一般机械设备危险

<正>传动装置的危险机械传动一般分为齿轮传动、链传动和带传动。由于部件不符合要求,如机械设计不合理,传动部分和突出的转动部分外露、无防护等,可能把手、衣服绞入其中造成伤害。链传动与皮带传动中,带轮容易把工具或人的肢体卷入;当链和带断裂时,容易发生接头抓带人体,皮带飞起伤人。传动过程中的摩擦和带速高等原因,也容易使传     

弹性系数视角下风险耦合特性的仿真分析

风险耦合导致风险发生非线性演化,从而给风险的定量评估带来困难。为给出风险耦合控制的有效对策,基于弹性系数视角界定风险耦合弹性系数概念,以此实现对风险耦合强度的定量测度;基于装备研制项目设计论证环节,从风险测度指标节点裕度角度,采用Arena软件仿真分析单指标和全指标在线性和非线性耦合关系下的系统风险熵和后传风险熵的变化情况。结果表明,全指标非线性耦合会显著改变系统性能,而单指标非线性耦合和全指标线性耦合次之,欲实现风险耦合控制应极力制止全局性的非线性耦合关系。     

深水油气输运耦合风险分析及评价方法研究

为了研究深水输运系统风险耦合作用形式,评价其风险,保障输运系统安全运行,首先以深水输运系统3类风险群为视角,结合系统动力学(SD)原理建立系统风险流图。然后,考虑风险因子间的耦合关系,采用熵值法确定其权重。最后,根据耦合关系建立系统风险非线性耦合模型,计算系统风险群耦合度与风险值。以南海某深水油气田为例进行分析。实例分析结果表明,管内非常规流动风险系统、管外环境风险系统以及管体自身风险系统中,管内非常规流动风险系统的综合风险值最大,管体自身风险系统波动性最大;在双因素耦合下,管体自身风险系统与管内非常规流动风险系统带来的耦合风险最大。     

单元板式轨道扣件刚度突变对行车安全性的影响分析

为研究单元板式无砟轨道扣件刚度整体及局部突变对行车安全的影响,指导扣件系统的养护维修,利用有限元方法和轮轨耦合系统动力学原理,建立车辆-轨道-路基系统垂向耦合动力学模型。研究扣件系统整体刚度突变和局部刚度突变对列车的振动特性和轮轨垂向作用力的影响规律。结果表明:扣件刚度从20 kN/mm增加到80 kN/mm时,轮对和转向架的振动加速度分别增加40.1%和28.2%,轮轨垂向力增加28.4%,车体变化不大;当局部扣件刚度突变时,车体、轮对、转向架的振动加速度和轮轨垂向力均较基本刚度(50 kN/mm)有所增大。扣件刚度整体突变以及局部突变均会对列车振动特性和轮轨垂向作用力产生不利的影响,建议及时对扣件系统进行养护检修,以保证行车的平稳性和安全性。     

基于系统动力学的港口船舶通航风险成因耦合模型

为改善水上交通安全条件和有效避免风险事故的发生,需要研究港口船舶通航风险的形成机理。以港口船舶通航复杂性系统为视角,借助系统动力学方法进行港口船舶通航风险成因耦合仿真。首先,探讨港口水域船舶通航风险的形成原因及成因的相互影响和耦合类型;其次,基于港口水域船舶通航风险的人、船、环境与管理子系统构成因素,提出港口水域船舶通航风险成因之间的相互关系动力学流图;然后,建立非线性的系统动力学动态耦合模型,通过港口水域船舶通航风险成因耦合仿真,分析同质因素和异质因素的耦合作用。最后,结合青岛港船舶通航风险影响因素的数据,采用系统动力耦合模型进行港口水域船舶通航风险成因的耦合作用程度分析。结果表明:在港口船舶通航风险成因中双因素耦合作用下,与环境因素耦合造成的风险较大,特别是与交通环境因素耦合后风险大,且变异系数小。需要切实加强交通组织管理,从而降低客观因素的耦合程度,可有效避免通航事故,提高通航系统的安全可靠性。     

