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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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    引力搜索算法优化ENN模型的天然气管道球阀冲蚀深度预测

    腰世哲牛雅娜丁世浩王亚...
    3074-3081页
    查看更多>>摘要：天然气管道球阀在长期使用中易出现冲蚀现象，准确预测球阀的冲蚀深度对于管道的安全运行具有重要的实际意义。针对传统Elman神经网络(Elman Neural Network，ENN)模型的不足，提出了一种基于引力搜索算法(Gravitational Search Algorithm，GSA)的优化Elman神经网络模型并预测了不同影响因素下球阀的冲蚀深度，探讨了种群规模和隐含层节点个数对优化模型预测精度的影响。结果表明:传统模型预测所得的平均相对误差和均方误差分别为14。382％和0。042 5，优化模型预测所得的平均相对误差和均方误差分别为3。850％和0。003 9，因此，优化模型的预测精度大幅度高于传统模型;随着隐含层节点个数的增加，优化模型的预测精度先升高后降低;种群规模越大并不意味着优化模型的预测精度越高，合理的种群规模可使优化模型达到较好的预测精度;当种群规模和隐含层节点个数不同时，优化模型的预测精度始终高于传统模型，因此所提优化模型具有可靠性，可用于天然气管道球阀冲蚀深度的预测。

    安全工程球阀冲蚀深度引力搜索算法Elman神经网络(ENN)预测精度

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    PTFE针刺毡滤料覆膜牢度研究

    郭颖赫李冬辉孙志钜柳静献...
    3081-3088页
    查看更多>>摘要：随着环保标准的不断提高，国家对工业烟气中微细颗粒物的排放提出了更高的要求。目前，工业除尘滤料中基于聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)膜的覆膜针刺毡滤料对微细颗粒物有较高的过滤效率。然而，PTFE膜在长期使用过程中有脱落的风险，进而影响除尘器的除尘效果。因此，PTFE膜与针刺毡滤料基底间的覆膜牢度至关重要。研究选取市场上常用的5种PTFE覆膜滤料，对其覆膜牢度进行系统评估，并分析覆膜牢度的影响因素。结果显示:同样以PTFE为基底的覆膜滤料的覆膜牢度最大，其值大于0。074 MPa;以芳纶、聚酰亚胺(Polyimide，P84)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)针刺毡滤料为基底的覆膜滤料覆膜牢度为0。027～0。029 MPa。经分析，覆膜的处理温度对覆膜牢度有较大影响，而实际处理温度需根据针刺毡基底的材质选择;针刺毡基底表面的纤维面积占比也是影响覆膜牢度的因素之一。此外，研究对膜脱落后滤料的过滤性能变化进行评估发现，膜脱落对滤料过滤性能有较大影响，其中P84覆膜滤料的膜脱落后过滤性能变化幅度最大，对PM2。5的过滤效率由95。25％降低至78。66％。研究成果对覆膜滤料的选择以及增强覆膜滤料的覆膜牢度具有指导作用。

    安全卫生工程技术工业除尘覆膜滤料聚四氟乙烯(PTFE)过滤效率

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    旋风滤布除尘器的除尘性能研究

    贾宝山陈鑫吴钧贾牛骏...
    3089-3096页
    查看更多>>摘要：为了解决传统旋风除尘器对颗粒捕集效率差、袋式除尘器使用寿命短等问题，将传统旋风除尘与滤布除尘有效结合，形成一种优势互补的一体式旋风滤布除尘装置。采用数值模拟和试验相结合的方法，探究在不同出口压力的条件下，旋风滤布除尘器的除尘效率及压力损失情况。利用Fluent软件对旋风滤布除尘器的除尘性能进行模拟，模拟采用雷诺应力模型(Reynolds Stress Model，RSM)和多相流模型(Discrete Phase Model，DPM)。通过搭建试验平台，测试除尘装置的除尘性能，验证数值模拟的可靠性与正确性。结果表明:旋风滤布除尘器的除尘效率相对于旋风除尘有明显的提高，旋风滤布除尘器的除尘效率与出口负压呈正相关，旋风滤布除尘总效率随出口负压的增加而逐渐增加，且旋风滤布除尘器除尘效率的最小值都高于旋风除尘部分除尘效率的最大值;旋风滤布除尘器的压力损失随出口负压的增加而线性增大，压力损失增大使得除尘器损耗的功率也增多，且压力损失的上升速度快于除尘效率的提升速度;在旋风滤布除尘器中，负压增大后，旋风除尘捕获大粒径颗粒，逃逸到滤布部分的颗粒粒径都较小，降低了滤布被大颗粒划破的风险，提高了滤袋的使用寿命。

