安全评价

  • 基于PSO优化LSSVM模型的回采巷道顶底板移近量预测

    吕鹏飞;陈学华;

    为准确预测回采巷道顶底板移近量,减轻现场检测负担,提出一种PSO优化LSSVM算法的顶底板移近量预测方法。该方法综合考虑巷道埋深、直接顶厚度、煤柱宽度、松动圈尺寸、地质异常、巷道高度与宽度、顶底板岩性共9项主要指标因素,建立顶底板移近量预测指标体系;再利用PSO方法对LSSVM模型的核参数σ和惩罚因子f搜索寻优,得到最优核参数和惩罚因子分别为217.384 6和0.043 5;最后将优化后参数输入LSSVM中,结合现场实际参数进行训练学习,最终建立基于PSO-LSSVM算法的回采巷道顶底板移近量预测模型,进行了实例预测,并且采用方向正确性指数DA、平均绝对百分误差MAPE和希尔不等系数TIC三个指标对比评价了PSO-LSSVM模型的准确性。结果表明,PSO优化的LSSVM回采巷道顶底板移近量预测模型的DA指数、MAPE指数和TIC指数分别为0.900 0、9.063 7和0.064 7,该模型相较BP神经网络模型、单纯支持向量机模型和单纯最小二乘支持向量机模型更为真实、准确,且操作运行简便,可用于现场。

    2017年06期 v.17;No.102 2045-2049页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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  • 深部煤层瓦斯含量的差值GM-RBF预测模型及其应用

    周鑫隆;章光;吕辰;黄辉;

    基于灰熵理论和RBF神经网络理论,提出了一种改进的灰色神经网络深部煤层瓦斯含量预测模型。该模型首先利用灰熵关联度确定影响深部煤层瓦斯含量的主控因素,构建多个GM预测模型进行精度分析,寻求最优的灰色预测模块对分析系统进行一次预测,再利用灰色模型白化微分方程解序列相邻两元素分别与相应期望值作差,构建一个差值序列作为RBF神经网络输出对分析系统进行二次预测,得到的差序列预测结果的差值即为深部煤层瓦斯含量的预测值,从而构建了基于差值GM-RBF神经网络组合模型的深部煤层瓦斯含量预测体系。实际应用表明:差值GM-RBF神经网络组合模型的精度评价指标MAE、MAPE、RMSE、RRMSE分别为0.233 1、3.25%、0.2778、4.04%,远优于单一灰色、RBF模型;与传统GM-RBF组合模型相比,MAE和MAPE分别减小了23.8%和22.1%,RMSE和RRMSE分别减小了20.5%和17%。由此可见,以差值结合法将最优灰色模块与RBF神经网络有效结合起来的瓦斯含量预测体系增强了模型的泛化能力和数据利用率,精度更高,稳定性更好,能够满足深部煤层瓦斯含量准确预测的要求,为深部煤与瓦斯安全高效开采提供依据。

    2017年06期 v.17;No.102 2050-2055页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K]
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  • 酒精罐区的火灾爆炸事故树分析及预防措施

    陈日辉;闫文静;

    酒精储罐储存有易燃易爆的酒精,如果发生火灾爆炸事故,就会带来重大的人员伤亡和财产损失。先对酒精储罐区火灾爆炸的条件进行综合分析,再运用事故树分析法采用自上而下的方式对导致酒精储罐区发生火灾爆炸的原因进行分析,建立出酒精储罐火灾爆炸事故树模型;然后计算事故树最小径集和结构重要度,确定事故树中各类事件的重要程度及各类事件间的关系,发现造成酒精罐区火灾爆炸的主要原因是酒精浓度达到了可燃浓度和爆炸极限。提出了针对性预防措施,以确保酒精储罐区人员和设备的安全。

    2017年06期 v.17;No.102 2055-2059页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 烟花爆竹用烟火药剂燃烧转爆轰试验研究

    张光辉;江资成;邱丽娜;

    提出了一种改进的燃烧转爆轰试验装置和试验方法,新装置的规格及试样量与常用的发射筒烟花类似。根据烟花中烟火药剂作用的不同,对黑药开爆药、白药开爆药、笛音药、发射药、效果药等典型烟花爆竹用烟火药剂进行了燃烧转爆轰试验,若验证板出现变形深度超过17 mm、撕裂和破碎则视试样发生燃烧转爆轰,判定试样为白药,否则为黑药。结果表明,在同等装药条件下,烟火药剂的组成成分是决定是否发生燃烧转爆轰的关键,以KCl O4为氧化剂的开爆药和以笛音剂为主要成分的笛音发射药都被定为白药,而以KNO3为氧化剂的黑火药开爆药被定为黑药。将试验结果与时间-压力测试结果进行了对比分析,燃烧转爆轰的测试结果可避免对黑火药开爆药的误判。与时间-压力试验相比,燃烧转爆轰试验方法试验药剂量更大,操作更简单,判据更准确。

