海上CCS/CCUS工程CO2泄漏风险评估技术分析

CCS/CCUS是实现我国双碳目标的重要途径,是CO₂减排的重要手段,但因CO₂泄漏造成的安全事故时有发生。收集CO₂相关事故案例、CO₂职业限值标准、CO₂监测检测手段、CO₂泄漏风险评估进行文献综述,以期为目前CCS/CCUS工程安全防护设计提供参考。     

基于CNKI和WOS数据库的盾构土文献计量分析

为全面了解国内外盾构土的研究与应用动态，基于中国知网(CNKI)数据库和Web of Science(WOS)全文数据库(包括Science Citation Index Expanded(SCI)、Social Sciences Citation Index(SSCI)和Arts&Humanities Citation Index(A&HCI)3个子库),对2006—2020年盾构土相关领域15年文献进行检索，采用文献计量法进行年度发文量、发文文献类型、国家发文量、载文期刊、高被引论文、学科分布、研究机构和基金资助项目等内容分析。结果表明，2006—2020年该领域全球研究发文量整体呈现上升状态，其中中文发文量远高于英文；国内外发文量最多机构是中国的同济大学，占比7.59%,发文量最多的基金资助项目是中国国家自然科学基金委，占比20.59%;国内外对盾构土领域的关注点和研究方向不同，但均偏重盾构土的处理利用；我国主要以盾构、隧道和土体改良等为研究目标，期刊《隧道建设(中英文)》发文量和第一高被引论文均居首位；国际较为关注研究的是盾构、隧道、机械和土体等方面，期刊Tun...     

安全工程本科专业建设研究的文献计量学分析

为了解安全科技人员利用文献的特点和安全工程学科文献的发展规律,根据文献计量学分析理论与方法,对1995—2009年安全工程本科专业建设研究文献的发文量、文献著者、核心作者群、核心期刊群、引文文献、被引用情况和基金项目资助等进行分析研究,结果表明:安全工程本科专业建设研究的发文量较少但整体呈上升态势;文献著者的合作度为2.5,合著率76.1%,文献的合作度和合著率较低,研究深度和广度需进一步加强,同时需加强多单位联合研究;高校研究者是该领域的主力军,其发文量占92.5%,但核心作者群尚未形成;《中国安全科学学报》是该领域研究的核心期刊,北京是该领域研究的核心区域;期刊文献是主要的引文类型(73.5%),引文语种主要是中文文献(97.3%),篇均引文文献4.9篇,普赖斯指数较高(73.3%);文献的被引用频次整体较低(2.2);2005年以来文献的基金项目资助率为30.2%,基金项目资助率和资助项目级别均呈上升趋势。     

2006-2020年地铁安全管理可视化分析

为系统了解地铁安全管理领域研究现状并推动该领域的深入研究,借助CiteSpace(5.7.R2)软件,以2006-2020年Web of Science数据库中收录的205篇相关文献为研究对象,进行发文量、国家和机构、作者、关键词和关键词聚类文献计量分析.结果表明:该领域发文数量整体呈现上升趋势;研究国家主要集中于中国、美国及波兰,主要研究机构为华中科技大学、马里兰大学及北京交通大学;Ding LY和Zhang LM在该领域较有影响力,作者之间的合作以小范围团队合作为主;研究内容主要倾向于利用模型建立和仿真模拟的方法预测可能造成的事故,进行风险识别、分析以及评估等;人为因素研究将会成为该领域未来研究发展的趋势之一.     

基于文献计量分析的行人交通安全研究综述

为了解行人交通安全的研究现状和发展趋势,基于Bibexcel和Gephi文献计量软件及可视化工具,以Web of Science数据库近17年(2003—2019年)有关行人交通安全研究的文献为统计样本,从发文国家及年代、期刊载文量、重点研究机构、国家学术合作及技术主题聚类分析行人交通安全领域研究态势。研究结果表明:行人交通安全研究近17年发文态势呈稳步上升趋势,Transportation Research Record期刊不仅是发表文章数最多的期刊,同时也是总被引次数最多的期刊;以American Journal of Public Health为代表的一些期刊虽发表文章数量不多,但总被引用次数及平均被引次数均排名靠前,排名前10位的研究机构分别来自于加拿大、美国、韩国、中国;主要研究方向集中于行人过街行为研究、车载行人检测研究、行人受伤风险因素研究、儿童行人伤害及保护研究、行人宏观交通安全研究、手机对于行人过街安全性的影响等方面;行人宏观交通安全研究和行人受伤风险因素研究近5年发文量呈显著上升趋势,值得关注。     