熵权属性测度理论在导水裂隙带高度预测中的应用

确定导水裂隙带高度是水下开采防水煤岩柱尺寸设计的关键。结合导水裂隙带形成机理和分布形态,选取采场采深、采厚、煤层倾角、覆岩单轴抗压强度和工作面斜长五个主要影响因素作为导水裂隙带高度的判别指标。利用24组样本数据,构建导水裂隙带高度的熵权属性测度预测模型。为检验模型的有效性,将其用于预测丁集煤矿1262(1)工作面导水裂隙带高度,结果为66.03m,与采用Midas/GTS-Flac3D耦合模拟得出64.63m的结论非常接近。研究结果表明,熵权属性测度模型预测的相对误差较小,可以在工程实际中推广应用。     

车桥耦合下D型施工便梁结构安全性研究

为保障施工安全和列车行车安全,以某市政隧道下穿13股道繁忙铁路工程为例,建立安全监测系统获取实测数据,再构建车桥耦合动力学模型。通过实测数据和模拟数据研究多种工况耦合下的便梁结构安全和列车行车安全情况。结果表明：车桥耦合模型具有一定的可靠性,轨道不平顺对结构安全性以及行车安全性影响较大,轮重减载率随车速的增加而增大;列车通过曲线段时腹板应力增大,便梁结构稳定性降低,轮重减载率增大;温度附加变形对结构安全性的影响程度较小,但温度应力不容忽视。在施工期间进行轨道平顺性测量,以适当车速通过D型施工便梁保证行车安全性,按要求布置斜杆及限位装置以保证结构稳定性。     

基于FRAM的动土作业坍塌事故案例分析

为了解动土作业事故发生的根原因,有效降低事故发生率,采用功能共振分析法(FRAM)研究动土作业中的坍塌事故演化机制,并以长沙某公司天然气管道施工项目“11.11”一般坍塌事故为例,对动土作业的功能耦合过程进行定性分析,确定影响作业的主要失效链接。结果显示:培训教育落实不力是引起功能改变的主要来源之一;人员防护、施工检查、技术交底等功能的不正常震荡及非线性的耦合共振,影响多项失效功能链接。FRAM可为动土作业过程中的事故致因分析提供技术支持,未来可进一步研究定量分析。     

采空区三维耦合场数值模拟研究

采用FLUENT数值模拟方法对采空区三维耦合场进行了分析研究,简述了FLUENT流体数值模拟软件的理论基础,并对FLUENT进行了自行编程,运用开发模型对祁南矿1015工作面及采空区的三维耦合场进行了模拟分析,得到了采空区压力场、漏风流场分布规律。运用现场实测氧气浓度和模拟结果相对比,得出此次模拟能够较好满足现场工程要求。对采空区进行了自燃三带划分,指出采空区自燃最危险的区域在支架后上部,结合10煤最短发火期算出最小推进速度0.8m/d,对工作面的安全回采和采空区火灾的防治具有指导意义。     

壳体缓释技术对带壳装药慢速烤燃反应烈度的缓解作用研究

为了研究2种典型壳体缓释技术对弹药慢速烤燃响应烈度的缓解作用,基于试验条件分别建立无缓释设计、侧壁加工应力槽和端盖加工泄压孔的带壳PBX装药慢速烤燃仿真模型,提出使用热分解反应动力学模型和燃烧反应模型模拟计算不同约束条件下带壳PBX装药从开始加热发生热分解反应到点火燃烧以及炸药与壳体耦合作用的烤燃过程的计算方法。研究结果表明：通过侧壁加工应力槽以及端盖加工泄压孔的缓释结构设计,可以有效地降低壳体破裂时炸药内部的压力及反应度,以达到缓解反应烈度的目的。     

