煤巷掘进跨步预抽煤层瓦斯技术研究与应用

在采取瓦斯抽采安全技术措施情况下,针对煤巷掘进难以实现煤层的边掘边抽问题,提出煤巷掘进跨步预抽煤层瓦斯的方法。该方法利用钻场抽采孔在始端汇集末端发散的分布特点,通过钻场沿煤巷掘进方向的前后错位及钻孔布置的优化设计,实现钻孔在工作面前方煤体密集段与分散段的交错重叠,保障煤巷掘进控制区煤体瓦斯的无死角连续抽采及煤巷的持续掘进。现场试验表明:该技术在掘进面前方煤体具有较好的抽采效果,成功实现了煤巷的连续不间断掘进,在煤巷掘进期间未发生工作面瓦斯涌出事故及煤与瓦斯突出征兆。该技术为高瓦斯矿井及按突出矿井管理的煤层实现煤巷的边掘边抽提供了借鉴。     

考虑损伤与剪胀及中间主应力的巷道围岩弹塑性分析

为研究圆形巷道围岩的稳定性,考虑了巷道围岩的损伤、剪胀特性以及中间主应力效应,建立了圆形巷道围岩弹塑性损伤力学模型,推导出圆形巷道围岩的弹塑性应力场和位移场解析解。研究结果表明:考虑损伤时围岩塑性区范围更大,所需支护阻力增长明显,塑性区位移明显增加;剪胀对位移场影响较大,对应力场影响较小,剪胀系数越大,需要提供的支护阻力就越大;随着中间主应力系数的增大,所需支护阻力降低,塑性区位移减小,最大位移减小幅度高达79.74%,不考虑中间主应力的强度准则偏于保守;考虑损伤、剪胀和中间主应力的新的位移解更加合理,研究成果为圆形巷道的设计支护提供了一定的理论基础和参考价值。     

不同灾后救援情境下医疗人员与医疗物品最优订购的报童模型

灾后救援过程中医疗人员和医疗物品的最优配置（订购）是应急管理的1个重要问题,运用多产品报童模型分析不同灾后救援情境下医疗人员与医疗物品最优配置（订购）问题。首先,针对地震、海啸等不同灾害类型的灾后救援情境,结合医疗人员和医疗物品的互补特征,提出3条基本假设;其次,分析医疗人员和医疗物品2种资源不同订购量的期望收益函数,构建2种资源的最优订购报童模型,根据海瑟矩阵证明该问题存在着最优解,并运用库恩塔克优化条件得出最优解;最后,结合数值分析方法,分析地震、海啸等救援情境下医疗人员与医疗物品的最优订购数量。研究结果表明:医疗物品最优订购数量与其成本成反比;医疗物品最优订购数量与医疗人员最优配置数量成正比,与其退货补贴成正比;医疗人员和医疗物品的最优配置（订购）数量需要满足基本的互补关系。     

既有建筑结构安全性检测过程质量脆弱性评价

为了提高我国建筑结构安全性检测过程质量的可靠性和合理性,确保建筑结构安全服役,针对我国建筑结构检测工程的特点,构建了基于DEA对抗交叉模型的建筑结构检测过程质量脆弱性评价模型,并将模型应用于8个检测工程实例中,确定了其脆弱性等级,分析了既有建筑结构安全性检测过程质量脆弱性的影响因素,对其进行了优劣排序,为检测过程质量管理人员提供理论支持。     

堆积状态下低品质煤临界自燃着火点测定与研究

为了研究低品质煤炭堆积状态下内部自热理论,采用临界自燃着火点理论和Frank-Kamenetskii 模型研究了煤堆内部热产生与热散失平衡理论以及煤堆表面的换热现象;并应用设计研发的煤堆热扩散率及温度监测实验装置和测定方法来评估低品质煤样（褐煤以及亚烟煤）临界自燃温度。结果表明:煤样堆积状态下临界自燃着火点温度可通过实验室内测定分析不同体积网框在不同环境温度条件下自热曲线得出;同体积条件下,临界自燃着火点随着煤品质的升高而增加;在140 ℃ 环境条件下,1#,2# 和3# 煤样在快速升温的前20 min内,温度变化趋势相似;在60~65 ℃,3种煤样出现温度转折点,升温速率开始减缓;根据煤样临界自燃着火点温度结合F-K热发火边界条件理论得出的堆积体积与着火点耦合关系式可预测大体积煤样自燃倾向性及临界自燃温度。     