    安全卫生工程技术旋风滤布除尘器压力损失除尘效率数值模拟

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    煤层钻孔孔口处除尘设计与试验研究

    胡泊邹博文刘建国杨鑫...
    3097-3105页
    查看更多>>摘要：为解决碎软煤层干式钻进施工过程中粉尘污染严重的问题，采用多级湿式除尘技术，并基于气水射流泵喷雾除尘原理，研发了一种新型煤层钻孔孔口除尘装置。通过数值模拟对除尘装置的结构参数进行了优化，并在中煤平朔小回沟煤矿开展了现场试验。结果表明，煤层钻孔孔口除尘装置二级除尘单元的最优喉嘴距为180 mm。煤层钻孔孔口除尘装置一级除尘单元的喷嘴角度选择95。最为合适，可实现集尘罩内全空间覆盖。供气压力0。6 MPa、供水压力0。3 MPa为二级除尘单元的最佳工作参数，该气水压配比下钻孔下风侧15 m内除尘效率可达到87。5％。在煤层钻孔孔口除尘装置采用二级湿式除尘并连接瓦斯抽采系统时，钻孔下风侧15 m内除尘效率达到了 90。1％，此除尘模式可有效改善钻孔施工作业环境。

    安全卫生工程技术干式钻进喷雾除尘除尘装置射流泵

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    有机硅表面活性剂对煤表面润湿性影响的分子模拟

    游波龚哲曾磊汪欣怡...
    3106-3115页
    查看更多>>摘要：为寻找对煤尘抑制具有良好效果的表面活性剂，以Wiser煤化学结构模型为附着基底，利用Materials Studio分子模拟软件建立水-表面活性剂-煤吸附体系，以研究有机硅表面活性剂在煤表面的润湿机制。分别以阴离子型碳氢表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate，SDBS)、非离子型碳氢表面活性剂烷基糖苷(Alkyl Polyglucoside，APG-0810)、MD'M型聚醚改性三硅氧烷表面活性剂、Si-C侧链型聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂等4种润湿剂构建润湿体系，模拟烟煤-表面活性剂-水体系对水分子的吸附过程，深入分析吸附构型、空间分布，以及相互作用能、静电势、水分子均方位移等，进而研究煤表面润湿作用机理和界面行为。模拟结果显示:有机硅表面活性剂对煤表面的润湿性能明显优于碳氢表面活性剂;在范德华力作用下，硅氧烷链段可与烟煤稳定结合;聚醚链段具有亲水性以及良好的静电驱动作用，在煤表面形成对水分子的紧密吸附层;在润湿过程中，有机硅表面活性剂的聚醚长链吸附聚集更多水分子在煤表面，促进煤的润湿进程。研究结果为有机硅表面活性剂在煤尘控制的应用提供了理论依据。

    安全卫生工程技术表面活性剂粉尘防治分子动力学润湿性

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    煤层H2S与煤脱硫协同治理研究

    高飞张芸鸣杨玉龙侯渊...
    3116-3125页
    查看更多>>摘要：为研究煤层H2S与煤脱硫的协同治理，自制装置对复配碱液进行H2S吸收和煤脱硫试验。采用离子色谱法、X射线光电子能谱、形态硫测试对吸收液和煤样进行表征，分析协同治理机理，利用响应面法分析各因素对H2S吸收和煤脱硫的影响程度。结果显示:单一碱液均可吸收H2S，但脱硫效果微弱;添加NaClO后，协同治理效果显著且能避免H2S二次逸散，其中NaOH+NaClO协同治理效果最优。在反应后，H2S及煤中低价态硫噻吩、硫醇和硫醚减少，吸收液中So42-及煤中高价态硫(亚)砜增加，表明NaOH为元素硫歧化提供碱性条件，元素硫继而被NaClO氧化。NaOH质量浓度对H2S吸收影响最大，NaClO质量浓度对煤脱硫影响最大，NaOH和NaClO交互对煤脱硫与H2S吸收影响显著。利用Design-Expert软件确定最佳参数:NaOH质量浓度为54 g/L、NaClO质量浓度为54 g/L、温度为21。4 ℃。