    2017年06期 v.17;No.102 2060-2062页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • 重水堆乏燃料干式贮存安全影响因素分析

    曹钧;

    重水堆乏燃料干式贮存安全受到贮存过程和环境中多种因素的影响,先通过安全工程技术层面的定性分析,揭示出各影响因素对乏燃料干式贮存安全的影响作用及其后果;再应用层次分析法(AHP)建立干式贮存乏燃料的QM-400模块安全运行层次结构模型,对贮存安全的构成要素和影响因素进行量化分析,得出了各影响因素的权重;然后根据权重进行重要度排序,将影响因素按照重要度划分为3个等级,进而提出了乏燃料干式贮存安全管控分级实施的策略。

    2017年06期 v.17;No.102 2062-2068页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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  • 风机机舱典型液态油品着火特性及潜在火灾危险性评价

    李平;尤飞;秦圣辉;韩军华;范丹丹;

    针对某850 k W型号风机机舱中齿轮箱油、变压器油和液压油,分别在15 k W/m~2、25 k W/m~2、35 k W/m~2、50 k W/m~2和75 k W/m~2等外加热辐射通量下采用小型锥形量热仪测量其点燃时间(tig),并计算其临界热辐射通量(CHF或6)q″cr)和着火温度,从着火性对典型液态油品潜在火灾危险性进行评价。结果表明:相同材料不同外加热辐射功率下,齿轮箱油、变压器油和液压油tig随外加热辐射通量增大而减小且均在75 k W/m~2时最短,在15~75 k W/m~2范围,tig下降幅度分别是96.32%、96.97%、93.29%;不同材料相同外加热辐射通量下,液压油在低外加热辐射通量(15 k W/m~2)下tig最小,变压器油在高外加热辐射通量(25 k W/m~2、35 k W/m~2、50 k W/m~2、70 k W/m~2)下tig最小且下降幅度最大(96.97%);齿轮箱油、变压器油和液压油6)q″cr分别是9.23 k W/m~2、6.43 k W/m~2、4.92 k W/m~2;齿轮箱油、变压器油和液压油的Tig分别是352.04℃、306.16℃、268.59℃;基于着火性评价指标,潜在火灾危险性从大到小排序为液压油、变压器油、齿轮箱油。

    2017年06期 v.17;No.102 2069-2072页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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  • 基于模糊事故树的施工现场地下管线泄漏风险分析

    黄健陵;田苾;

    针对施工引起的城市地下管线泄漏风险事故频发这一现实问题,考虑施工过程所具有的复杂性和不确定性,提出基于模糊事故树的施工现场地下管线泄漏风险分析方法。对近年城市地下管线泄漏事故资料原因进行统计,根据管线破坏的4种不同情形,从"人-机-料-法-环"着手对"施工现场地下管线泄漏风险事故"进行原因分析并建立事故树。在此基础上结合工程实例引入模糊理论进行定量分析,根据最小割集和结构重要度排序找出该项目引发地下管线泄漏风险事故的主要原因,通过计算顶事件和中间事件发生概率,判断该项目地下管线泄漏风险处于中等风险范围,并提出相应的对策。结果表明,基于模糊事故树的施工现场地下管线泄漏风险分析方法是可行的。

    2017年06期 v.17;No.102 2072-2078页 [查看摘要][在线阅读][下载 446K]
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  • 基于灰色关联度分析法的浅埋隧道围岩稳定性研究

    李梓源;王海亮;

    为研究各影响因素对隧道围岩稳定性的影响,结合地铁浅埋隧道施工特点,从人为(主观)和环境(客观)两个角度分别进行分析,建立了由环境地质情况、隧道尺寸、施工管理等9个指标组成的多因素模型。利用灰色关联度分析方法,运用MATLAB软件对影响隧道围岩稳定性的因素进行灰色关联排序,从而确定主要相关因素,以便进行针对性控制。结果表明,影响隧道围岩稳定性的主要因素为围岩级别、循环进尺、含水量和开挖断面宽度,其中主控因素为循环进尺和开挖面宽度;应用灰色关联度原理评价分析隧道围岩稳定性的效果较好。

    2017年06期 v.17;No.102 2079-2082页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • 基于LabVIEW的石油化工码头可拓预警模型应用研究

    王晓丽;王霞;彭士涛;关文玲;

