煤矿岗前人员不安全状态智能检测系统研究——以红柳林煤矿为例

为从根本上降低煤矿从业人员实施不安全行为的概率,在充分考虑煤矿从业人员不安全个体状态是诱发其不安全行为的主要原因的基础上,设计开发一套矿工不安全状态智能检测系统。首先,对2007—2022年期间各高危行业安全事故调查报告和专家研究进行归纳,总结得出煤矿从业人员不安全状态的影响因素,构建包括生理状态、心理状态以及个体能力状态在内的3个一级指标和15个二级指标体系;其次,通过相应的表征模型对不安全状态影响因素进行深入剖析;最后,基于构建的从业人员不安全状态倾向数据库,建立煤矿岗前不安全状态智能检测系统。研究结果表明：在下井工作前对从业人员个体状态进行智能检测,能够实现矿工不安全状态“早发现、早干预”,能够有效地降低人因事故发生率,研究结果对煤炭行业安全管理具有重要的参考价值。     

爆炸超压场景下危化品社会风险对允许规划人口密度的影响分析*

为研究危化品重大危险源基于社会风险基准的规划管控影响,采用我国标准规定的定量风险评价方法,TNT当量炸药简化方法,针对最大TNT当量炸药、事故发生总累计频率、人口密度分布控制参数等不同工况条件,对比分析国土开发强度的允许人口密度受社会风险约束影响的变化规律。研究结果表明:人口密度指数分布控制参数Nk与Nb的允许取值随最大TNT当量炸药和事故发生总累计频率降低而提高;确定工况下,允许总人口规模受最大TNT当量炸药影响很小;在最大TNT当量炸药大于100 t或事故发生总累计频率小于1×10-8次/a时可按最大事故场景进行规划控制分析。     

高压储氢系统泄漏爆炸事故的动力学演化

为研究燃料氢气泄漏、爆炸的特性和规律,预防高压储氢系统中氢气泄漏爆炸事故发生,以加氢站为背景,数值仿真45 MPa高压储罐氢气泄漏并引发爆炸事故,分析泄漏爆炸动力学性质以及爆炸波在非均匀氢气浓度中的传播机制。同时,基于泄漏爆炸事故演化的力学机理,开展氢气泄漏爆炸动态风险分析,针对氢气不同泄漏量,建立泄漏扩散形成的气云体积、气云爆炸产生的冲击波与空间x,z方向上危害距离之间关系。研究结果表明：氢气泄漏过程中,气云氢气浓度变化与流场雷诺数具有较好一致性;氢气扩散受到高压储氢罐周围装置影响,流场中氢气浓度分布不均匀;当发生燃烧爆炸事故时,冲击波参数和湍动能变化梯度大;得到复杂布局区域冲击波超压峰值与比例距离之间关系式,其相比于理论方法更精细、计算结果更准确。研究结果可为降低高压储氢系统泄漏爆炸事故后果、采取有效防护措施提供一定依据。     

Cybersecurity and dynamic operation in practice: Equipment impacts and safety guarantees

Though dynamic operation of chemical processes has been extensively explored theoretically in contexts such as economic model predictive control or even considering the potential for cyberattacks on control systems creating non-standard operating policies, important practical questions remain regarding dynamic operation. In this work, we look at two of these with particular relevance to process safety: (1) evaluating dynamic operating policies with respect to process equipment fidelity and (2) evaluating procedures for determining the parameters of an advanced control law that can promote both dynamic operation as well as safety if appropriately designed. Regarding the first topic, we utilize computational fluid dynamics and finite element analysis simulations to analyze how cyberattacks on control systems could impact a metric for stress in equipment (maximum Von Mises stress) over time. Subsequently, we develop reduced-order models showing how both a process variable and maximum Von Mises stress vary over time in response to temperature variations at the boundary of the equipment, to use in evaluating how advanced control frameworks might impact and consider the stress. We close by investigating options for obtaining parameters of an economic model predictive control design that would need to meet a variety of theoretical requirements for safety guarantees to hold. This provides insights on practical safety aspects of control theory, and also indicates relationships between control and design from a safety perspective that highlight further relationships between design and control under dynamic operation to deepen perspectives from the computational fluid dynamics and finite element analysis discussions.     

Experimental investigation of the performance of modified expanded graphite powder doped with zinc borate in extinguishing sodium fires

Sodium is the main cooling medium in the circuit of fourth-generation nuclear reactors, and its leakage constitutes a severe fire hazard because of its high chemical activity. In this study, expandable graphite (EG), which is a traditional sodium fire-extinguishing agent, was modified with zinc borate (ZB) as an intercalator, and the modified EG_ZB was characterized. Moreover, the effectiveness of the modified EG_ZB in extinguishing sodium fires was tested using a self-developed fire-extinguishing experimental device. This study's results indicated that EG, EG_ZB had a smaller particle size, higher thermal stability, higher fire-extinguishing speed, and lower powder mass consumption than EG. During the fire-extinguishing process, ZnO decomposed by ZB captured free radicals and inhibited the combustion reaction. Furthermore, B₂O₃ was adsorbed on the surface of the EG layer, which strengthened covering and asphyxiation. The findings of this study provide crucial information for effectively controlling fires caused by active metals and metallo-organic compounds.     

