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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
收录年代

    结合 STPA 和 DEMATEL-ISM 的民机起落架收放系统风险研究

    贾宝惠韩文瑞肖海建高源...
    2885-2894页
    查看更多>>摘要：为从系统整体角度完成对起落架收放系统的风险辨识和影响分析，将系统理论过程分析(Systematic Theory Process Analysis，STPA)与决策实验室分析-解释结构模型(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory-Interpretive Structural Modeling，DEMATEL-ISM)相结合来开展分析。首先，定义事故和系统级危险，以民机进近阶段放下起落架为例，运用STPA完成对风险因素的系统化辨识;其次，基于最大平均熵减(Maximum Mean De-entropy，MMDE)算法帮助DEMATEL-ISM模型确定阈值，完成对风险因素影响的重要性分析并识别可能引发系统级危险的风险传递路径，据此挖掘关键致因场景，以给出风险预防建议。结果显示:线路性能退化或失效、位置作动控制组件(Position Action Control Unit，PACU)核心处理器故障为关键原因因素，收放作动筒作动异常、机组成员操作不当、起落架指示灯显示异常、起落架液压选择阀作动异常、PACU信息接收有误为关键结果因素，这些因素均涉及多条可能引发系统级危险的风险传递路径，应予以重点控制。

    安全工程起落架收放系统系统理论过程分析(STPA)决策实验室分析法(DEMATEL)解释结构模型(ISM)关键因素风险传递路径

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    多重防护机制下LNG动力船风险态势分析方法

    胡甚平邹春吴建军王忠诚...
    2895-2903页
    查看更多>>摘要：为探讨多重防护机制下的液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)动力船营运风险特征，提出了一种基于复杂性控制系统作用模式的风险态势分析方法。从系统控制过程视角，采用系统控制过程分析方法(System-Theoretic Process Analysis，STPA)确立LNG动力船系统安全控制的风险致因，揭示基于LNG泄漏三重防护机制的风险因子体系和风险形成机制;引入隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model，HMM)，进行无监督学习并确立模型参数，推理多重防护机制下的LNG动力船风险转移特征;结合LNG动力船营运的具体场景，对三重防护机制分别进行仿真并统计风险态势。仿真结果表明，三重防护机制在降低LNG动力船营运风险态势方面具有因子诱导的针对性，在防漏因子、止漏因子和治漏因子诱导下LNG动力船分别趋向一般风险状态、较高风险状态和高风险状态。基于复杂性控制系统作用模式的风险态势分析可为LNG动力船营运的安全控制和风险管理提供管控模式和手段。

    安全系统学LNG动力船系统理论事故模型与过程(STAMP)隐马尔科夫模型(HMM)风险态势

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    纯电动和燃油公交车的火灾发展特性数值模拟研究

    朱凯杨亚鹏孙峰王强...
    2904-2910页
    查看更多>>摘要：为了研究纯电动和燃油公交车火灾发展特性的异同，采用FDS数值模拟方法，考虑动力电池发生热失控喷射释放可燃气体并燃烧形成喷射火，对比电池包和燃油两类典型点火源下，公交车整车燃烧的热烟释放与火灾发展特性。结果表明:对于10。5 m长的纯电动和燃油公交车火灾，火灾增长速率均位于超快速火和快速火之间，在前500 s燃油公交车的热释放速率(Heat Release Rate，HRR)大于电动公交车，然而电动公交车HRR在500 s后大于燃油车;纯电动和燃油公交车峰值热释放速率(Peak Heat Release Rate，PHRR)分别为25。4 MW和24。2 MW，总热释放量(Total Heat Release，THR)分别为20。2 GJ和17。5 GJ，电动公交车相比燃油车具有更高的PHRR和THR，但PHRR达峰时间滞后144 s;在点火源距离后门较近和火灾前期100 s门窗均处于关闭状态最不利情况下，相比燃油公交车，电动车上部内饰的引燃时间提前、下部有所延迟，后天窗附近窗户破窗时间提前;在公交车火灾发展中，电动车窗户等开口部位处溢流火的高度大于燃油车，1 min内是人员逃生关键时间，且车厢内中后部温度均高于前部。

