月刊

1009-6094

aqyhjxb@263.net；aqyhjxb@bit.edu.cn

010-68913997

100081

北京市海淀区中关村南大街5号

安全与环境学报/Journal Journal of Safety and EnvironmentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是安全与环境学科的学术性双月刊，主要刊载石油、化工、生态、环境、矿业、信息、网络、冶金、建筑、交通、勘探、国防等领域的相关论文。本刊的办刊宗旨：交流安全与环境方面研究的最新成果，发展安全与环境科学技术，培育安全与环境科研队伍，为中国和全球的工业安全和环境保护服务。本刊主要读者对象：相关科研院所科技工作者，大中专院校相关师生，政府部门管理及决策者，厂矿企业技术人员及管理人员。本刊特别注重为博士生、硕士生科研服务。
正式出版
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    油气场站火灾爆炸风险的神经支持决策树识别与预测

    闵超张乾黄鑫龙梦舒...
    2574-2584页
    查看更多>>摘要：为了有效防控油气场站火灾爆炸事故,从影响因素之间因果关系的角度出发,提出利用神经支持决策树(Neural-Backed Decision Tree,NBDT)算法构建油气火灾爆炸可解释预测模型.该方法利用词频-逆向文件频率(Term Frequency-Inverse Document Frequency,TF-IDF)算法从风险描述信息中提取出关键词并计算权重,整合得到64个风险二级因素,构建了油气场站的火灾爆炸数据集;采用神经支持决策树算法构建分类模型,对油气场站火灾爆炸事故进行预测和可解释分析,可以基于数据可视化地分析油气火灾爆炸事故的风险与诱因.结果表明,NBDT模型预测准确率为0.976,AUC为0.913,明显优于其他模型;模型可视化结果分别从单因素和多因素角度分析,确立7种二级风险主控因素和6种二级风险组合主控因素.13种风险主控因素的确立,可以为既有油气场站火灾爆炸预测和防控机制提供理论支撑.

    安全工程油气爆炸风险因素关联规则可解释性神经支持决策树(NBDT)

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    不同灭火剂抑制锂离子电池热失控传播试验研究

    张林汪书苹许佳佳朱太云...
    2585-2592页
    查看更多>>摘要：对于锂离子电池模组火灾,灭火剂能否抑制热失控传播非常重要.搭建了适用于多种灭火介质的测试平台,比较了不同灭火剂的冷却能力及抑制热失控传播能力.结果表明,对于三元锂离子电池,热失控后伴随的高温是热失控难以抑制的关键.当电池模组内一个电池发生热失控后,热失控将在短时间内蔓延整个模组,热失控传播非常迅速.因此,灭火剂的冷却能力至关重要.水喷淋、全氟己酮和七氟丙烷都可以快速扑灭明火.其中,降温效果从优到劣依次为水喷淋、全氟己酮和七氟丙烷.水喷淋可以有效阻止电池模组内的热失控传播,而全氟己酮和七氟丙烷仅能延缓热失控传播,全氟己酮的抑制效果优于七氟丙烷.研究结果可为电池模组的灭火设计提供试验支撑.

    安全工程锂离子电池热失控传播火灾抑制灭火介质

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    金属丝网位置对氢气/甲烷/空气火焰传播特性的影响

    程方明葛汉漳邓军罗振敏...
    2593-2600页
    查看更多>>摘要：为研究管道内不同位置金属丝网对氢气/甲烷/空气预混火焰传播的影响,在半封闭管道中研究了金属丝网位置对其阻火效果的影响以及阻火失效后火焰传播特性的变化.结果表明,位置会影响金属丝网对预混火焰的阻火效果,金属丝网距点火位置越近,阻火效果越好.当火焰未被淬熄时,金属丝网距点火位置越远,对火焰传播的促进作用越小.当金属丝网距点火位置较远时,与无金属丝网工况相比,火焰传播时间和"I"形火焰存在时长显著增加,郁金香火焰首现时间也延迟,呈现出一定的抑制作用.此外,随着金属丝网距点火位置距离的增加,火焰振荡的周期和振幅明显降低,火焰不稳定性减弱.

