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中国安全科学学报
中国安全科学学报

伊烈

月刊

1003-3033

csstlp@263.net；cssj@cosha.org.cn

010-64464782

100013

北京市东城区和平里九区甲4号安信大厦A306室

中国安全科学学报/Journal China Safety Science JournalCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>自从1983年中国劳动保护科学技术学会(CSSTLP)成立以来，1991年创刊了《中国安全科学学报》，它已经成为促进中国职业安全健康领域不断进步，完善安全科学技术学科体系，传播科研成果及制定有关政策的一个不可或缺的载体。它是中国安全科学技术（一级学科）领域的高层次学术性刊物，具有理论性、创新性、应用性及信息性等特点。 大幅度扩版后，它以崭新的面目出现，进一步拓宽了报道的范围，增加新的栏目及页数（2006年为144页），更广泛的反映职业安全卫生方面的经验和各种见解；增加了社会和行为科学及生活安全、环境安全等方面的报道，如灾害预防和减灾，风险评估、职业安全健康体系标准化、产业安全、大众安全、社区安全、安全文化建设等，使原来本刊所报道的传统的职业安全健康所涵盖的内容进一步得到延伸。 在报道研究成果的同时，也报道相关政策的论述，其宗旨是引导公众对安全与健康政策安全科技实践、安全活动技能有一个科学的认识，为大众安全生产、安全生活、安全生存及其活动提供科学可行的依据；并鼓励和指导公众能掌握安全与健康的规律，能过上更安全、更健康、更舒适、更和谐的生活。对于能提高对各种安全问题的了解和认识，以及解决问题方法的研究成果、原著仍将放在报道的重点。
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    鞣花酸对下石节长焰煤氧化自燃的阻化影响研究

    肖旸南世华尹岚李青蔚...
    78-85页
    查看更多>>摘要：为考察鞣花酸(EA)对煤氧化自燃过程的影响,首先将EA与陕西铜川下石节煤矿的长焰煤以2%、4%、6%、8%和10%的质量比均匀混合进行试验;然后采用显微红外光谱试验和激光导热试验研究各个样品的活性官能团含量情况和热输运特性,通过评价煤氧化自燃抑制效果,确定最优质量比为8%;最后利用煤自燃程序升温试验对比4 种阻化剂对煤氧化自燃气体释放的影响情况,进一步确定EA对煤氧化自燃的阻化程度.结果表明:EA处理煤(EA-tc)中-CH3、-CH2、-OH和-C=O-的峰面积相较于原煤(RC)均减少,但C-O的峰面积增加;在相同煤温下,RC的热扩散系数和导热系数高于EA-tc,其比热容低于EA-tc,且 8%EA对RC低温氧化过程的热扩散系数、比热容和导热系数的平均抑制率分别为 20.8%、9.8%和 13.1%;相比于 RC,8%EA-tc 的 CO 释放量在170℃时降低52.3%,且EA对煤氧化自燃的阻化率在30～170℃内保持在50.5%～72.5%,说明EA对煤氧化自燃的阻化效果比其他3 种阻化剂更好.

    鞣花酸(EA)煤氧化自燃阻化率热输运特性活性官能团

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    基于组合赋权和SPA-TOPSIS的煤矿安全投入决策模型

    姜福川杨浩王昊金凤春...
    86-92页
    查看更多>>摘要：为解决煤矿安全投入结构和决策方案不合理的问题,首先基于安全价值的视角,考虑安全功能与安全产出关系,选取8 个评价指标,构建煤炭企业安全投入评价体系;其次采用熵权法与层次分析法(AHP),综合确定指标权重;最后采用集对分析(SPA)理论改进逼近理想解排序法(TOPSIS),建立决策模型,用以分析评价某煤矿 2012-2022 年的决策方案,优选评价方案,并针对实际问题提出改善意见.研究表明:该煤矿企业应更注重安全教育和工业卫生指标的投入;煤矿企业在安全投入决策时应综合考虑安全功能需要与安全产出效益,借鉴最佳投入配置,合理调整未来安全投入决策重点.

    组合赋权集对分析(SPA)逼近理想解排序法(TOPSIS)安全投入决策模型

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    基于多核并行数字孪生的叉车稳定性预警方法及试验

    马树焕宁志强卫立新
    93-100页
    查看更多>>摘要：为提高叉车安全性和智能化水平,提出一种基于多核并行数字孪生的叉车稳定性预警方法.首先,利用开源飞控的高精度惯性导航传感器,评估司机操作习惯和路面平整度,并以此驱动数字孪生体运行;其次,利用优化算法迭代计算满足稳定性条件的极限作业参数,即最高载重量和最快行驶速度等;然后,提出采用开源C语言编译的求解器和多核中央处理器(CPU)并行 2 种加速策略,以缩短寻优迭代时间;最后,以某型叉车为试验对象,验证飞控系统测量的准确性,分析数字孪生稳定性预警方法的实时性.结果表明:飞控系统具有较高的监测精度,理论计算值与采集值基本一致,全球定位系统(GPS)经纬度偏差约1m;数字孪生程序具有较快的预测速度,运用开源C语言编译求解器的数字孪生体相比Simulation X3.8 平台仿真速度提升3 倍,并行数字孪生方法相比仿真平台运行效率提升20 倍.