定位注浆顶板的稳定性数值模拟

帷幕注浆技术能实现岩溶水矿山的安全开采,而注浆(即隔障带)厚度一般是利用经验公式计算所得,存在较大的误差。本文应用流固耦合理论,对矿体开采条件下顶板注浆隔障带的稳定性问题进行了分析。采用数值模拟的方法,定量地模拟了矿房开挖过程中围岩(即隔障带)应力场的分布、破坏场的发展及位移场的变化规律。模拟表明由于顶板发生破坏,经验公式计算的隔障带不能满足隔水的要求,应增大隔障带厚度保证安全开采。根据采动影响范围为大水矿床顶板注浆及矿房参数设计提供依据,对防治岩熔水矿山突水有一定的指导意义。     

晋牛矿1303综放面采空区注氮方案研究及数值模拟

为了合理设计采空区注氮防灭火方案,以晋牛煤矿1303综放工作面为研究对象,通过在采空区进、回风侧布置束管监测系统,连续测定采空区气体浓度变化,划分采空区自燃“三带”分布区域,并基于采空区自燃“三带”划分标准和数值模拟的方法,利用流体力学COMSOL计算软件,研究不同注氮量、注氮位置下采空区氧化自燃带的分布规律。研究结果表明:注氮量和注氮位置参数的变化,对氧化自燃带上界限的影响并不显著,而对氧化自燃带的下界限影响比较显著;最合适的注氮位置应该在距离切顶线30 m左右,运用Origin软件得出注氮量与氧化自燃带宽度呈指数关系,由拟合式计算出最优注氮量为386 m3/h,此时氧化自燃带的宽度为31.5 m。     

综放条件下垮落直接顶“两带”分布高度研究

通过相似模拟实验和理论分析,对直接顶不规则垮落和规则垮落两带分布形成的原因及其分布高度进行了深入的分析研究。研究认为,在综放条件下,散体状态的直接顶在渐进流动过程中的某一时刻形成的＂散体拱＂结构构成了不规则垮落带和规则垮落带的分界线,是垮落直接顶呈＂两带＂分布的原因。不规则垮落带分布的研究是＂两带＂分布研究的关键,其分布的高度取决于拱的高度和煤层厚度,其中拱的高度又是重要影响因素。文章对垮落直接顶＂两带＂分布高度的研究,对于深化综放采场煤岩流动规律的研究具有重要意义。     

基于FRAM的铁路危险品运输事故演化机制研究

为预防铁路危险品运输事故,基于功能共振分析法(FRAM)分析铁路危险品运输系统风险-事故演化机制,进而研究对应控制方法。在建立铁路危险品运输系统风险-事故演化层级网络的基础上,将影响FRAM中输入、前提等属性的风险因素分为人、设施设备、货物、环境和管理5大类;以华东某站氰化钠泄漏事故为例进行研究,结果表明:匿报危险品种类、违规包装和检查人员失职3个功能模块导致各自功能模块内部变化,并引起功能模块的不正常振荡,通过非线性、动态性耦合作用和功能连接传递,使功能模块间发生非线性耦合共振,导致运输危险品与卸载危险品2个模块之间的连接断裂并超越系统风险-事故临界阈值,宏观层级结构发生阶跃式突变,最终导致事故。     

海上气井环空带压油套管柱动态安全评价技术

为了有效预测海上气井环空带压油套管柱潜在失效风险及安全管理环空压力,提出1种基于井口压力、温度和液位多参数监测的海上气井环空带压油套管柱动态安全评价技术。首先,结合气井生产状态参数和完井信息,建立气井井筒压力分布计算方法;然后,根据力学知识分析气井环空带压油套管柱应力场特点,进而提出利用环空带压井油套管柱安全系数作为油套管柱失效评价依据;最终,开发海上气井环空带压安全监测系统并开展现场案例井分析。研究结果表明:监测系统能够准确获取环空带压状态参数,通过环空压力状态变化分析阐述“A”环空带压机理为泄漏点处油套管之间压力平衡的保持;结合实际井口环空压力监测数据,井筒安全系数能够实时表征油套管柱安全状态。     