    安全工程电池热失控纯电动公交车火灾特性人员逃生

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    隧道单侧集中排烟模式下烟气蔓延距离研究

    徐志胜刘祎刘邱林陈玉远...
    2911-2919页
    查看更多>>摘要：为研究隧道火灾单侧集中排烟模式的烟气流动特性，采用缩尺寸模型试验研究了隧道温度分布和烟气蔓延距离。定量分析不同火源热释放速率及排烟量作用下单侧集中排烟模式隧道纵向温度的变化规律，并通过温度场判断不同火灾工况下的烟气蔓延距离，探究火源热释放速率、排烟量与烟气蔓延距离的数学模型。结果表明:在隧道单侧集中排烟模式下，温度场呈非对称分布，排烟风机侧烟气蔓延距离大于封闭侧;火源上、下游的烟气蔓延距离随火源热释放速率的增大而增大，随排烟量的增大而减小;通过理论分析，得到单侧集中排烟模式下火源上、下游烟气蔓延距离的预测模型。

    安全工程隧道火灾单侧集中排烟温度分布烟气蔓延距离

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    异型陶瓷负泊松比复合结构的防弹防爆性能数值模拟研究

    贺锋梁一鸣李季高超...
    2919-2928页
    查看更多>>摘要：负泊松比结构由于优异的力学特性，逐渐被广泛应用于抗爆炸、抗侵彻等领域。提出了一种基于负泊松比结构的复合结构，从抗侵彻、抗爆炸两个角度设计了三个主要功能层，运用有限元仿真方法探究了异型陶瓷负泊松比复合结构在爆炸环境和弹丸侵彻下的响应特征，分析了防护机理并设计了参数优化方案，研究了陶瓷层最低厚度、负泊松比结构纵向蜂窝数、内凹六边形凹角、钢板厚度、聚脲层厚度等参数对结构抗爆抗弹性能的影响。通过能量吸收率(Specific Energy Absorption，SEA)、侵彻深度、中心点位移等指标评估不同参数组对应复合结构的防护能力。结果表明，陶瓷层最低厚度是影响结构抗侵彻能力的最大因素，聚脲层厚度和负泊松比结构纵向蜂窝数是影响结构抗爆能力的较大因素。在降低面密度的同时调整各参数，获得了最优抗爆抗侵彻的复合结构设计方案，实现了低面密度与高强防护的结合。研究提供了工程防护增强设计的新思路，助力推进了防护工程轻质化、模块化发展。

    安全工程负泊松比夹层结构抗爆抗弹参数优化

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    超高压拱形爆破片中操作比对爆破压力作用机理仿真研究

    鲁寨军冯书颖孙永龙刘杰夫...
    2929-2939页
    查看更多>>摘要：十字开槽正拱形爆破片具有响应快、无碎片飞溅等优点，在使用过程中操作比(工作压力与爆破压力的比值)对爆破性能的影响值得研究。对十字开槽正拱形爆破片进行动态爆破试验，并建立有限元仿真模型，通过动态爆破试验结果验证有限元模型的可靠性;对不同操作比下的爆破片爆破性能进行研究，总结爆破压力变化规律，发现随着操作比的增大，爆破压力出现了减小，在部分情况下，与无操作比影响时的相对偏差大于10％，爆破压力的相对偏差随操作比的增加先增大后减小，转折点出现在操作比为30％～70％的范围内，且转折点对应的操作比随拱高的增加逐渐增大，爆破片的拱高增大，爆破压力的相对偏差整体变小，主要原因与残余应力和塑性形变有关。

    安全工程十字开槽正拱形爆破片操作比动态爆破爆破性能

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    膨润土粉体对管网甲烷爆炸的抑制特性及抑爆机理

    贾进章肖聆伊王枫潇
    2940-2948页
    查看更多>>摘要：为了探寻高效的抑爆剂，有效降低甲烷爆炸事故发生率，最大限度地降低事故损失，利用自主搭建的爆炸管网测试系统进行了膨润土粉体抑爆试验。将爆炸超压峰值、爆炸威力指数和爆炸火焰首次到达管网两出口的时刻作为表征抑制剂抑爆性能的参数，探究了不同粒径膨润土粉体对管网甲烷爆炸的抑制性能，利用热解特性分析和分子动力学仿真探究了膨润土粉体的物理和化学抑爆机理。结果表明，粒径为＞27～33 μm的膨润土粉体对于管网甲烷爆炸的抑制性能最佳。膨润土粉体的物理抑爆机理为通过热解吸收反应热来实现抑爆目的;其化学抑爆机理为膨润土分子能够有效消耗反应体系中的自由电子和活性自由基，减缓甲烷链式反应速率。研究结论可为提高甲烷运输的安全性、有效降低灾害风险提供理论参考。