    为构建石油化工码头安全预警体系,选取可拓理论作为动态预警模型,运用Lab VIEW虚拟仪器技术对基于可拓理论的预警指标体系编制相应的程序,通过对石油化工码头安全管理现状进行评价,及时发出预警信号。结合码头实际对该方法进行应用,结果表明,该预警模型能够较好地对石油化工码头安全状况进行预警分析,以综合关联度作为评价准则,客观有效,基于Lab VIEW的计算机程序使得运算更加快速准确。

    2017年06期 v.17;No.102 2083-2087页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K]
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  • 基于系统动力学的建筑机械设备事故演变模型研究

    刘浩浩;李洁;

    为研究建筑机械设备在突发事故情景下的事故演变趋势和差异、定量评估建筑机械设备的事故风险,基于系统动力学原理及方法的系统论、信息论、结构论、控制论和协同论特点及Vensim软件的仿真模拟功能,以建筑布局、作业环境与操作、设备自身和安全管理为核心状态变量,以多个影响因素指标为辅助变量来进一步补充和完善,构建了系统图并模拟了3种不同事故的后期变化。仿真模拟结果表明:建筑机械的设备成本和设备更新速率及监控预警是保障机械设备安全性的重要影响因素,这三者直接决定建筑机械设备的后期状态;事故危险性在事故前期非常大,在后期大致分为3类情况,即超额恢复、基本恢复和完全报废。灵敏度分析表明,建筑机械设备成本、监控预警和安全管理水平及应急处置能力与建筑机械设备的综合状态正相关,设备更新速率与建筑机械设备的综合状态负相关,正负相关的影响效果都非常明显。

    2017年06期 v.17;No.102 2088-2093页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K]
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  • 基于应变和PSO-BP神经网络的连续梁桥损伤识别方法

    许如锋;陈建国;赵作周;袁宏永;

    以连续梁桥为研究对象,建立了基于应变的损伤识别方法。提出将伪比能变化率作为损伤识别指标,并针对BP神经网络易陷入局部极小的缺点,用改进粒子群(PSO)算法优化BP神经网络的权值和阈值参数,建立PSO-BP网络预测模型。通过建立一座三跨连续梁桥有限元模型,以桥梁易损区域作为损伤识别对象进行数值模拟。结果表明,以伪比能变化率作为损伤识别指标,可以很好地实现对桥梁单位置和多位置损伤的定位及损伤程度识别,损伤程度识别的最大相对误差为3.14%,且网络内插能力优于外延能力。与传统BP神经网络比较,PSO-BP神经网络拥有更为精准的预测能力。

    2017年06期 v.17;No.102 2093-2098页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
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  • 水下卧式采油树安装过程定量风险评估

    段礼祥;罗建梅;段梦兰;

    针对水下卧式采油树安装过程风险大及其风险评估缺乏分析数据难以进行定量计算的问题,在事故树定性分析的基础上,建立了AHP-TOPSIS综合评判指标体系,对水下卧式采油树的安装过程进行风险评估。根据定性分析结果得出定位、锁紧、密封、下放工具与组件连接失效4个关键事件及其影响因素。通过AHP法确定影响因素的权重,结合TOPSIS原理构建AHP-TOPSIS综合模型,计算各个组件下放失效的综合优势度。采用AHP-TOPSIS方法实现了多风险因素的定量风险评估。对水下卧式采油树安装过程风险进行评估,结果表明,树体、油管挂、阻塞器和内帽的风险值相近,油管挂风险值最高,外帽的风险值最小。

    2017年06期 v.17;No.102 2099-2103页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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  • 沿海高耸塔器抗台风安全性能评估

    朱本瑞;黄锡玲;韩文秀;

    针对沿海台风频发地区高耸塔器结构安全评估问题,采用有限元方法,对某塔器在不同液位状态与不同台风等级组合工况下的结构强度进行了定量评估,结果表明:该塔器轴向拉应力在12级台风作用下即不满足设计要求。进一步基于Pushover方法对该塔器进行非线性静力推覆分析,得到该塔器的整体极限抗台风能力及弱点位置。在此基础上,提出斜拉筋加固方案,加固后的塔器能够满足15级台风的强度设计要求,且具有较大安全裕量;斜拉筋加固方案能够显著改善塔器结构受力状态,有效提高其抗台风能力。

    2017年06期 v.17;No.102 2103-2108页 [查看摘要][在线阅读][下载 585K]
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  • SFT下云化因素重要度和因素联合重要度的实现与认识

    崔铁军;李莎莎;马云东;王来贵;

