煤岩瓦斯复合动力灾害机理研究进展与展望

随着我国煤矿快速进入深部开采,煤岩瓦斯复合动力灾害日渐成为威胁深部煤炭安全高效开采的重大灾害,研究其发生机理成为煤矿安全领域新的重大科学问题。本文首先在调研统计的基础上,阐述我国煤岩瓦斯复合动力灾害的发生规律和主要破坏特征,从定性和初步定量研究角度对煤岩瓦斯复合动力灾害机理的研究现状进行综述分析,然后介绍笔者近年来在受载含瓦斯煤岩组合体耦合失稳诱发复合动力灾害机制方面的研究进展,最后展望煤岩瓦斯复合动力灾害机理研究中亟待解决的问题及未来研究方向。     

喷射火对输油管道热影响实验平台设计与验证*

为研究油气并行管道中,天然气管道喷射火对相邻输油管道内流体与管壁的热影响,设计并搭建天然气喷射火对输油管道热影响实验平台。实验平台由环道及冷却系统、火焰系统、控制及数据采集系统3个部分组成。完成平台搭建并验证环道系统气密性后,以0#柴油为介质,开展验证实验。研究结果表明:火焰系统工作可靠且可控,冷却系统能够将柴油温度控制在初馏点以下,数据采集系统能够正常采集油品压力、温度、流量、管壁温度、火焰温度等预定数据,实验平台具备一定可行性与安全性。实验平台可进行在不同管道规格及材质、火灾形式、油品介质及流速条件下的热影响实验。实验平台结合材料性能进行测试,可研究喷射火对管材性能的影响,为油气并行管道的安全运行提供相关实验依据。     

极端温度下帐篷内部热环境适应性实验及模拟研究*

为揭示民用救灾帐篷热环境适应性变化规律,通过大尺度环境气候舱构建高温与低温环境,采用Ansys Fluent商用软件代码进行仿真验证,并对帐篷蓬围结构和内部热环境分布变化规律进行实验与数值模拟。研究结果表明:使用大尺度环境舱直接进行模拟帐篷内外热环境变化可行,其内部热环境变化规律与实验基本一致;帐篷特殊的篷围结构导致高温环境下帐篷内部温度高于外界,帐内人员头部和脚部温差可达5 ℃,低温环境下帐篷同一高度横向区域温度对称分布,在中心区域温度较低,边缘和中心温差近8 ℃。     

不同聚合度的聚磷酸铵灭火性能研究*

为考察聚磷酸铵（APP）干粉灭火剂的聚合度对其灭火性能的影响,选用3种不同聚合度的APP,结合其晶体结构、粒度分布及热性能测试,并通过粉体杯式燃烧器进行小尺寸灭火实验,对比3种样品的灭火性能及灭火机理,研究聚合度与其灭火性能的关系。热性能测试结果显示,聚合度的升高会导致APP的热稳定性下降,随着聚合度从80升至1 500,其初始分解温度从326.11 ℃降低至321.54 ℃,失重率从75.21%增加至79.66%。实验结果表明:随着APP聚合度的增加,火焰降温速率升高,最小灭火浓度（MEC）降低,灭火性能增强,当聚合度为1 500时,MEC为118.143 g/m3。聚合度的升高有助于APP在进入火场后更早、更充分地与火焰发生反应,从而使灭火性能得到提升。     

面向设计的地铁车站防火安全韧性评价*

为提升地铁车站防火安全韧性,以设计方案为切入视角,基于防火安全韧性的吸收、抵抗、恢复和适应能力4个维度,构建基于ANP-熵权法面向设计的地铁防火安全韧性评价指标体系,运用逼近理想解法建立地铁车站防火安全韧性设计评价模型,通过3个已建地铁车站（青岛、沈阳、福州某地铁车站）的设计案例验证该模型的有效性和可行性。研究结果表明:3个应用案例中,沈阳某地铁车站设计防火安全韧性最高,福州某地铁车站设计防火安全韧性最低,需进一步提升防火安全能力。评价结果与各案例的实际运行阶段基本吻合,研究思路和结果对改善地铁车站的防火安全设计具有一定参考意义。     

南水北调大型渡槽结构抗震安全性研究

阐述了南水北调中大型渡槽的抗震问题,分别介绍了基于常微分方程求解器(ODE)和有限元方法的大型渡槽动力计算模型、动力特性分析和设置铅芯橡胶支座(LRB)的隔震分析。研究表明,基于ODE求解器的解析和半解析方法有很好的精度和可靠性,可用于大型渡槽的初步设计。结合所得的研究成果,对南水北调的渡槽抗震提出了合理化建议。     

陕西韩城矿区地表沉降变形研究

陕西韩城市地质灾害类型比较单一，主要是由于对煤炭资源的不合理开采而引起的地裂缝、地面沉降，他们是影响当地经济发展和城乡建设的一个主要因素。对韩城市受灾区的地裂缝特征从天然和人为因素两方面进行了研究，在了解地下预留煤柱分布图后，对地裂缝的形成机理做了理论推导，认识到随着对煤炭资源掠夺式开采的加剧，地裂缝在空间上的分布与煤炭开采的方位有关，地裂缝的发展和开采速度等的关系也很密切。研究结果对韩城矿区的地下采矿有一定的借鉴意义。     

50年来上海市台风灾害分析及预评估

依据1949~2005年中国气象局上海台风研究所的实测数据和前人的研究成果,筛选出对上海地区造成严重影响的84个台风,对这84个成灾台风的最大风速、过程雨量以及吴淞口、黄埔公园潮位站数据分析,结合收集到的其中57个台风的完整灾情数据计算灾情指数。综合研究得出:近50年来,成灾台风生成频数的年际变化比较明显;台风造成的人员伤亡、农田受淹面积和房屋倒损3个灾情参数在这50年里有一定的起伏变化,但综合灾情指数变化的幅度不大,从1980年代开始灾情指数有上升趋势。成灾台风灾情指数与上海市郊吕泗站最大风速和过程雨量成正相关。吴淞口、黄埔公园的潮位站数据与成灾台风直接经济损失对应性较好。     

吉林西部农业旱灾变化趋势及其成因分析

利用吉林西部近50年的农业成灾面积统计资料和气象资料，提示了西部的农业旱灾整体呈波动上升的变化趋势。特别是进入20世纪80年代以后，在全球温暖化的大环境背景下．旱灾已成为当地农业可待续发展的最主要的障碍因素，并引起一系列的生态环境问题。影响农业的旱灾既有自然因素又有人为因素。针对吉林西部的旱灾，提出了一系列减灾对策。     

区域灾情评价模型

自然灾害发生的次数和灾害种类与灾情强度密切相关，因此有必要对灾情强度进行合理的评价。首先用灾次指数Di和灾种指数Di′来量化单灾种的多发性和多灾种的群发性，提出了计算Di和Di′的方法，然后在此基础上建立了量化灾情强度指数Q的模型，该模型适用于单区域和多区域中多种灾害发生的情况。对北京市怀柔、平谷和海淀3个区进行了模型的实例应用，考虑洪灾、冰雹灾和旱灾3种灾害情况，结果表明，怀柔区的灾情强度指数高于平谷和海淀区，3种灾种中冰雹灾的灾情强度指数高达42．76％。