烟气羽流时空混沌行为的耦合映象格子模型研究

为研究烟气羽流的时空混沌行为,本文从烟气羽流的N-S动量方程出发,根据浮力羽流的半经验公式,对方程中相应的项进行替代、化简,然后无量纲化,得到了以烟气羽流的动量通量m为系统状态矢量的单向耦合映象格子模型.计算了不同参数变化时,耦合周期窗口的时空行为发展,并且进行了李雅普诺夫指数λ计算.分析表明,开放系统中的烟气羽流会出现形态的多重性,包括时空混沌行为.这是由于烟气羽流系统内各种非线性作用的相互影响,也就是方程粘性项、浮力项和惯性项作用强弱对比的变化,以及系统行为发展的不可逆性所导致.     

瓦斯爆炸事故风险耦合演化机理研究

鉴于煤矿瓦斯爆炸事故风险传导关系迄今未被准确描述和细致分析,提出瓦斯爆炸事故风险耦合分析法。运用复杂系统理论,界定瓦斯爆炸事故的风险耦合的含义及类型,并借鉴物理学中触发器的概念,讨论瓦斯爆炸事故风险传导的路径及内在机理,从风险涌现角度构建风险耦合层次网络模型。结果表明,瓦斯爆炸事故是瓦斯动力系统内外部因素风险耦合作用的结果,其演化过程是微观风险因素间的非线性耦合导致宏观层级结构状态发生阶跃式突变。     

中国安全生产科学研究院“十三五”系列科研成果

正多灾种耦合事故的多米诺链路预测、脆弱性评估技术和分区技术依托项目:化工园区多灾种耦合风险分析与安全规划优化技术研究(2016YFC0801501)研究内容:中国安全生产科学研究院和华南理工大学联合开展合作研究。研究多灾种耦合下化工园区多米诺事故后果分析技术和临界致灾条件;研究建立多灾种耦合下化工园区重大事故的脆弱性评估     

炮孔偏心不耦合装药爆破效应数值模拟

为了研究炮孔偏心不耦合装药爆破效应,利用非线性动力分析平台,模拟了不同不耦合系数时炮孔周围的裂纹分布情况以及同心不耦合装药和偏心不耦合装药形成的爆炸应力场。研究结果表明:耦合侧裂纹总长度、裂纹平均长度和最长裂纹长度始终大于不耦合侧,不耦合系数为1.71时耦合侧与不耦合侧裂纹总长度、裂纹平均长度和最长裂纹长度的差值和比值都达到最大,K=1.71为改进偏心不耦合装药结构的最佳不耦合系数;同心不耦合装药形成的爆炸应力场在炮孔周围均匀分布,偏心不耦合装药形成的爆炸应力场则偏向于耦合侧,由于药卷周围不均匀的空气间隔对爆炸载荷产生了不同程度的缓冲和延迟作用,偏心不耦合装药不耦合侧等效应力峰值小于耦合侧,且不耦合侧等效应力峰值出现时间也滞后于耦合侧。     

气井环空带压临界控制值研究

为了保证环空带压气井生产阶段的井筒完整性,确定气井环空压力安全运行范围,建立了基于API RP 90-2推荐做法的环空带压安全评价方法,重点研究了气井环空带压临界控制值计算方法,提出了1套方便现场应用的环空压力管控图版,针对某环空带压气井进行了现场应用研究。研究表明:API RP 90是针对海上油气井环空带压安全评价的推荐做法,在API RP 90-2推荐做法发布以后已不再继续适用于陆上油气井;基于API RP 90-2的推荐做法考虑因素更为全面,推荐在陆上油气井使用;环空带压临界控制值不再是1个固定值,而是随服役时间增长以及相邻和自身环空压力变化等因素不断变化的值。