    安全工程阻火火焰形态火焰传播速度火焰不稳定性

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    平行杆束对氢气/空气预混火焰的阻火特性研究

    王昌建姚传号黄智伟
    2601-2611页
    查看更多>>摘要：研究了一种新型阻火元件——平行杆束对不同当量比的氢气/空气预混火焰的阻火特性.采用高速纹影系统来记录火焰演变过程,并根据拍摄的纹影图像计算出火焰前锋速度;在平行杆束前后安装了压力传感器来记录爆炸压力.结果表明,氢气/空气预混气体的当量比和初始压力会对火焰形态、火焰速度和爆炸压力产生影响,从而影响火焰的淬熄行为.试验观察到四种火焰发展模式:淬熄、临界淬熄、临界通过和通过.临界淬熄和临界通过模式在下游管道均观察到明显的气流,临界通过模式中气流重新燃烧发生爆炸导致阻火失败.当阻火成功时,平行杆束对火焰速度和爆炸压力具有明显的抑制效果并且可以有效衰减压力波;当阻火失败时,平行杆束增加火焰速度的倍数随着当量比的增加呈现"M"形变化趋势,速度比在当量比为1时为极小值.临界阻火速度在当量比为1时最大,临界最大爆炸压力在贫氢阶段保持不变,在富氢阶段随当量比增大而增大.临界初始压力在当量比为1时最小,此时阻火最困难.

    安全工程氢安全爆炸淬熄平行杆束

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    油浸煤氧化指标气体与官能团关联特性研究

    张玉涛任梦茹李亚清张园勃...
    2611-2619页
    查看更多>>摘要：为探究煤-油共生条件下油浸煤自燃指标气体及其微观反应特性,采用程序升温氧化试验和原位红外光谱测试分析了原煤和油浸煤低温氧化过程中指标气体及关键活性官能团的变化规律,并利用灰色关联分析法明确了二者之间的内在联系.结果显示:在30～110 ℃,少量原油会增加指标气体CO和C2H4产出量,而10％油浸煤的指标气体始终小于其他煤样.随氧化温度升高,油浸煤样指标气体增加速率减缓,且原油与煤质量比值越大,与原煤样指标气体差值越大,气体产生的滞后效应越明显,原油量增加和温度升高都会进一步抑制油浸煤氧化过程中指标气体的产生.原油中丰富的脂环结构使油浸煤中—CH2—的峰值强度增加最为明显.在100℃附近,官能团与指标气体的关联性较大,其中—C=C—对油浸煤指标气体生成的贡献度最高,—CH2—的贡献度最小.

    安全工程煤自燃油浸煤指标气体官能团灰色关联分析

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    风速影响下煤矸石山自燃危险区分布规律研究

    王文才杨少晨王鹏吴周康...
    2620-2631页
    查看更多>>摘要：外界环境风速对煤矸石山自燃危险区分布有明显影响.为研究其变化规律,首先从渗流场、氧气场及温度场的角度进行理论分析,明确自燃机理.然后对煤矸石样品进行热重分析,通过热重-微商热重(Thermogravimetry and Differential Thermogravimetry,TG-DTG)与 示 差扫描量热(Differential Scanning Calorimetry,DSC)-转化率曲线得出煤矸石自燃过程中关键温度点,将关键温度点作为自燃危险区划分的判别条件.最后通过FLUENT模拟对不同环境风速下煤矸石山三场变化规律进行研究,计算自燃危险区面积并进行拟合,对煤矸石山现场进行治理效果验证.结果表明:在θ2温度点后,煤矸石山出现局部缓慢燃烧现象,转化率也进入急速增加阶段,因此将θ2温度点(332.42℃)作为自燃危险区划分的判别条件;煤矸石山自燃危险区面积随风速增加呈先增加后减小的趋势,当风速为1.65 m/s时,其面积达到最大值75.25m2;当煤矸石山坡面覆土厚度为0.5 m、覆土时间为30 d时,其自燃危险区温度下降范围在202～232 ℃,治理效果良好.