    为了使SFT的概念,特别是DSFT的概念能表示系统实际运行的故障数据的离散性、随机性和模糊性(不确定性),同时为方便应用和简化计算,使用云模型对SFT理论中的概念进行重构。SFT理论的构建是通过特征函数实现的,因此该过程的基础是云化特征函数。基于云化特征函数重构了因素重要度分布和因素联合重要度分布的计算方法,即形成了云化因素重要度分布和云化因素联合重要度分布。这样做的好处是可将故障数据的不确定性较好地保留到最终结果,另一方面也使重要度分布的计算方法和过程更为简单且方便计算。使用这两个概念计算了一个典型系统对于温度和湿度因素的云化重要度分布和联合重要度分布。得到了系统适宜工作和应避免工作的环境区域,进而指导系统的实际运行。

    2017年06期 v.17;No.102 2109-2113页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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  • 基于准连续高阶滑模观测器的机械臂执行器故障重构

    米根锁;線国娇;

    针对传统滑模观测器在执行器故障重构中出现的精度低、抖振大及渐进收敛等问题,将准连续高阶滑模控制思想应用于滑模观测器的设计中,提出了机械臂执行器故障重构方法。利用RBF神经网络逼近建模不确定部分和未知干扰部分,构建准连续高阶滑模观测器保证状态估计误差有界稳定,采用等效输出误差注入方法,在有限时间内完成对执行器故障的重构。选取双关节机械臂进行仿真验证,结果表明,准连续高阶滑模观测器能够使滑模运动在有限时间内到达滑模面,使状态估计误差和输出估计误差分别稳定在0.002 rad和0.004 rad/s范围内,进而重构执行器故障,执行器1和2的故障重构误差分别小于0.05 rad和0.02 rad,同时有效消除了抖振,提高了机械臂在实际应用中的精度和安全性。

    2017年06期 v.17;No.102 2114-2118页 [查看摘要][在线阅读][下载 499K]
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  • 基坑机械拆撑振动对邻近历史建筑的影响

    邵光辉;周年强;赵志峰;樊凤凯;

    深基坑混凝土支撑结构破碎拆除时产生的施工振动会引起坑周一定范围内的地面振动,当基坑紧邻需要保护的历史建筑时,对振动的影响评估与控制显得尤为重要。通过对古旧建筑物密集的苏州市老城区深基坑工程的机械拆撑振动实测,讨论了振动波传播途径、频谱与时域特征和衰减规律。根据基坑拆撑振动波的传递特点,提出了拆撑振动在坑外地表传播的衰减方程。讨论了基坑拆撑振动对周边历史建筑的影响范围。结果表明:机械拆撑振动主频为破碎锤冲击频率的倍频,提出的振动衰减方程能够较好地描述坑周地表振动传播规律,可用于预测对周边建筑物的影响。机械拆撑施工时,对于保护性历史建筑,距离基坑的最小安全距离为24.5 m;对一般振动敏感、具有保护价值的建筑,最小安全距离为4.8 m。

    2017年06期 v.17;No.102 2119-2124页 [查看摘要][在线阅读][下载 715K]
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  • 基于熵权模糊模型的港区航道通航风险评价

    孟贝贝;马全党;江福才;徐言民;

    航道作为港口的基础性配套设施之一,对于港区的通航安全有着重要意义。为了确保港区航道的通航安全,运用Reason模型对影响航道的通航安全因素进行辨识,将影响港区航道通航安全的因素分为10项一级指标,并将各项评价指标分为危险、比较危险、一般、比较安全和安全5个安全等级,从而建立了港区航道安全评价指标体系。通过熵权、概率论及模糊数学相结合的安全评价方法对港区航道通航安全进行风险评价,充分考虑安全评价指标的不确定性和受主观因素的影响。并以董家口航道为例,运用熵权模糊模型对其进行安全综合评价。结果表明,该理论应用于港区航道通航安全综合评价方面具有较好的适应性。

    2017年06期 v.17;No.102 2125-2128页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K]
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安全工程

  • 矿山开采相似材料配比及力学试验研究

    姚琦;冯涛;王卫军;廖泽;马超甫;

    为使相似材料更贴近现场岩性特点,提高相似材料模拟试验研究精度,采用"砂石+石膏+水泥"三种原料进行配比试验,制作不同配比的试件进行力学性能测试。通过抗压、拉强度及相应的应力-应变曲线分析相似材料的力学性能及破坏特征,并对相似材料试验各阶段中的误差来源进行分析。结果表明:1)试件的平均抗压强度随砂石比例增大而减小,加入适量的水泥会增大试件的抗压强度,改变"砂石+石膏+水泥"的配比可以获得较为灵活多样的相似岩层特性;2)试件的抗压、拉强度随砂石骨料粒径增大而增大;3)利用棍棒捣实和敲打振动可以满足砂浆的压实要求,采用称砣式静力压实后反而使试件的抗压强度降低;4)针对相似材料制作过程的每个阶段,可提出减少误差的相应方法与措施。