    多核并行数字孪生叉车稳定性预警预警方法并行优化

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    基于改进FMEA的污水厂设备故障风险评估模型

    刘新伍俊楠潘殿琦张以晨...
    101-107页
    查看更多>>摘要：为保障污水处理厂正常运行,预防厂内设备发生故障,提出一种改进的故障模式与影响分析(FMEA)的风险评估模型.首先采用FMEA法识别污水厂设备故障模式,并结合毕达哥拉斯模糊集(PFS)刻画不确定评估信息;其次利用逐步权重评估比率分析法(SWARA)和最大偏差法计算主客观权重,通过博弈论组合权重计算3 个风险因子的综合权重;然后采用多目标优化比率分析法(MOORA)对设备故障模式进行风险排序.最后以长春市Z污水厂设备故障风险评估为例,并将所提模型与传统FMEA、毕达哥拉斯模糊(PF)-优劣解距离法(TOPSIS)和PF-妥协折衷排序法(PF-VIKOR)等方法对比,验证该模型的有效性.结果表明:污水厂设备故障模式前3 位是除砂机抽取的砂浆所含有机物过多、膜片脱落或破裂和大块异物进入水泵.

    污水厂故障模式与影响分析(FMEA)设备故障风险评估毕达哥拉斯模糊集(PFS)

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    不同岩性与断面形状的深部硬岩隧洞板裂失稳试验

    李翔苗森杨博
    108-119页
    查看更多>>摘要：为探究岩性与断面形状对深部硬岩隧洞板裂失稳特性的影响,开展板裂失稳室内真三轴试验.首先,选择以大理岩和花岗岩为主的2 种硬岩试样以及高边墙城门洞形和曲墙拱形2 种实际应用中的典型断面形状试样;然后,从板裂失稳形态、剥落岩板(片)特征及板裂特征应力 3 方面入手,对比分析不同岩性与断面形状影响下的不同破坏特征;最后,利用数值模拟探究围岩板裂裂纹发育扩展过程中相应的位移及应力分布特征,进一步揭示深部硬岩隧洞的板裂失稳特性.结果表明:试验过程中,对于板裂失稳形态,与花岗岩相比,大理岩试样岩板剥落及张开破坏现象更为显著;与高边墙城门洞形相比,曲墙拱形试样板裂破坏涉及的断面轮廓范围更小.对于剥落岩板(片)特征,不同岩性产生不同的剥落岩板形态;与高边墙城门洞形相比,曲墙拱形试样对应的近外层剥落岩板更趋细长.对于板裂特征应力,与大理岩相比,花岗岩试样在板裂开始时的应力门槛值更高,板裂失稳演化进程更快;与曲墙拱形相比,高边墙城门洞形试样从开始出现板裂直至发生明显板裂破坏的特征应力均更高.数值模拟中的位移较大区域集中在孔洞侧壁处,距离侧壁越远,位移相对越小;切向应力集中是导致板裂发生的主要原因.

    岩性断面形状深部硬岩隧洞板裂失稳真三轴试验

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    形状系数对20L球内铝粉分散特性的影响研究

    关文玲金美华董呈杰
    120-127页
    查看更多>>摘要：为研究不同形状系数(SF)的铝粉在 20L球型容器中的分散特征,通过建立描述气流携带粉尘形成两相分散系的非稳态数值模型,包括气体流动和粉尘颗粒运动轨迹方程,开展非稳态数值模拟,分析粉尘SF分别为0.2、0.4、0.6、0.8 和 1.0 条件下的粉尘空间分布以及球室中心的湍流动能、速度随时间变化.结果表明:球室内气流携带粉尘分散可以分为进粉、扩散、稳定和沉降 4 个阶段,其分散均匀性和最大速度值随SF的增加而增强;SF越大,即颗粒形状越接近球形,铝粉尘的分散性越好;SF越小,粉尘容易堆积在壁面附近;标称浓度一定时,SF≤0.4,浓度峰值随SF的增加而增加;SF＞0.4,浓度峰值随SF的增加而减小;铝粉-空气混合物的湍流动能最大值随SF值的增加而降低;铝粉颗粒的速度峰值随SF值的增加而升高.