    安全工程煤矸石山自燃危险区热重分析数值模拟

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    同忻煤矿8105工作面上覆坚硬岩层失稳破断研究

    付兴冀明露张拓李云鹏...
    2632-2640页
    查看更多>>摘要：为研究坚硬岩层破断对回采工作面的影响,以同忻煤矿8105工作面坚硬顶板为工程背景,利用破裂线理论,得到了极限荷载破坏公式;为探究坚硬岩层失稳破断对工作面的影响,借助薄板理论,建立坚硬岩层结构模型,结合坚硬岩层失稳模式,给出了坚硬岩层失稳判据,分别为坚硬岩层初次失稳尺度及周期失稳计算公式;根据8105工作面综合柱状及物理力学参数,通过坚硬岩层协同变形载荷计算公式、坚硬岩层初次失稳计算公式等,确定低、中、高坚硬岩层层位及坚硬岩层破断尺度.结果显示:低、中、高位坚硬岩层初次失稳尺度分别为35.4 m、74.9 m、122.1 m,周期失稳尺度分别为13.5 m、63 m、109.9 m.通过理论计算坚硬岩层破断尺度发现:高位坚硬岩层失稳尺度最大,而低位和中位坚硬岩层失稳尺度接近一致.因此,高位坚硬岩层破断对工作面开采影响最大;8105工作面上覆岩层失稳破断对微震事件具有一定的影响.通过微震数据统计可知:坚硬岩层随着工作面的开采逐步发生失稳破断,不同坚硬岩层之间易发生耦合作用,形成复合矿压.坚硬岩层失稳判据的理论计算与实际硬岩破断尺度对比发现,高位坚硬岩层的预测准确率最高.

    安全工程矿压显现坚硬岩层失稳破断破裂线理论坚硬岩层失稳判据

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    超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响

    杨宏刚李津瑾曹莹雪李浩东...
    2641-2647页
    查看更多>>摘要：针对超长滤袋表面过滤风速沿其轴向分布极为不均的问题,采用数值模拟方法探究了超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响,为提升超长滤袋袋式除尘器的过滤性能寻求解决方法.结果表明:当超长滤袋未进行局部加密时,滤袋表面过滤风速沿其轴向自上而下呈递减趋势,最大过滤风速高达3.18 m/min(设计过滤风速为1.0 m/min),对应过滤风速分布均匀性指数为0.122,过滤风速分布极不均匀,此时滤袋顶部受到高速气流的冲刷作用明显;当对超长滤袋顶部30％长度滤袋进行局部加密后,滤袋表面过滤风速分布均匀性得到显著提升;当局部加密孔隙率由85％降至60％时,滤袋表面过滤风速分布均匀性指数由0.037先增至0.518后降至0.434,对应除尘效率并不受影响;当局部加密孔隙率取值为65％时,滤袋表面最大过滤风速降至2.1 m/min,此时过滤风速分布均匀性指数达到最大值0.518.

    安全卫生工程技术袋式除尘器超长滤袋局部加密过滤风速均匀性

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    巷道通风摩擦阻力系数遗传投影寻踪回归预测

    戚志鹏高科刘玉姣曹鹏...
    2648-2657页
    查看更多>>摘要：为满足智能通风准确获得巷道摩擦风阻的需求,基于遗传算法的投影寻踪回归预测方法预测矿井通风摩擦阻力系数.研究空气密度变化和巷道有无支护两种类型时模型预测的准确性.利用通风摩擦阻力系数影响因素进行训练,对不同支护类型巷道采集学习样本建立模型,使用部分样本进行验证.将模型预测结果与主成分分析预测和BP神经网络预测结果进行比较.对不同支护类型巷道进行了预测,最大误差为1.76％,平均误差为1.07％;仅对圆木支护进行了分析,最大误差为1.73％,平均误差为0.79％;对不同密度无支护巷道预测表明,平均误差为-0.99％,最大误差为-1.01％,风流密度对模型预测结果的准确性基本没有影响.无论是风流密度还是支护形式,该方法预测精度均优于主成分分析和BP神经网络.

    安全工程矿井通风摩擦阻力系数遗传优化算法投影寻踪回归模型降维

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    矿井传感器风量最小平衡修正量研究

    曹鹏刘剑
    2658-2671页
    查看更多>>摘要：在智能化开采时代,高性能的实时通风网络解算对于矿山通风系统的安全管理至关重要,而初始迭代风量对解算性能具有显著影响.由于传感器难以避免地存在测量误差且布置稀疏,利用传感器监测数据难以分配全风网初始风量.首先,将矿井通风网络视为网络流模型,并对传统的有上下界网络流模型进行改进,以使之能够基于存在测量误差的传感器风量进行全风网风量分配.其次,用风量平差模型对传感器误差导致的节点风量不平衡进行最小平衡量修正.试验模拟和现场试验均表明了研究方法的可行性和有效性.在现场试验中,传感器分支的风量平均修正率为0.66％,平均风量修正值为0.09 m3/s.该方法能够对任意位置布置且存在测量误差的传感器的风量进行全风网的风量初始化分配.

    安全工程通风网络解算迭代法有上下界网络流测量平差

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