    2017年06期 v.17;No.102 2129-2134页 [查看摘要][在线阅读][下载 594K]
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  • 低透煤层保护层开采卸压效果试验

    张宏伟;付兴;霍丙杰;路洋波;周坤友;

    目前保护层开采卸压效果考察多以现场打钻测试被保护层瓦斯参数变化为主,为了更加系统、方便地掌握保护层开采过程中上覆被保护层裂隙发育、应力状态、膨胀变形及渗透特性变化情况,可综合运用试验手段对保护层开采卸压效果进行多指标评判。因此,基于常规相似材料模拟平台,应用渗流力学理论,开发出被保护层渗透特性测试系统,并以长平煤矿保护层开采为工程对象进行研究。结果表明:长平矿主采3#煤层作为被保护煤层,处于下保护层8#煤层开采所产生的裂隙带顶部,具备卸压增透的初始条件;伴随着8#煤层工作面的开采,上覆岩层次生裂隙经历了起裂、发育、张开、闭合等过程,3#煤层均经过增压区、卸压膨胀区、恢复区的转变,其膨胀变形量曲线大体呈"M"型分布,最大膨胀变形率约为0.774%,平均膨胀变形率约0.60%,大于0.30%;3#煤层渗透率同样经历动态发展过程,其原始渗透率为0.034×10~(-14)m~2,卸压区内最大渗透率1.125×10~(-14)m~2,为原始状态的33倍,增压区内渗透率有所下降,但仍远大于原始渗透率。因此,长平矿保护层开采使被保护煤层具备良好的卸压增透效果,进而为3#煤层卸压瓦斯渗流-运移规律及卸压瓦斯抽采钻孔设计提供了依据。

    2017年06期 v.17;No.102 2134-2139页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K]
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  • 浅埋煤层开采覆岩运动规律模拟与试验研究

    王宗林;武占超;梁冰;汪北方;姜利国;牟铁超;

    为了进一步掌握浅埋煤层开采覆岩运动规律,以神东矿区某矿22616面为工程背景,采用数值计算与相似试验相结合的方法研究了浅埋煤层开采覆岩下沉位移与应力分布特征,并进行了现场验证。发现现场监测数据和数值计算与相似试验结果较为一致,表明22616面属于典型浅埋煤层工作面,老顶初次来压步距46~48 m,周来压步距12~19 m,来压期间老顶瞬间垮落,下沉位移明显,台阶下沉特征显著;随工作面推移,采场前方煤体20 m范围内出现超前支承压力,应力峰值达到4.3 MPa,因此应提前采取加强支护措施。

    2017年06期 v.17;No.102 2140-2146页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K]
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  • 采矿环境再造人工结构稳定性远程自动监测

    刘泽洲;周科平;肖雄;

    在新疆喀拉通克铜镍矿开展"开采环境再造深孔诱导崩矿充填采矿法"工业试验的过程中,将传感器预埋到人工结构中,构建了远程自动监测系统,根据监测数据分析了人工结构在矿体回采过程中的稳定性。结果表明:传感器位置的选择应结合采矿工程的特点,对人工结构进行受力情况分析后,将其布置在关键部位;进路内各测点的应力变化总体趋势是压应力逐步向拉应力的方向发展,但随采矿扰动减小,各应力状态趋于平稳,其中最大拉应力为0.83 MPa,小于C20混凝土的抗拉强度1.1 MPa,安全系数为1.32,且进路内布置的钢筋网可进一步提高抗拉强度,保障其结构稳定性;进路内各测点的位移不同程度地出现增大的趋势,随采矿扰动减小,各测点的位移发展很缓慢,测点中最大位移量达到44.1 mm,但在319 d之后此点位移变化很小,变形速率由0.103 5 mm/d降至0.010 7 mm/d,趋于稳定的状态,现场生产中应加强对此点的长期监测和控制其稳定性,保证安全生产。

    2017年06期 v.17;No.102 2146-2151页 [查看摘要][在线阅读][下载 873K]
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  • 深埋矩形软岩巷道变形破裂规律研究

    林志斌;张勃阳;杨大方;

