综掘巷道超前支护装备双组支撑支护特性实验研究

为提高综掘巷道的掘进效率、改善支护工艺,设计一种用于综掘巷道迎头顶板支护的迈步式超前支护装备。通过对装备工作原理的分析,建立其三维模型。为检验装备的支护效果,设计了支护特性实验方案,构建实验平台,基于实验平台进行了双组支撑状态下的支护实验。实验结果表明:顶板上离固支边越远处动态位移变形量越大,接触力波动也越大; 在双组支撑状态下,顶板变形量最大达到9 mm,接触力最大幅值达到5.84 kN,位置均为顶板纵向中线位置处,在被支护后,该位置最迟趋于稳定; 在双组支撑状态下,顶板变形及接触力经历2~3 s波动后都将趋于平稳; 超前支护装备对顶板的稳定性能起到良好的控制作用,能提高顶板的安全性,为后续产品研发及工业实验提供依据。     

深部顶板夹煤层巷道变形破坏分析及其控制

为了探究深部顶板夹煤层软岩巷道大变形破坏问题,以平煤六矿三水平戊二胶带运输巷为工程背景,开展夹煤层巷道围岩破坏分析及控制对策的研究。首先,构建原支护体系组合拱力学模型,推导出直墙半圆拱形巷道稳定判别式;其次,提出“锚网索-梁-注浆-组合砂浆锚索”联合返修控制对策,即沿戊₈煤层顶板进行巷道扩刷,采用锚网索、梯子梁完成基本支护,对围岩进行深浅孔注浆加固、顶板及两帮关键部位布置组合砂浆锚索等加强支护,并通过数值模拟分析返修前后应力、位移场分布特征;最后,开展工业性试验,并监测矿压。结果表明：两帮及顶底板最大收敛量分别为93、 112 mm,后期变形速率均低于1 mm/d,围岩变形得到有效控制,返修效果良好。     

深部高应力煤层卸压开采相似材料模拟试验

处于深部开采且煤层位于轴部构造的矿井,巷道变形量大、变形速度快且持续时间长,巷道维护十分困难。卸压开采技术是控制矿山压力的有效手段。以大安山煤矿为工程背景,采用相似材料模拟进行卸压开采及非卸压开采两组模型对比试验,研究下保护层轴9煤层开采对被保护层轴10煤层的卸压效果,通过监测保护层开采过程中及开采稳定后轴10煤层卸压系数变化特征、岩层裂隙发育程度及变形情况来检验卸压效果。结果表明:卸压开采条件下,轴10煤层顶板应力普遍降低,峰值应力降低9.4%;岩层裂隙发育密度及煤岩层变形量大,岩层最大裂隙密度为14条/cm,上升16.7%;岩层最大下沉量为54.6 mm,上升21.6%,表明岩层受卸压作用,应力明显减小,弹性能释放程度较好,有利于减弱强矿压现象。     

巷道蝶叶塑性区顶板冒落特征与层次支护研究

针对巷道蝶叶塑性区顶板破坏深度大、变形剧烈、冒顶事故频发等问题,综合现场调研、理论分析、数值模拟等方法,考虑巷道顶板不同服务阶段的变形破坏特点,研究分析了巷道顶板破坏失稳机理和不同层位顶板的控制要点,提出了以冒顶控制为主的顶板层次控制技术,阐明了辅助支护材料、普通长度锚杆、接长锚杆、长锚索对不同层位顶板的层次控制原理。据此,在保德矿81306工作面回采巷道蝶叶塑性区顶板进行了层次支护设计,并进行了顶板下沉量和接长锚杆支护力监测,结果表明:以冒顶控制为主的巷道顶板层次支护体系较好的维护了顶板整体稳定,保证了巷道安全与正常服务。     

巷道蝶叶塑性区顶板冒落特征与层次支护研究北大核心CSCD

针对巷道蝶叶塑性区顶板破坏深度大、变形剧烈、冒顶事故频发等问题,综合现场调研、理论分析、数值模拟等方法,考虑巷道顶板不同服务阶段的变形破坏特点,研究分析了巷道顶板破坏失稳机理和不同层位顶板的控制要点,提出了以冒顶控制为主的顶板层次控制技术,阐明了辅助支护材料、普通长度锚杆、接长锚杆、长锚索对不同层位顶板的层次控制原理。据此,在保德矿81306工作面回采巷道蝶叶塑性区顶板进行了层次支护设计,并进行了顶板下沉量和接长锚杆支护力监测,结果表明:以冒顶控制为主的巷道顶板层次支护体系较好的维护了顶板整体稳定,保证了巷道安全与正常服务。     