北京电动出租车与燃油出租车生命周期环境影响比较研究

燃油机动车尾气排放是导致城市包括雾霾在内的大气环境问题的主要来源之一.以电动汽车替代传统燃油车是当前各国解决城市大气污染问题的重要举措.北京于2011年启动了电动出租车推广计划.为比较北京市迷迪电动汽车和现代燃油车生命周期的环境影响,运用生命周期评价方法,基于Ga Bi4.4软件,选用CML2001和EI99影响评价模型对两款车的生产、使用和报废回收全生命周期过程的环境影响进行了定量评价,并针对汽车报废里程和电力能源结构进行了敏感性分析.结果表明,从全生命周期视角,根据EI99评价模型,迷迪电动汽车环境影响总体上优于现代燃油车,尤其在削减化石能源消耗方面优势凸显,但在生态系统质量影响及人体健康影响方面却略有增大的趋势;利用CML2001模型对比分析得出迷迪电动汽车比燃油出租车在对非生物资源消耗、全球变暖以及臭氧层损耗等方面有明显改善;但在生产阶段尤其是动力系统生产方面在非生物资源消耗、酸化、富营养化、全球变暖、光化学臭氧合成、臭氧层损耗、生态毒性等生态环境影响却均有增大趋势.使用阶段电力生产是迷迪电动汽车非生物资源消耗、酸化、富营养化、全球变暖、光化学臭氧合成、生态毒性等环境影响的主要来源;而现代燃油出租车使用阶段的环境影响主要来源于尾气排放和汽油生产,其中尾气排放是造成现代燃油车在富营养化和全球变暖等方面影响潜值较大的主要原因;基于清单数据库,针对致霾因子影响分析得出,在2010年北京市电力能源驱动下,迷迪电动车明显增加了超细颗粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、挥发性有机物(volatile organic compouds,VOCs)等因子的全生命周期的排放,而同时降低了氨气(NH3)的排放量,使用阶段排放的差别是造成上述趋势的主要原因.对关键因素敏感性分析发现,随着报废里程以及清洁能源比例的增加,迷迪电动汽车相对现代燃油车的单位里程碳减排量呈现增加的趋势.清洁电力能源的使用可大幅降低迷迪电动汽车致霾污染物的排放量.根据分析结果,为北京市电动车的推广提出了对策建议.     

盐雾试验方墨探讨

分析了不同盐雾试验方法标准对盐溶液配制、试样的处理和检测、试验参数、试验过程控制等方面的不同要求,探讨了盐雾试验的操作技术,提出了必须严格控制盐雾试验过程的建议和不能用不同标准进行的盐雾试验结果进行比较的观点.     

珠江三角洲机动车排放控制措施协同效应分析

预测了2015年珠江三角洲机动车空气污染物和温室气体排放量,设计了6类单一控制、技术控制、结构控制以及综合控制措施的情景,并运用基准线年排放清单编制和协同效应坐标系法分析了污染物与温室气体减排的协同效应.结果表明,按目前机动车保有量增长趋势,2015年污染物和温室气体将以18%~120%的幅度增加;各控制措施下污染物和温室气体排放量均有下降,且均具有正向的协同效应,但减排的贡献差异较大.6类单一控制措施中淘汰黄标车和结构性控制措施分别对各污染物和温室气体的削减效果最明显,减排幅度均在40%以上,且正向协同效应突出,但相比其他措施,结构性控制措施实施难度大.     

京津冀地区主要排放源减排对PM2.5污染改善贡献评估

研究选取2012年1月和7月作为冬夏两季代表时段,利用CMAQ/2D-VBS模型分析了冬夏两季京津冀地区主要排放源减排30%对改善区域PM_(2.5)污染的效果.结果表明,工业源对PM_(2.5)污染的贡献最大,其次是民用源,但工业源单位减排量贡献低于民用源,交通源和电厂源的整体贡献和单位减排量贡献均较小.工业部门内贡献最大的为钢铁冶金行业,其次是水泥、工业锅炉、炼焦、石灰砖瓦和化工行业.与各部门各物种排放量的比较反映出各排放源贡献大小与其一次PM_(2.5)排放水平高度相关.因京津冀地区冬季NO_x减排对PM_(2.5)形成的促进作用,以及冬季较弱的大气垂直扩散作用,各排放源夏季减排比冬季普遍更有效,交通源、电厂源以及工业源中的水泥、工业锅炉和石灰砖瓦行业夏季减排效果相比冬季优势明显.民用源由于采暖季排放较高而冬季贡献更明显,农业源因秸秆开放燃烧量大,冬季单位减排量贡献十分显著.从同等幅度减排考虑,应将工业源作为控制重点,优先控制其一次PM_(2.5)排放,在部门内进一步重点控制钢铁冶金行业的NO_x和SO_2排放、水泥行业的夏季NO_x排放以及炼焦行业的SO_2和NMVOC排放.民用源排放应着重在冬季采暖期控制.     

"两级质控、第三方运营"水质自动站管理模式初探

以江苏省太湖流域水质自动站管理模式为例,从运维管理、质控管理等角度介绍了“两级质控、第三方运营”水站管理模式的基本结构、概念和优势.