管道中氢气-空气爆轰的多级泄爆数值模拟研究

为了研究管道内氢气的爆燃转爆轰及其抑制过程,对单个障碍物管道中氢气-空气混合物燃爆过程以及多级泄爆进行了二维数值模拟。基于氢气-空气19步详细化学反应动力学机理,以及k-ε湍流模型、概率密度函数输运方程和同位网格SIMPLE算法,采用计算流体软件Fluent进行模拟。结果表明:密闭管道无泄爆时,在距点火端1.5 m左右爆燃转为爆轰;泄爆口的位置对管道内氢气-空气预混气体的爆炸参数有重要影响,泄爆口位于管道中部时,能降低管道内爆轰超压,泄爆效果较好;位于管道中部单个泄爆口泄爆时,有效降低爆轰超压,管道中部设置2个泄爆口时,能通过压力和混合气体的泄放将管道中已经发生的爆轰衰减为爆燃;当有3个泄爆口泄爆时,管道中没有发生爆轰,达到良好的泄爆效果。     

基于混乱图的CI系统应急能力不足挖掘方法

关键基础设施(Critical Infrastructure, CI)系统应急能力建设的重要性是不言而喻的,已有的应急能力研究主要是基于应急能力评价指标体系展开评估,以此识别应急准备问题,但并未充分认知应急准备混乱,难以有效地挖掘应急能力不足。基于此,面向CI系统,从应急部门的角度采用混乱图挖掘应急能力不足,阐述特定突发事件情景下CI系统应急能力不足混乱图的构建流程。通过案例分析表明:CI系统应急能力不足混乱图可有效地反映应急准备混乱,并指导相关应急部门提升其应急能力。     

生产事故引发环境事件应急演练的典型问题剖析

当前基层组织的突发环境事件应急演练重点不明确,多数裹挟着厚重的生产事故救援内容,甚至偏离了环境应急演练主题,这对真实突发环境事件应对是不利的。基于最坏情景演练思想,剖析生产事故与环境事件的演练重点,厘清生产事故引发环境事件的处置流程和演练模式,并借助化工企业甲醇泄漏事故引发环境事件的桌面推演实例,廓清复杂环境事件应急演练的构设方法与实施步骤。结果表明:生产事故引发环境事件应急演练策划设计中,生产事故应急部分可有效集成为向环境应急提供信息的通道,提供关键处置结果作为环境应急主题演练的响应信息即可;生产事故引发环境事件应急演练组织实施中,重点凸显环境应急决策和部署情况,可根据演练场景需要,重点设置应急监测、污染控制、事故调查等应急功能（组）,以考查或展示环境综合应急能力。     

水电厂电力设备事故应急响应FPN-MC模型及效能分析

为更好地利用信息技术研究水电厂电力设备事故应急效能,提高应急救援效率和应急处置能力,综合考虑应急响应过程中各个环节时间的随机性与模糊性,运用模糊Petri网（FPN）和马尔科夫链（MC）理论,构建水电厂电力设备事故应急响应FPN-MC模型,求解模糊稳态概率值并分析系统效能指标。最后,以ZLB水电厂电力设备事故Ⅲ级应急响应作为实例,进一步剖析应急流程信息拥挤的瓶颈环节及事件应急处置的关键节点。结果表明:应急资源使用完毕、相关人员现场处置到位、确定完善的处置方案时的状态最为繁忙;利用资源实施救援、相关人员进行现场处置、完善处置方案等实施过程需要重点监督和管理。     

基于VPL的输油管道实时泄漏检测系统

针对现有管道泄漏检测技术在管道微小泄漏检测和油品泄漏损失计算方面存在的不足,基于流体动力学和容量守恒原理,开发基于VPL（Visual Pipeline）的输油管道实时泄漏检测系统。建立管道模拟平台,通过组态编辑器、图像界面、管道工作室和SCADA 接口,开展输油管道实时泄漏检测、定位与分析,实现管道实时泄漏检测、报警,以及泄漏量的定量计算。现场测试结果显示,所开发的输油管道泄漏检测系统最小泄漏检出率为0.7%,泄漏点定位精度为96.96%,泄漏量计算准确率为94.42%。研究结果表明:基于VPL的输油管道实时泄漏检测系统漏报、误报率低,检测定位精度较高,尤其对于微小泄漏优势明显;同时,该系统能够实时定量计算油品泄漏损失,可以用于输油管道泄漏检测与应急辅助决策。