巷道特厚泥质顶板失稳因素分析及控制技术

为研究巷道特厚泥质顶板失稳因素及其敏感性,通过现场调研和理论分析,确定6个影响特厚泥质顶板稳定的主控因素;以黄岩汇煤矿15107工作面为工程背景,采用有限差分软件FLAC5.0开展6因素3水平正交试验,运用方差分析方法研究各影响因素的敏感性;提出针对性的控制措施并开展现场应用。研究结果表明:影响特厚泥质顶板变形的各因素敏感性排序为:直接顶强度巷道宽度顶板支护强度直接顶厚度帮部支护强度煤层强度;直接顶强度、顶板支护强度及巷道宽度对巷道顶板变形的影响高度显著;煤层强度和帮部支护强度对巷道帮部变形的影响高度显著;提出的强化顶板承载结构及帮顶协同控制的支护对策,现场应用效果较好。     

高应力煤巷卸压孔布置方式对卸压效果影响分析

高应力是造成深部煤巷大变形的主要因素。钻孔卸压已成为高应力区围岩稳定性控制的主要方法之一。基于钻孔卸压原理,以实际工程为背景,设计了三种卸压孔布置方式,并采用数值模拟的方法对不同卸压孔布置方式的卸压效果进行计算和对比分析。结果表明:卸压孔布置方式对卸压效果影响显著,卸压孔五花布置时,卸压效果最为明显;卸压孔周围形成卸压圈,卸压圈相互叠加,卸压范围增大;巷帮布置卸压孔使巷道周边形成的应力峰值向远离巷道的围岩深部移动,五花布置卸压孔时,不仅能够使应力峰值向深部转移,而且降低了应力峰值,有效改善围岩应力环境;卸压孔产生的卸压区,为巷道围岩提供给了一定的变形补偿空间,减小了巷道变形,卸压孔五花布置时,巷道变形最小,与无卸压孔时相比,巷道实体煤帮整体变形量减小了73.9%,顶板最大沉降量减小了40%,控制变形效果明显。     

中义隧道片理化玄武岩段大变形控制技术研究*

为进一步探究高地应力隧道软岩大变形控制技术，以中义隧道主洞片理化玄武岩段为工程背景，提出大变形Ⅰ型支护、大变形Ⅱ型支护、大变形Ⅱ型支护（围岩加固）3种大变形控制方案，以现场试验段监测为辅助验证，采用数值仿真对3种控制方案的控制效果进行对比分析。结果表明:适宜的支护成环时间具有减缓大变形的作用；在衬砌各部位累计最大变形控制方面，控制方案3较其他方案衬砌最大变形最少减小20.8%，且变形时程曲线最终收敛；围岩最大日变形量控制方面，经过开挖断面的进一步优化以及边墙部位塑性区围岩自承能力的提高，控制方案3最大日变形量较其他支护方案至少减小20.8%。结果显示控制方案3能够稳定控制片理化玄武岩大变形，且效果最好，研究结果可为类似工程提供设计依据。     

超前支护与巷道围岩耦合动力学研究

为研究综掘巷道超前支护装备与巷道围岩耦合动力问题,基于薄板理论的顶板动力学模型,建立巷道顶板力学模型。简化超前支护装备,通过各部件的运动微分方程建立整机动力学模型;最后建立考虑多点支护条件下的超前支护-顶板体系耦合动力学模型。用多体系统动力学仿真软件Recur Dyn研究多种工况下耦合动力模型的动态响应过程。结果表明,在支护的压力冲击、振动以及综掘截割扰动等因素影响下,侧帮和顶板位移变形较剧烈。在有效支撑区段,变形小于未支护顶板的位移最大值;非有效支撑区段的位移极值小于未支护顶板的位移极值,表明超前支护对顶板变形有一定的控制作用。     

考虑煤柱黏弹塑性流变的煤柱-顶板力学模型

为研究房柱式开采和条带开采的老采空区煤柱-顶板体系的稳定性,预测煤矿采空区煤柱-顶板体系稳定时间,将煤柱简化为满足西原模型的黏弹塑性体,将采空区顶板简化为弹性薄板,建立考虑煤柱黏弹塑性流变变形的采空区煤柱-顶板体系力学模型,在此模型基础上推导采空区煤柱-顶板体系稳定时间的微分方程,并采用伽辽金法进行求解。将该模型应用于某房柱式开采的老采空区稳定时间预测中,验证了力学模型的可靠性。研究表明,煤柱的黏弹塑性流变变形是导致煤柱-顶板体系失稳的重要原因,煤柱的流变变形随时间的推移而增大,最终导致煤柱-顶板体系的失稳。     