    形状系数(SF)20L球铝粉尘粉尘质量浓度分散特性数值模拟

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    基于SSA-RBF神经网络的煤自然发火预测模型

    高飞梁宁贾喆侯青...
    128-137页
    查看更多>>摘要：为解决传统煤自燃预测模型预测状态单一和预测精度不高的问题,提出基于麻雀搜索算法(SSA)优化的径向基(RBF)神经网络煤自然发火预测模型.首先,采用程序升温试验分析煤样指标气随温度的变化特征,将煤自然发火过程按煤温分为缓慢(80≤ti＜120℃)、加速(120≤ti＜160℃)和激烈(ti≥160℃)3 个氧化阶段,同时分析这 3 个阶段指标气与煤温的灰色关联度;其次通过不同维度测试函数检验粒子群算法(PSO)、灰狼算法(GWO)和SSA算法性能;最后利用 6 个矿区数据验证基于SSA-RBF神经网络的煤自燃预测模型的优越性.结果显示,缓慢氧化阶段CO/ΔO2、CO、C2H4 这3 种指标气体与煤温的灰色关联系数最大;而加速氧化阶段C2H4/C2H6、CO/ΔO2、CO2/CO3 种指标与煤温的灰色关联系数最大.3 种不同维度函数的测试结果表明:SSA与PSO、GWO相比具有更好的全局搜索能力和稳定性,其收敛速度更快;神经元数量为 5 个、迭代次数为300 次时,SSA-RBF神经网络预测模型对缓慢氧化和加速氧化阶段的预测准确性分别达到了 99%和93%.

    麻雀搜索算法(SSA)径向基函数(RBF)神经网络煤自然发火预测模型指标气灰色关联度

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    碳酸氢盐抑制乙烯/聚乙烯两相爆炸特性研究

    纪文涛徐子晖毛文哲杨帅帅...
    138-146页
    查看更多>>摘要：为防治乙烯/聚乙烯两相体系爆炸危害,选取碳酸氢盐作为抑爆粉体,在 20L球型爆炸装置内开展抑爆试验,探究不同碳酸氢盐对乙烯/聚乙烯两相体系的爆炸抑制效果及机制,并讨论不同碳酸氢盐对两相体系爆炸抑制性能之间的差异性.结果表明:两相体系较单相聚乙烯更难抑制,且随着乙烯体积分数的增加,两相体系爆炸抑制难度增大;碳酸氢盐对不同质量浓度的乙烯/聚乙烯两相体系均具有抑制作用,其抑制效率受乙烯体积分数和碳酸氢盐质量浓度的综合影响;碳酸氢盐均能在聚乙烯爆炸过程中通过物化反应抑制乙烯/聚乙烯两相爆炸,碳酸氢钾的分解吸热性能及其对聚乙烯热解的延缓作用均优于碳酸氢钠,故碳酸氢钾对乙烯/聚乙烯两相体系爆炸的抑制效果优于碳酸氢钠.

    碳酸氢盐乙烯聚乙烯两相体系抑爆特性

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    特厚煤层分层开采的自燃危险区域演化特征

    张美长祁云汪伟梁然...
    147-154页
    查看更多>>摘要：为有效且准确地判断特厚煤层开采中采空区内气体浓度场、温度场以及流场分布特征,进而确定特厚煤层分层开采的自燃危险区域,以灵泉矿 172307 工作面为例,采用数值模拟技术手段,以采空区多场耦合机制为基础,构建特厚煤层分层开采的采空区煤自燃数学模型,并结合煤体耗氧速率、放热强度、自燃临界氧气体积分数以及孔隙率和渗透率的分布模型,通过联立求解,得到稳定状态下特厚煤层分层开采的自燃危险区域演化特征.结果表明:在上分层采空区,高氧气体积分数区域和高温区域均主要位于终采线附近以及进、回风巷上部位置,主要漏风区域位于终采线处.在复合采空区内,高氧气体积分数区域主要位于进风侧和回风侧,随着不断往采空区深部移动,氧气体积分数呈现减小的趋势;且在距离采煤工作面的一定距离出现类似"椭圆"的局部高温区.

    特厚煤层分层开采自燃危险区域数值模拟氧气体积分数

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    隧道氢能源汽车泄漏非均匀混合爆炸特性研究

    陈佳燕杨君涛何其泽
    155-161页
    查看更多>>摘要：为解决隧道内氢气泄漏非均匀混合爆炸特性研究不足的问题,利用Fluent数值仿真模拟软件建立长、宽、高分别为60、6.46 和5.5m的隧道模型,研究75 和100 s点火时以及车顶和车后2 个点火位置条件下氢气非均匀混合爆炸特性.结果表明:隧道场景下氢气泄漏体积分数场呈非均匀分布,发生爆炸后压力波与隧道壁面发生反射并向隧道两端出口传播,过程中压力波强度不断减弱;不同点火位置形成的爆炸冲击波传播特征明显不同,爆炸发生位置比氢气体积分数更能够影响爆炸超压;相同时间车后点火的超压普遍大于车顶点火工况的超压,车后 2m位置处的压力峰值能达到100 kPa左右;车后点火位置2m内会对人体造成严重损伤甚至死亡,车后点火位置 4m范围以内的人员也会受到不同程度的伤害.

    隧道氢能源汽车氢气泄漏非均匀混合爆炸特性

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