煤矿安全生产知识图谱分析

为了解国内煤矿安全生产领域研究的整体状况及发展动态,对煤矿安全生产领域的相关文献进行可视化知识图谱分析。以1992—2018年间收录于中国知网(CNKI)的2 143篇煤矿安全生产相关主题的研究文献为样本,采用定量为主、定性为辅的方法,利用CiteSpace V软件对其年代、核心作者及机构、热点关键词及突变词进行可视化分析,探讨该领域的研究热点及发展趋势。结果表明:我国煤矿安全生产研究先后经历初步萌芽、快速发展、波动回落等3个阶段,作者主要以孙继平、肖兴志等为核心,研究机构集中在高校和研究院;安全生产、安全监察、煤矿事故、数据挖掘等是研究中的热点关键词;结合物联网、云计算、大数据等智能技术对煤矿安全生产进行研究将成为未来的研究趋势之一。     

基于文本聚类的煤矿安全隐患类型挖掘研究

为提升煤矿安全管理者对隐患数据的理解和处理能力,提高隐患排查治理工作水平,将文本聚类方法运用于煤矿企业历史安全隐患记录数据的挖掘分析,并采用卡方统计量提取与类别关联度高的特征词描述聚类结果,研究历史隐患数据中记录的主要隐患的类型及特点。结果表明:文本聚类与卡方统计相结合,能够有效识别煤矿安全隐患数据中记录的主要隐患类型及特点;隐患排查治理工作应以数量多的隐患类型作为排查侧重点,根据隐患类型的特点制定相应的治理措施,以改善隐患排查治理工作的针对性和有效性。     

煤吸附CO2体积影响因素试验研究

为研究煤吸附CO₂在多因素耦合作用下体积的影响因素,采用HCA高压容量法测定不同条件煤样对CO₂吸附量影响,并计算Langmuir体积,分析温度、粒径、含水率3种因素耦合影响煤对CO₂吸附程度,通过Design Expert软件设计Box Behnken试验,构建煤吸附CO₂的Langmuir体积二次回归响应曲面模型。结果表明:吸附量随温度、粒径增加而减小,随含水率升高呈先减小后稳定的趋势;影响因素中温度、粒径、含水率各单因素均为显著影响;多因素作用时影响程度大小依次为:粒径和含水率>温度和粒径>温度和含水率,温度和粒径、粒径和含水率之间交互作用显著,温度和含水率之间交互作用不显著。     

不同含水率煤尘在瓦斯爆炸诱导下爆炸传播规律研究

为了探究不同含水率煤尘在瓦斯爆炸诱导下的爆炸传播规律,利用自行搭建的直管瓦斯爆炸诱导煤尘二次爆炸实验系统,从冲击波压力和火焰传播速度2个方面,研究了不同含水率沉积煤尘在瓦斯爆炸诱导下的爆炸传播规律和原因。研究结果表明:当煤尘含水率小于40%时,管道内沉积煤尘会在瓦斯爆炸诱导下产生二次爆炸,同时沉积煤尘总量一定时,沉积煤尘二次爆炸产生的冲击波超压峰值和火焰传播速度随着煤尘含水率的增加先增大后减小;当沉积煤尘含水率为20% 时,煤尘二次爆炸产生的冲击波超压峰值、火焰传播速度峰值达到最大值,分别为1.657 MPa和468.060 m/s;当沉积煤尘含水率大于40%时,沉积煤尘无法产生二次爆炸,此时爆炸产生的威力小于单一瓦斯爆炸,火焰传播速度衰减较无煤尘的瓦斯爆炸更快,沉积煤尘起到抑制瓦斯爆炸传播的作用。研究结果可以为防治煤尘二次爆炸提供理论依据。     

承压破碎煤体低温氧化特征与宏观致因分析

为识别应力加载对破碎煤体氧化进程的影响作用,首先通过自主设计的试验装置,开展不同应力加载下的破碎煤体低温氧化试验;其次结合试验数据,分析煤氧化过程中耗氧速度、CO、C₂H₄气体的发生特征;最后,探究不同应力状态下造成煤氧化差异性的原因。结果表明:在相同温度点下,随着轴向加载强度的增大,反应体系内的耗氧强度增大,CO及C₂H₄气体的发生量增大,且C₂H₄的发生温度点提前;随着轴压增大,煤样的氧化活性增强,有助于低温氧化及自燃的发生;承压破碎煤体的分形维数增大、比表面积增加、导热系数增大是煤氧化行为差异性的致因。     