工程项目风险管理文献计量分析

为全面了解工程项目风险管理领域的研究现状和发展态势,以Web of Science核心合集数据库2000—2020年收录的1 452篇文献为研究样本,采用文献计量分析法与可视化工具,从刊文数量与发展趋势、作者群体与发文机构、经典期刊与重要文献等层面,剖析工程项目风险管理领域的研究态势。结果表明:近20年的发文量与被引次数呈逐年上升趋势,我国是本领域研究成果贡献最多的国家; Journal of Construction Engineering and Management是发表文章数量最多的热点期刊,排名前10位的研究机构分别来自中国、美国、新加坡、澳大利亚和伊朗;研究热点聚焦于工程项目风险管理的对象、方法和技术应用等主题。     

国内外安全社区研究的知识图谱分析

为了解国内外安全社区发展现状,以Web of Science核心合集和中国知网核心期刊收录的以安全社区为主题的文献作为数据来源,使用文献分析工具CiteSpace、SATI和Ucinet分别绘制国内外安全社区研究热点知识图谱;通过对比分析国内外年发文量曲线、发文核心机构/地区、高被引文献和国内外知识图谱,描述安全社区研究的主要力量分布和研究热点。结果表明,国内外以安全社区为主题的发文量整体呈上升趋势;美国和瑞典的发文量居于前两位,瑞典的Linkoping Univ居于国际相关机构发文量首位,国内发文量最多的机构是中国职业安全健康协会;从关键词的共现图谱分析可知,国内外安全社区的共同研究热点是安全社区建设中的伤害、伤害预防和干预项目。     

基于文献计量的人员疏散研究现状及发展趋势研究

有效疏散是保障人民生命安全的主要手段之一。疏散是一个具有多因素耦合的复杂过程，所涉及学科、领域广，文献种类多。为了揭示国内外疏散研究的重点和发展趋势，使用VOSviewer和CiteSpace软件对知网和Web of science数据库文献资料进行可视化处理，并基于文献计量学理论和方法对年度发文量、发文国家、文献作者及合作情况和关键词等内容进行分析。结果表明，目前疏散领域正处于探索阶段，还有很大的发展空间；在2012年1月—2022年6月，该领域全球发文量占比中国最高，美国其次；国内外交流合作尚不频繁，还未形成研究主力军和核心作者群；研究热点主要在火灾以及模拟方面，特别是对于火灾疏散方面的研究。为了保证研究结果的重复性和可靠性，应进一步加强研究。     

海州露天矿采空区地表CO2通量的试验研究

为探究海州露天矿东邦废弃采空区自然发火状态,基于采空区遗煤自燃特性和气体扩散理论,采用智能土壤气体通量监测系统,以月为单位,对东邦自燃采空区上覆地表CO₂通量开展长周期、多测点连续性监测试验;根据试验区域内地表CO₂通量和土壤温度分布特征,探究地下火区释放CO₂的地表涌出范围和变化情况;同时,着眼于温室气体排放的评估,计算试验区域内的CO₂涌出量,并分析其随时间的变化特征。结果表明:地表CO₂通量与土壤温度有明显正相关性;试验区域地表CO₂高通量区域呈逐月扩大和递增的趋势;CO₂涌出量随月份逐渐递增,试验区域年CO₂涌出量约为3.6×10⁶ m³。     

基于文献计量学的生活垃圾焚烧飞灰资源化利用研究现状及发展趋势分析

随着生活垃圾焚烧产业的飞速发展，生活垃圾焚烧飞灰(以下简称“飞灰”)的处理处置问题日渐严峻。基于Web of Science核心合集数据库，利用VOSviewer软件，从文献计量学角度解析了近15 a飞灰资源化的相关研究现状，并分析了发展趋势。结果显示：2008—2021年飞灰资源化领域发文量持续增长，其中中国发文量占总发文量的47.21%;飞灰资源化领域前十的被引文献主题中有80%是飞灰作为建筑领域原料的替代方法以及飞灰资源化利用过程中的风险评价；进一步通过关键词共现分析，发现飞灰资源化利用的方式主要为用作水泥原料、飞灰中金属的提取以及飞灰热处理后产物的利用；飞灰资源化产物类型、资源化过程以及资源化产物耐久性的探究将是飞灰资源化研究发展的趋势。     

采空区注超临界CO2防灭火试验研究

为研究超临界CO₂注入采空区防灭火的规律,自主研制了产生超临界CO₂和模拟采空区遗煤自燃升温试验系统,得到了不同温压条件下超临界CO₂注入采空区前后不同监测点的温度、O₂和CO浓度变化数据信息。试验结果表明:注入采空区的超临界CO₂发生相变,有序结构急速失序,大量吸收热量,采空区内的煤体、空气温度随时间呈线性快速下降规律,其降温能力是气态N₂的10倍;超临界CO₂在自燃发火煤体中的强渗透扩散特性,使自燃煤体快速惰化,防灭火效率高;停止注入后,小范围回温符合反二次函数特征;高压力超临界CO₂相对于低压条件,防灭火性能更佳;超临界CO₂是1种降温降氧能力显著,且输送性能优良的采空区新型防灭火材料,超临界CO₂防灭火效果优于气态N₂。     