    安全工程甲烷抑爆爆炸管网膨润土粉体抑爆性能抑爆机理

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    多元混合气体对瓦斯爆炸动力学特性影响研究

    罗振敏罗传旭刘利涛张帆...
    2949-2960页
    查看更多>>摘要：为探究多元气体对瓦斯爆炸的影响及机理，利用20 L爆炸球研究了多元混合气体[V(C2H6)∶V(C2 H4)∶V(CO)∶V(H2)=5∶5∶1∶1]分别对体积分数为7％、9。5％和11％甲烷的爆炸特性的影响规律，进一步利用CHEMKIN软件分析了不同工况下爆炸反应中关键自由基和基元反应的演化过程。结果表明，在体积分数7％甲烷中加入多元混合气体后，最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率增大，最大压力出现时间延后，在体积分数9。5％和11％甲烷中掺混多元混合气体后则出现相反的效果。对于体积分数7％甲烷，多元混合气体的掺混会使H·和·OH摩尔分数峰值上升，且达到峰值时间提前;对于体积分数9。5％和11％的甲烷，多元混合气体的掺混使H·摩尔分数峰值增大，O·和·OH摩尔分数峰值减小。最大爆炸压力与H·、O·和·OH摩尔分数峰值存在线性关系。最大爆炸压力与H·摩尔分数峰值呈分段线性关系，分割点出现在当量比为1和1。37处。总体来说，最大爆炸压力与摩尔分数峰值相关性随当量比增大而减小。R38(H+O2⇔O+OH)是主要的耗氧反应，也是控制甲烷消耗速率和爆炸反应能量释放的主要基元反应之一。因此，当O2较少时，R38反应受限，宏观上表现为高当量比时爆炸效应较弱。

    安全工程矿井瓦斯甲烷爆炸自由基

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    渗流作用下深部高温巷道围岩温度场分布规律

    孙闯王宇郭良银付常鹏...
    2961-2970页
    查看更多>>摘要：为探究渗流作用下深部高温巷道围岩温度场分布规律，以新城金矿为工程背景，运用Fluent软件模拟不同渗流因素下围岩温度场分布规律。结果显示:深部巷道围岩在渗流作用下温度场分布特征发生改变，等温线沿渗流方向分布;随着围岩孔隙率增大，温度场受扰动范围及调热圈半径不断增大，围岩径向温度和壁面温度随之降低;渗流水速度对围岩温度场分布特征影响较大，当渗流水速度≥ 2 × 10-8 m/s时，等温线沿渗流方向分布，渗流水速度＜2 × 10-8m/s时，等温线呈对称分布;随着渗流水速度增加，围岩温度场受扰动范围、调热圈半径、壁面温度升高，围岩径向温度随之降低;水流温度对围岩温度场分布特征、调热圈半径、温度场受扰动范围影响较小，围岩径向温度、壁面温度随水温升高而升高。

    安全工程深部巷道渗流作用围岩温度场数值模拟

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    煤体相似材料孔隙率调控方法及正交试验研究

    张春华李崎纶
    2970-2980页
    查看更多>>摘要：孔隙是煤层瓦斯赋存和运移的重要影响因素，但目前煤与瓦斯突出相似试验材料较少考虑孔隙率相似性。优选樟脑颗粒作为煤体孔隙率调控材料，考虑不同樟脑颗粒级配、质量分数、成型压力及水泥质量分数因素影响，基于正交设计制备16个相似材料试件，通过测试各试件的孔隙率、坚固性系数、瓦斯放散初速度和渗透率参数，建立诸影响因素与试件参数间的量化关系式，进而获得了林盛煤矿突出煤层煤样相似材料的配比，并进行了验证。结果显示:樟脑颗粒比干冰颗粒更适合作为孔隙率调控材料，樟脑颗粒质量分数对材料孔隙率影响较大，级配影响较小;通过樟脑颗粒孔隙率调控所制备的试件与原煤样坚固性系数、放散初速度和渗透率均具有良好的相似性。

    安全工程煤体相似材料樟脑颗粒孔隙率调控正交试验

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