外加水分含量对煤低温氧化影响试验研究

为明确外加水分对煤自燃氧化过程的影响,通过煤低温氧化试验与热分析技术,测试CO发生量、C₂H₄发生量、耗氧速度、交叉点温度、吸热峰值温度等指标,并分析不同水分含量下煤样的低温氧化特征。试验结果表明:外在水分含量为(0,9%]时,耗氧速度及氧化气体发生量均大于自然风干煤样,水分含量的增加促进了煤自燃过程的发生;外加水分含量为(9%,25%]时,耗氧速度及氧化气体发生量低于自然风干煤样,从而抑制了煤样的低温氧化;在所有试验煤样中,9%水分含量煤样的交叉点温度、吸热峰值温度试验结果最小。因此,采取水力灭火措施时,应关注煤体的增湿效果,确保遗煤处于相应的含水状态。     

基于煤矿安全生产标准化的双控机制APP系统研究

针对我国煤矿安全生产标准化工作中数据采集的时效性差、数据录入工作量繁琐、数据汇总分析不明确的问题,利用易安卓编程语言与SQLite数据库技术,采用瀑布生命周期模型的软件开发方法,以《煤矿安全生产标准化考核定级办法》中双控机制的基本内容为依据,设计包括个人信息管理、法律知识库检索、安全风险分级管控、事故隐患排查治理、数据可视化分析、其他6大功能模块的APP系统。结果表明:该系统可提供适合相关管理人员使用的可视化界面,减少了复杂繁琐的工作量,为标准化工作的定点巡检与数据的完整性提供了良好的技术支持,也为非煤矿山、冶金、石油化工等行业的标准化工作实现信息化管理提供了较好的应用模式。     

基于模糊贝叶斯网络的煤气化职业健康风险分析

针对煤气化行业职业健康风险影响因素不确定及模糊的特点,建立了职业健康风险计算模型。该模型将模糊数学与贝叶斯网络相耦合,模拟事件概率,找出导致风险的主要因素。通过分析煤气化行业中存在的多种风险因素,应用问卷调查法和模糊集理论模拟了根节点的发生概率,得出职业健康风险概率的预测值;应用贝叶斯网络反向推理的功能计算根节点后验概率并排序,确定了薄弱环节。该模型不仅能解决概率缺失情况下的风险量化推算问题,定量进行职业健康风险评估,还可以实现关键因素的识别,并能有针对性地提出改进措施,为职业健康风险预防提供决策依据。     

淮北市煤炭开采对生态系统服务胁迫阈值研究

为揭示煤炭资源型城市煤炭开采对生态系统服务胁迫作用的阈值效应,在构建煤炭开采对生态系统服务胁迫阈值模型的基础上,从土地破坏、地下水资源破坏、大气污染3个维度分析估算了淮北市煤炭开采对生态系统服务的胁迫阈值,并探究了1990~2016年该地区煤炭开采对生态系统服务胁迫作用时序变化规律.结果表明：淮北市煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用存在显著的阈值效应,其中,土地破坏、地下水资源破坏、大气污染3大胁迫因子的胁迫阈值分别为1803.19hm²、33253.23×10⁴t和888.81×10⁸m³.1990~2016年淮北市煤炭开采对生态系统服务胁迫作用呈现显著的阶段性特征,其中,1990~2009年该地区煤炭开采所造成的土地破坏、地下水资源破坏、大气污染均未超过阈值范围,生态系统服务运行状况良好;但是在2010年之后,由于该地区煤炭开采造成的地下水资源破坏超出阈值范围,从而导致该地区生态系统服务出现恶化趋势,不过2015年以来恶化趋势有所减缓.因此,该地区必须加快绿色矿区建设,加大生态环境治理力度,着力防范煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用超出阈值范围,以保障经济增长与生态环境统筹协调可持续发展.     

接触氧化-水解酸化-缺氧-MBR处理煤制气废水

采用接触氧化-水解酸化-缺氧-MBR工艺处理鲁奇炉煤制气废水,研究了水力停留时间对污染物去除效果的影响,以及各工艺单元的作用特征。结果表明,进水COD和NH3-N分别为2 861~2 953 mg·L-1和79~94 mg·L-1时,出水COD和NH3-N可降至181~235 mg·L-1和4~6 mg·L-1。水力停留时间延长,COD和NH3-N去除率上升,但升幅不大。水解酸化出水B/C为0.285,大于其进水B/C 0.247,水解酸化起到了改善废水可生化性的作用。采用GC-MS对系统进水和各工艺单元出水进行物质组分分析,结果显示系统进水含有大量酚类化合物和少量酯类化合物。随着废水流经各工艺单元,有机污染物逐渐被分解,检出的化合物逐渐减少,系统出水无酚类化合物。