基于知识图谱的火灾图像识别研究

为了全面分析图像型火灾识别技术的发展趋势和研究动态,更准确地为火灾探测领域科研工作提供研究方向,运用Web of Science已有文献数据和科学知识图谱软件以及Python-matplotlib库,定量分析国际火灾图像研究的发文时间、发文作者、发文机构、高被引文献等特征,从主题、关键词、摘要入手分析当前研究热点与前沿趋势动态。结果表明：国际火灾图像识别研究成果数量整体上呈现出波浪式上升趋势;欧美国家在火灾图像识别领域的研究较为深入,而中国在该领域研究起步较晚;J Comp Neurol、Remote Sens Environ、Fire Safety J、J Geophys Res-Atmos为代表期刊形成共被引期刊合作网络;研究热点主要表现在火灾图像识别的深度学习模型、森林火灾图像及火灾影响、火灾遥感图像识别算法3个方面;研究前沿主要表现在基于深度学习的火灾烟雾探测,火烧迹地的森林植被覆盖与流失,煤矿、工业热源、电动汽车的火灾探测,阻燃性4个方面。     

N2/CO2混合气体对丙烯爆炸特性的影响

为了研究N₂、CO₂及其混合气体对丙烯爆炸特性的影响，使用可燃气体爆炸极限试验装置，将气体按一定比例进行混合，从爆炸极限与危险度、临界氧体积分数和惰化效果3个方面研究了N₂/CO₂混合气体对丙烯爆炸的影响。结果表明：1)N₂和体积比分别为2∶1、1∶1、1∶2的N₂/CO₂混合气体，以及CO₂的添加对丙烯的爆炸均有抑制作用，且使丙烯的爆炸范围缩小，爆炸危险度减小，变化趋势近似为线性；2)随着惰性气体体积分数的增加，爆炸极限对应的氧体积分数呈下降趋势，CO₂惰化丙烯比N₂惰化丙烯时的临界氧体积分数提高了约1.87个百分点；3)结合爆炸三角形图，对比发现，在5种不同的比例下，CO₂惰化丙烯时的爆炸区域面积最小，表明CO₂对丙烯的抑爆效果更好。     

可视化安全管理知识图谱分析

为了解可视化安全管理的研究热点及发展趋势,基于中国知网数据,统计分析主要期刊上1980年以来发表的论文数据,利用CiteSpaceV软件绘制可视化安全管理科学知识图谱。结果表明,可视化安全管理领域的年发文量总体呈上升趋势,但近年来上升缓慢,2014年起发文量开始下降;通过对科研机构、研究者的知识图谱分析,发现国内尚未形成有影响力的科研团体,部分作者团队发文量较大,但机构、作者之间的合作较弱,且研究团队多集中于能源矿产相关行业;可视化安全管理的研究热点基本保持不变,研究重心由安全技术向管理理论偏移,管理学相关基础理论的研究逐渐增多。     

踩踏事故预防监控领域科学知识图谱研究*

为解决踩踏事故预防监控领域发展现状、发展趋势及发展脉络不清晰问题,运用可视化软件CiteSpace,对Web of Science核心合集及中国知网收集到的365篇相关文献开展知识图谱研究。结果表明:中国在踩踏事故预防监控领域发文量最多,占40.6%,其次为美国,占15.4%,29个国家间仅有25条合作连线;国内外研究热点集中于卷积神经网络等计算机视觉技术在踩踏事故预防监控领域应用;针对“踩踏事故预防监控”领域涵盖学术外延范围,国内外存在一定差别;梳理获得踩踏事故预防领域3条主要发展路径;以深度学习为主的技术研究是当前及未来一段时间研究热点。     

全氟己酮与惰性气体对甲烷爆炸的协同阻爆作用

为探究全氟己酮及其与CO₂、N₂协同下的抑爆能力，通过改变全氟己酮用量和CO₂、N₂的压力来观测其对甲烷爆炸传播特性的影响。结果表明：在试验条件下，单喷CO₂和N₂不能实现对甲烷的完全抑爆；而单喷全氟己酮能实现对甲烷的完全抑爆；全氟己酮与CO₂或N₂混合喷出有利于全氟己酮完全汽化、提升其抑爆能力；与N₂混合，抑爆所需的全氟己酮最小量由23 mL下降到17 mL,与CO₂混合，阻爆所需全氟己酮最小量从23 mL下降到5 mL,全氟己酮与CO₂混合使用的抑爆能力强于全氟己酮与N₂混合使用的抑爆能力。全氟己酮/CO₂的协同抑制机理在于全氟己酮产生的自由基F会优先替代氧气产生的O参与基元反应，CO₂作为第3体参与反应会优先阻断OH的放热反应，二者具有良好的协同互补关系，从而更好地抑制和阻断甲...     