    为研究深埋矩形软岩巷道的变形破裂发展演化规律,以一条泥岩巷道的地质条件为依据,采用PFC2D离散颗粒元软件,首先通过单轴和三轴压缩数值模拟试验确定泥岩颗粒及胶结物的细观参数;然后在此基础上,考虑泥岩颗粒及孔隙结构的排列分布情况,分析得出泥岩不同细观结构条件下深埋软岩矩形巷道周边围岩变形破裂的空间分布模式及其发展特点。结果表明,1)岩体细观颗粒在空间上的不同排列顺序,将导致深埋矩形软岩巷道围岩发生非对称变形破裂现象,且分别出现3种和5种截然不同的破裂和变形模式;2)深埋矩形巷道围岩的破裂扩展过程为:先在浅部薄弱处随机出现微小裂纹;之后这些裂纹逐步贯通形成多条由巷道表面引出的剪切滑移带;随着剪切滑移带的扩展延伸,巷道顶底部和两帮的破裂带开始相互交叉,最终将整个巷道围岩分割形成网状的分区破裂区域;3)在不同开挖时段,深埋矩形巷道围岩的径向位移都大致与其距巷道表面的距离呈指数衰减关系,且顶板浅部围岩的平均位移明显大于两帮;4)矩形巷道表面岩体最大位移在矩形四边中点处出现的概率很小,在矩形四个角点附近约0.25 m范围出现的概率最大;5)随开挖时步增加,深埋矩形巷道围岩裂纹总数和位移均呈指数衰减。

    2017年06期 v.17;No.102 2152-2157页 [查看摘要][在线阅读][下载 682K]
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  • 倾斜煤层矿井突水对防水煤柱稳定性的影响规律分析

    尹万蕾;潘一山;李忠华;阎海鹏;李国臻;

    针对倾斜煤层防水煤柱合理尺寸留设问题,以道清煤矿淹井事故为原型,采用理论解析分析与数值计算相结合的对比分析方法,研究矿井突水对防水煤柱的稳定性影响,得到在矿山压力作用与水压作用下防水煤柱的极限设计尺寸优化公式,结合道清煤矿生产实际得到防水煤柱尺寸,通过数值模拟分析对比验证防水煤柱尺寸的合理性,并探究了防水煤柱的破裂过程。结果表明,煤体受采动应力影响,应力状态重新分布,煤体由弹性状态转变为塑性状态,产生塑性形变,强度逐渐降低,当压力增大达到其强度极限时,煤体内部出现裂纹,裂纹逐步扩展靠近防水煤柱,形成裂纹带,随着时间的累积,防水煤柱的强度逐渐降低,塑性变形区逐步向弹性核区移动,矿井涌水后,煤体裂隙导通充满大量孔隙水,在水压作用下,新生裂纹及原生裂纹进一步扩展,裂纹的张开度不断增大,最终形成导水裂纹带,使得防水煤柱发生严重破坏,煤体的破坏形式以拉剪破坏为主,煤层沿倾向发生相对位移,表现出剪涨变形,煤体出现剪切带。

    2017年06期 v.17;No.102 2158-2163页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
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  • 煤层小断层附近采动应力演化特征与瓦斯突出防治

    关金锋;崔洪庆;司小昆;

    为提高煤层小断层附近瓦斯突出防治的针对性,以古汉山矿地质条件为背景,通过数值模拟研究了与工作面开采方向0°夹角、45°夹角、90°夹角小断层附近采动应力演化特征。结果表明,当工作面沿地应力场最大主应力方向开采时,小断层附近构造应力逐渐得到释放,与工作面0°夹角断层和与工作面45°夹角断层附近的采动应力场分布均匀,工作面瓦斯突出的危险性小,而与工作面90°夹角断层因断层应力阻隔效应,工作面的采动应力分布呈现差异,瓦斯突出危险部位沿断层走向分布;当沿工作面垂直最大主应力方向开采时,断层附近的构造应力叠加与断层应力阻隔效应一起导致采动应力逐渐增大,工作面采动应力分布呈现显著差异,在小断层附近存在瓦斯突出危险部位。煤矿现场瓦斯突出防治应在加强小断层探测的基础上,结合区域地应力场方向、开采条件、断层走向,对断层附近瓦斯突出危险部位做出预测,从而提高小断层附近瓦斯突出防治工作的针对性。

    2017年06期 v.17;No.102 2164-2170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
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  • 含矸松散煤体自燃过程的试验研究

    张春;高鑫浩;姚立洪;程诗禹;

    为了获得岩粉影响松散煤体自燃特性的规律,利用自制试验装置对混入岩粉的松散煤体进行了绝热低温氧化试验。试验共分3大项,第一项为松散煤体的单独氧化试验;第二类为各煤样与岩样3按不同比例进行混合的氧化试验;第三类为各岩样与煤样3按同一比例进行混合的氧化试验。在试验中,对各混合煤样的氧化升温过程进行了观测,得到了各混合煤样自然升温速率的变化规律。结果表明:在煤样内混入岩粉会减缓煤样的总体氧化升温速率,延长煤样的自然发火期;混入岩粉的量及粒径对煤样的氧化特性均存在较大的影响;通常混入岩粉量越大,其对煤样氧化升温过程影响越大,当岩煤比达到1∶1及以上时,煤样基本失去自燃的危险;在一定粒径范围内,松散煤体粒径与岩粉粒径相差较小时,二者相互影响较为剧烈;在理论上,确定出合理的岩粉量及粒径构成以防治遗煤自燃是可行的,但具体施工工艺还需进一步研究。