    安全工程煤炭脱硫硫化氢吸收碱性次氯酸钠溶液响应面方法最佳参数选择

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    矿井通风系统智能故障诊断MC-OCSVM 模型

    沈志远杨镇隆焦莉赵丹...
    3126-3132页
    查看更多>>摘要：为解决矿井通风系统故障分支判识不准确的问题，引入单分类算法，构建了多个单分类支持向量机(One-Class Support Vector Machines，OCSVM)集成的通风系统故障诊断模型。模型采用统一超参数并设计了尺度统一公式以实现多个输出尺度的统一，将通风系统故障诊断问题转变为最大决策距离问题，建立仅需正常样本参与训练的通风系统故障诊断半监督学习模型，实现对矿井监测风速数据的有效利用。进行了 KEEL公开数据集和东山煤矿生产矿井实例试验，结果表明，单分类集成模型能够解决多分类问题，与其他单分类集成模型相比，单分类支持向量机集成(Multi-Class One-Class SVM。MC-OCSVM)模型具有最佳的泛化性，所提模型能够快速准确地识别通风系统故障分支，故障诊断准确率达93。2％，单次故障诊断时间为1。2 s，具有较强的鲁棒性。研究工作是实现矿井通风智能化的基础，为通风系统故障诊断提供技术支撑。

    安全工程矿井通风智能算法故障诊断单分类集成单分类支持向量机(OCSVM)

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    放射性矿山氡及氡子体浓度特征的氡暴露有效剂量估算

    叶勇军尚善伟周宁王皓枫...
    3133-3137页
    查看更多>>摘要：氡及氡子体暴露剂量是地下放射性矿山工作人员辐射剂量的主要来源。为了掌握氡及氡子体浓度分布并估算氡暴露剂量，对某放射性矿山井下6个典型场所的氡、结合态和未结合态氡子体浓度和通风情况进行了监测，并确定平衡因子和氡子体未结合态份额，依据氡及氡子体浓度特征参数估算该矿井的典型场所的氡暴露有效剂量;基于估算得到的氡暴露有效剂量、生产要求和通风现状，提出了通风降氡的管理措施以确保矿井生产安全。结果显示:(1)该放射性矿山井下典型场所的平衡因子在0。02～0。29，氡子体未结合态份额在0。034～0。098，平衡因子与氡子体未结合态份额之间存在负相关性。(2)正常生产场所的氡暴露年有效剂量ERn1和ERn2分别为 0。17～19。70 mSv 和 0。11～16。52 mSv，均低于20 mSv。

    安全卫生工程技术氡氡子体平衡因子未结合态份额剂量估算

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    红外热成像技术在室内非均匀热环境评价中的应用研究

    孟晓静刘启薇曹莹雪阿鑫...
    3138-3143页
    查看更多>>摘要：为了对室内热环境进行空间评价，探究平均辐射温度与湿球黑球温度(tWBG)的空间分布规律，通过对存在辐射热源与室温两种工况下的室内空气温度、相对湿度、风速、黑球温度、表面温度进行测试，考察红外热成像法计算空间平均辐射温度的可靠性，并结合Python数字图像设计一种热环境空间评价结果的可视化方法，研究存在辐射源与室温两种工况平均辐射温度与tWBG的空间分布规律。结果显示:不同工况下红外热成像法与黑球法的差异均在2 ℃以内，红外热成像法计算平均辐射温度具有较高的可靠性。平均辐射温度、空气温度、tWBG的空间变化规律相似，当室内存在辐射热源时平均辐射温度的空间差异为6。4 ℃，tWBG的空间差异为3。9℃。研究结果可以为室内热环境的空间评价提供参考。

    安全卫生工程技术红外热成像平均辐射温度湿球黑球温度

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    超效率SBM-Malmquist模型在燃气管道完整性管理效能评价中的应用

    岑康陈思宇陈开李琦...
    3144-3153页
    查看更多>>摘要：为解决燃气管道完整性管理效能评价时，无法准确对比各评价单元完整性管理水平的差异，以及无法动态测算同一评价单元完整性管理效能的问题，提出了一种基于超效率松弛值测算(Slacks-Based Measure，SBM)的模型和Malmquist模型相结合的方法，对管道完整性管理效能评价进行研究。首先，综合考虑完整性管理实施过程、效果与效益，并结合专家意见和相关规范标准，构建效能评价指标体系，该指标体系由3项一级指标和14项二级指标进行表征。其次，采用考虑非期望产出的超效率SBM模型解决各评价单元的比较与排序问题，再将Malmquist模型与超效率SBM模型相结合，测算各评价单元效能的动态变化趋势。最后，针对5家燃气公司在2019-2022年的完整性管理效能，采用所提出的效能评价模型开展评价。结果表明，超效率SBM模型和Malmquist模型相结合是实现管道完整性管理效能客观定量评价的有效方法，通过横向对比和动态测度发现短板并提出针对性的改进意见，其分析结果与实际工程相吻合，证明该方法能够有效评估完整性管理效能，为管道完整性管理提供了一种评价思路。

    安全工程燃气管道效能评价超效率松弛值测算(SBM)模型Malmquist指数

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