基于VOSviewer的国内应急管理研究可视化分析

为更好地了解我国应急管理领域的研究动态,从中国知网CNKI收集4264篇文献进行文献计量学统计,对应急管理领域的发展阶段、文献年发表量、期刊来源以及合作网络进行分析,并应用文献计量学可视化软件VOSviewer绘制作者以及关键词的知识图谱。研究表明,我国应急管理领域研究经历了平稳期、快速增长期、爆发式增长期3个阶段;作者及发文机构之间的合作较为分散,尚未形成较大的核心作者群,机构合作主要分布在南京大学、清华大学、暨南大学和国家行政学院等高校;未来研究可能在应急管理体系、应急管理体制、自然灾害和公共卫生事件等方面呈现多元化、精细化以及科技化趋势。     

惰性气体-水雾协同抑爆甲烷研究

采用自行改造的20 L球形爆炸容器进行瓦斯抑爆研究，试验中采用分压法来制备混合气体，定量描述了爆炸压力、爆炸压力上升速率及抑爆效率等特征，分析了在3种惰性气体(CO₂、N₂和Ar)作用下CH₄的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率。结果表明，CO₂的抑爆效果优于其他两种惰性气体，当CO₂的体积分数达到6%时，CH₄的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率分别降为0.113 MPa和1.58 MPa/s,下降了78.6%和86.4%。通过试验可知，3种惰性气体均能延缓瓦斯爆炸的发生，降低爆炸的强度，但对于N₂和Ar而言则需要增加惰性气体的体积分数以达到与CO₂相同的抑爆效果。基于上述单相抑爆结果，选择3种惰性气体中抑爆效果最佳的CO₂来进行惰性气体-水雾协同抑爆效率的研究。通过大量重复性试验得出，2%CO₂-1 MPa水雾抑爆效率由单相体积分数为2%的CO₂     

充填浆液的产气测试及对CO传感器监测的影响

针对采空区充填浆液因发生物化反应后产生干扰气体,引起矿用电化学CO传感器误报警的问题,基于浆液的氧化周期、产气特性、反应后成分的X射线衍射(XRD)及充填产生气体对矿用电化学CO传感器的交叉干扰等测试,研究煤矸石、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和矿井水以65.5∶4.5∶10∶20比例配置成的充填浆液的产气特性,探究充填产生气体对矿用电化学CO传感器的影响特征。结果表明：采空区充填浆液在物化反应过程中会消耗O₂和CO₂,且会产生H₂、CO和CH₄;其中O₂和CO的体积分数变化与煤矸石氧化有关,CH₄的体积分数变化与煤矸石中甲烷解吸有关,CaO和CO₂的反应会导致CO₂体积分数的降低,粉煤灰中的铝粉在碱性环境中反应会产生H₂,且H₂是造成矿用电化学CO传感器误报警的主要因素,并对矿用电化学CO传感器检测结果呈正交叉干扰。     

西沟煤矿注CO2促抽煤层瓦斯模拟研究

为了提高瓦斯抽采效果,以西沟煤矿5315工作面注气瓦斯抽采方案为工程背景,开展注CO₂促抽煤层瓦斯模拟研究。通过对注CO₂驱替煤层瓦斯机理研究,结合注气瓦斯抽采过程中的气体运移场和煤体变形场的耦合关系,建立了注CO₂促抽瓦斯固气耦合模型;利用COMSOL Multiphysics软件模拟了工作面注气瓦斯抽采,对比分析了注气瓦斯抽采与本煤层顺层钻孔抽采的瓦斯抽采效果,论证了煤层注CO₂促抽煤层瓦斯工艺的可行性与有效性。研究结果表明:在工作面瓦斯抽采90 d后注入CO₂,对瓦斯抽采的促抽效果明显,煤层瓦斯压力降至0.46~0.49 MPa,瓦斯含量降低至4.22 m3/t;在90 d后注入CO₂促抽煤层瓦斯,在瓦斯抽采至第180 d时,抽采效果较钻孔瓦斯抽采明显提高,煤层瓦斯压力降低了7.84%~9.26%,残余瓦斯含量减少了18.63%。通过工程实测可知,5315工作面在注入CO₂促抽煤层瓦斯抽采后的瓦斯压力与瓦斯含量分别降低至0.48 MPa和4.76 m3/t,有效降低了煤与瓦斯突出的危险性。