    2017年06期 v.17;No.102 2171-2175页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K]
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  • 小尺度水平玻璃管中煤尘爆炸火焰传播特性影响因素研究

    李雨成;刘天奇;周西华;褚洋;孟昱;

    为研究煤尘爆炸火焰传播特性影响因素,采用小尺度玻璃管煤尘爆炸试验装置,对不同变质程度煤尘爆炸火焰传播特性影响因素展开试验分析。结果表明,煤尘爆炸初期,t=125 ms时焰峰尖锐,t=250 ms时焰峰趋于平滑,t=375 ms时焰峰基本全部钝化。在t=0~375 ms过程中,焰峰宽度、横截面积、亮度均不断增大。褐煤在600~700 ms时火焰传播距离达最大值74 cm,表明低变质煤中释放的可燃挥发分气体延长了火焰周期,增加了火焰长度。当p处于0.03~0.05MPa时各煤质l_1随p增大均呈递增趋势,p>0.05 MPa时褐煤与不粘煤的l1有平缓且下降趋势,而气煤与长焰煤的l_1仍有上升态势。褐煤、气煤、长焰煤的l_1随T增大呈显著上升趋势,而不粘煤的l1随T存在一定波动。当k达到3g时褐煤与气煤均不再爆炸,而长焰煤与不粘煤在k达到4g时才失去爆炸性,表明褐煤与气煤对碳酸盐粉抑爆敏感度相对较高。

    2017年06期 v.17;No.102 2176-2179页 [查看摘要][在线阅读][下载 419K]
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  • 供热管线有限空间缺氧窒息危害现场检测及分析

    刘艳;谭聪;汪彤;秦妍;刘东亮;胡玢;

    为了研究供热管线有限空间内部环境的特点及缺氧现状,先对北京市不同区域内73个不同条件下的供热检查小室进行了现场检测,对其内部氧气体积分数、二氧化碳体积分数、温度、湿度、空间尺寸等参数进行了现场实测;然后采用统计分析方法,对小室内氧气体积分数和二氧化碳体积分数的特性及氧气体积分数与各参数的关系进行了分析,定性确定出温度、湿度等参数对氧气体积分数的影响。结果表明:在密闭性较好、温度低于25℃或高于30℃、高湿环境的情况下,供热有限空间的缺氧现象均更为严重,且缺氧环境还普遍存在二氧化碳体积分数偏高的现象。

    2017年06期 v.17;No.102 2180-2184页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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  • 天然气管道泄漏喷射火燃烧特性研究

    刘少杰;刘鹏翔;雷婷;陈国明;李新宏;徐文静;

    针对天然气管道泄漏发生喷射火事故,采用动态火灾软件FDS进行天然气管道泄漏喷射火数值仿真,结合固体火焰模型分析了火焰几何特性、温度与热辐射空间分布等关键参数,依据温度与热辐射伤害准则确定了危险区域范围;并对比不同风速和泄漏孔径下火灾事故的危险范围,研究风速和泄漏孔径对火灾事故的影响程度。结果表明:热辐射是火灾后果的主导因素,25.4 mm泄漏孔径喷射火灾充分燃烧时,其火焰最高温度为1 200℃,喷射口25 m以内为危险区域,随风速增大,温度伤害范围略有增大,热辐射伤害范围显著增大;泄漏孔径变化对喷射火事故后果的影响与风速变化的影响相同,但泄漏孔径对事故后果的影响更为显著,泄漏孔径从6.35 mm增大至25.4 mm和101.6 mm,人员温度伤害半径分别增大2.71倍和10.42倍。最后,结合仿真结果,提出了具有针对性的喷射火应急防控措施。

    2017年06期 v.17;No.102 2184-2190页 [查看摘要][在线阅读][下载 952K]
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  • 基坑开挖爆破下邻近管道振动速度安全阈值研究

    高坛;周传波;蒋楠;吉凌;路世伟;

    结合武汉轨道交通光谷广场综合体深基坑开挖爆破工程,建立LS-DYNA有限元模型,分析了爆破作用下邻近污水管道的动力响应规律和振动速度安全阈值;并根据弹性波场论分析P波斜入射和垂直入射产生的拉应力,由极限拉应力准则建立管道爆破振动速度安全阈值计算模型。结果表明:管道迎爆侧的爆破质点位移和振速均大于背爆侧,管道上入射角为0~40°的部分为易破坏区域,管道正上方的地表振速约为埋地管道最大振速的0.75倍;并最终确定管道正上方的地表振速安全阈值为10 cm/s;基于数值模拟得出的振动速度安全阈值大于理论分析得出的结果,因此在进行相似工程的设计研究时,不建议采用单一方法分析出结果,以便为实际工程安全施工提供更切实的指导。