一起有机过氧化物爆炸事故的调查和分析

阐述一起重大爆炸伤亡事故的现场调查和原因分析，介绍如何通过人证物证材料，用鱼刺图法找出可能引起事故的诸原因，逐项加以分析，将与人证或物证材料相矛盾的原因子以排除，最后剩下无法排除亦即能与人证物证相符的那个原因，就是事故的真正原因。笔者是这起事故调查专家组组长，取证和数据可靠。     

我国与主要国家温石棉安全使用政策和法规对比研究

我国作为温石棉的生产和使用大国，在温石棉及其制品的危害及防控方面开展了较为系统的研究，但对于其他主要国家在温石棉安全使用政策和法规方面的研究则相对较少。本文简要介绍温石棉安全使用的理论基础，对美国、加拿大等主要国家在温石棉安全生产和使用方面的主要政策和法规进行研究，并对我国温石棉产业政策以及相关法规进行梳理，通过对比发现，我国与美国、加拿大等国家在温石棉及其制品的安全使用法规、标准建设等方面存在一定差距。最后，基于相关对比分析结果，对我国温石棉产业职业病防治、环境保护以及温石棉制品等方面的法规标准的建设提出建议。     

飞行员记忆与安全绩效的关系研究

为了探究飞行员记忆与安全绩效的关系，提高优秀飞行员选拔的有效性和飞行排班的科学性，对飞行员记忆进行测试，结合其近6年的飞行品质(QAR)数据，系统分析了记忆与安全绩效的关系及各因素对飞行员记忆的影响情况。结果表明:飞行员形象记忆、情景记忆、运动记忆、语义记忆与安全绩效呈正相关关系，情绪记忆与安全绩效呈“n”型关系；情景记忆主要受不良情绪波动的影响，语义记忆主要受对大脑缺乏开发应用情况以及压力的影响，情绪记忆主要受不良嗜好和年龄的影响，形象记忆主要受睡眠和疾病的影响，运动记忆主要受用脑过度和年龄因素影响。     

CO在烟煤中吸附与扩散的分子模拟研究*

为揭示CO在烟煤中的微观吸附和扩散机理,利用Wiser烟煤分子模型,通过巨正则蒙特卡洛（GCMC）和分子动力学方法,研究5种不同温度（293.15,303.15,313.15,323.15,333.15 K）下,压力为0.1～3.0 MPa时CO吸附量、吸附热的变化,采用能量分布分析CO在烟煤中的吸附行为,利用扩散系数和扩散活化能研究CO在烟煤中的扩散特性。研究结果表明:CO在烟煤分子中的模拟结果符合朗格缪尔（Langmuir）吸附规律,随着温度的升高,Langmuir参数a和b减小,CO在烟煤分子中饱和吸附量和吸附能力降低。温度越高,烟煤分子的等量吸附热越低,烟煤分子吸附CO分子的平均等量吸附热为21.20～23.11 kJ/mol,小于42 kJ/mol,属于物理吸附;随着压力的升高,CO分子由能量较高的优势吸附位点逐渐向相对较弱的吸附位点移动;在模拟的温度和压力条件下,CO在烟煤分子模型中的扩散系数随温度和压力的升高而增加,扩散活化能随压力的升高而减小。研究结果为揭示CO在烟煤分子中微观吸附与扩散规律,准确预测采空区封闭火区煤自燃情况具有重要意义。     

尾矿坝边坡失稳判据研究

为避免尾矿库失稳破坏所带来的巨大损失和灾难,依据尾矿坝边坡破坏特征,将坝体边坡的破坏全过程分为连续的变形阶段和非连续的滑动阶段。建立相应的数学模型,采用蠕变理论及李雅普诺夫函数法分析尾矿坝边坡变形、滑动过程的稳定性,提出尾矿坝边坡失稳的加速度判据,得出滑动过程位移解析解。运用FLAC3D对山西某尾矿坝边坡进行计算,得到安全系数为1.67,边坡稳定;通过坝体边坡表面某点位移监测曲线可以看出ü<0,采用加速度判据可得此边坡稳定,与数值模拟结论相同。     

应用科技手段改善劳动与生活环境

探讨按国务院总理朱基提出的质量效益意念 ,采用科技手段改善劳动与生活环境的对策     

Alignment of the Lumbar Vertebrae in a Driving Posture

The purpose of this study was to define the anatomical arrangement of the lumbar spine in the mid-body sagittal plane of a human volunteer while in three postures: a driving posture; full flexion; and full extension. Radiographic images of the lumbar spine were made of a 33-year old 50th percentile male subject seated in a comfortable driving posture. Additional radiographs were made of the lumbar spine while the subject was postured in full voluntary flexion, and full voluntary extension. Anterior and posterior mid-sagittal vertebral endplate positions were plotted on an x-y coordinate system for each posture. Anterior and posterior disk thicknesses, and the positions of the centers of each vertebra were numerically determined using information from the plots. Disk thicknesses were then graphed and comparisons made for each posture. The arrangements of the centers of vertebrae were graphed and compared for the three different postures. The arrangement of the lumbar vertebrae tended toward that of full voluntary flexion while the subject was in a normal driving posture. Anterior disk thickness was a sensitive indicator of posture, while posterior disk thickness was not. While in a driving posture, the lower back approximated a straight-line that was nearly parallel to the seat back axis. The observations support those of an earlier study. Since soft tissue spinal elements can only be damaged by applying tensile forces in excess of their tolerance, the anterior elements of the lumbar spine would not be directly threatened in low velocity frontal collisions, since anterior elements would be in relative compression. Tension injury to the anterior structures as a result of a rear-end collision would first require reversing the preimpact conditions imposed by the normal driving posture. Tension injury to the posterior spinal elements resulting from low velocity rear-end collisions would be unlikely since axial compression loading would also diminish tension stress in posterior soft tissue structures. Any compression injury to posterior elements resulting from rear-end collisions would first require reversing the pre-impact conditions imposed by the normal driving posture.     

城市韧性多因素综合评估模型研究*

为避免突发事件发生时城市系统因缺乏前瞻性防范而造成严重损失,结合城市灾害事件严重度、承灾体脆弱性、适应力、抵御力和恢复力5个城市韧性影响因素,同时考虑相关指标完备性以及数据获取难易程度,构建城市韧性多因素综合评估模型,并结合湖南省实际数据对所建模型进行应用与分析。结果表明:城市韧性多因素综合评估模型基于城市韧性主要特点,可反映城市韧性分布情况,发现城市安全发展中存在的薄弱环节,为相关城市管理者开展城市韧性建设提供决策辅助。     

Safety Ⅱ学术思想的科学传播研究*

为全面了解Safety Ⅱ学术思想的传播情况,采集Web of Science数据库中284篇引用Safety Ⅱ学术著作的论文,采用科学计量和知识网络的方法,分析Safety Ⅱ学术思想的传播时间趋势、传播主体分布、传播领域与期刊以及传播的热点主题分布。研究结果表明:Safety Ⅱ学术思想在传播时间上呈线性增长趋势;核心传播区域为英格兰、美国、澳大利亚、挪威和意大利;核心传播机构为挪威斯塔万格大学、荷兰代尔夫特理工大学以及罗马第一大学;核心传播者为Saurin Tarcisio Abreu、Hollnagel Erik以及Patriarca Riccardo;Safety Ⅱ传播的核心领域为工业工程、运筹管理科学、人机工程学、应用心理学以及健康护理科学与服务等领域;Safety Ⅱ传播的主题为“韧性与功能共振”、“病患安全”、“事故与人的失误”、“安全与风险管理”、“社会技术系统与人的因素”以及“安全风险的评估”6大方向。研究结果对我国安全科学理论与实践的发展有重要作用。     

Ground influence on high-pressure methane jets: Practical tools for risk assessment

High-pressure gaseous methane release is a relevant safety-related problem mainly in the Oil and Gas industry. As well documented, the reason for these safety concerns is connected with the severe consequences of the domino effect subsequent to the possible ignition. In risk assessment activities, estimation of the damage area is of primary importance in order to draw up proper safety guidelines. To do this, loss prevention specialists use quick and well-established numerical tools (i.e., integral models) in their daily activities. However, the presence of an obstacle in the flow field of the jet (e.g., the ground) is a more probable situation to deal with. It is known that integral models fail in this kind of scenario, leading to unreliable predictions. Hence, the present work investigates how an industrial ground surface influences the LFL cloud size of a horizontal high-pressure methane jet. An innovative quick procedure is proposed allowing to determine the height below which the ground begins to influence the LFL cloud size and the extent of such influence. Therefore, this procedure allows practitioners to establish when integral models can be used and when not to use them, and also provides a simple and reliable alternative to their use. These analytical instruments are derived from an extensive computational fluid dynamics analysis performed with Ansys Fluent 19.0.