    2017年06期 v.17;No.102 2191-2195页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]
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  • 天然气高压输送管道微量泄漏TDLAS检测技术理论研究

    徐景德;郝旭;李晖;杨庚宇;

    天然气输送管网规模随着城镇化进程加快而急剧扩大,高压管道气体微量泄漏的威胁日益严重,传统检测方法不能实现连续地精确检测。利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)检测技术可以实现对微量泄漏的甲烷等气体进行快速、精确地检测。介绍了TDLAS技术的检测原理和压力管道的泄漏物理模型。选择CH4在1 653.7 nm处的吸收谱线为研究对象,结合已有的数据与参数,分析了光谱吸收率和可探测浓度下限随温度、压强的变化特征,以及激光扫描步长对测量精度的影响。结果表明,TDLAS技术应用于高压管道微量泄漏的实时检测是可行的。测量得到的气体浓度符合检测标准,可作为相关检测的基准值谱。

    2017年06期 v.17;No.102 2195-2199页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 含无机盐添加剂水幕对氨气泄漏洗消试验研究

    沈晓辉;张娟;华敏;潘旭海;

    提出了将添加剂的洗消作用融入消防水幕的设想,以无机盐和表面活性剂作为对氨气洗消的增效添加剂,从含添加剂水幕对氨气的洗消效果、洗消后的产物、洗消剂溶液的腐蚀性等多方面出发,研究了多种添加剂的性能。针对受限空间内氨气泄漏,模拟真实泄漏场景。针对受限空间内氨气泄漏,对含FeCl_3、AlCl_3、MgCl_2及表面活性剂的消防水幕和纯水幕洗消氨气的效果及机理开展了对比试验。结果表明:无机盐添加剂的加入可以促进水幕对氨气的化学洗消作用,有效改善水幕对氨气的洗消效果,在纯水幕物理吸收、空气卷吸和物理阻挡的基础上增加了化学吸收洗消作用;在相同浓度条件下,无机盐洗消效率从大到小依次为FeCl_3、AlCl_3、MgCl_2,高价位的无机盐比低价位的洗消效率要好。表面活性剂的加入可以改善添加剂溶液的表面性能,降低添加剂溶液的表面张力,增大添加剂水幕与氨气的接触面积,进一步促进含无机盐添加剂水幕对氨气的物理和化学洗消效果。对无机盐添加剂的腐蚀性进行了测试,结果表明,FeCl_3、AlCl_3、MgCl_2均为弱酸性,在使用过程中对系统及周围设施的腐蚀性很小。采用X射线衍射仪对含无机盐添加剂的水幕洗消氨气产生的洗消产物的种类和性质进行了分析,结果表明,洗消产物主要是氯化铵和氢氧化物,不会对环境造成二次污染。

    2017年06期 v.17;No.102 2200-2205页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
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  • 基于实测的桩基埋管换热性能和温变沉降特征分析

    黄芸;赵蕾;王振宇;王昊;

    通过对江苏某实际工程传统钻孔单U和并联双U埋管、桩基并联双U及并联双螺旋埋管换热器进、出口水温、流速的实测,以单位井深换热量为性能指标,结合经济性指标E,对比分析了4埋管换热器换热性能和经济性的差别。分析了桩基埋管换热器运行过程中冷、热堆积对其换热性能的影响。进一步对桩基埋管换热器进行了温度-荷载联合测试,模拟冬、夏两季能源桩承载运行的取、放热工况,获得了能量桩的桩身温度分布和桩顶动态沉降曲线,分析了桩顶换热过程中因热胀冷缩而产生位移的规律性,指出桩顶沉降累积量过大会导致桩基失稳,这一点在能量桩的设计阶段应注意加以考虑。

    2017年06期 v.17;No.102 2206-2211页 [查看摘要][在线阅读][下载 637K]
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  • 悬挂式止水帷幕基坑渗流模型的简化

    曹净;张丙军;刘海明;汪尺;

    为考虑隔水层之上悬挂止水帷幕对基坑渗流的影响,基于共形映射理论,建立了基坑坑底以下有效深度范围内无相对隔水层悬挂式止水帷幕基坑渗流的对称和非对称两种数学模型,推导在均质、各向同性、符合达西定律土体基坑渗流的单宽涌水量表达式。先对比对称和非对称两种模型,验证非对称模型等效对称模型的合理性。随后以云南某基坑为例,将等效后的对称模型的计算结果与实际渗流量进行比较,以此验证模型的有效性。结果表明,在工程允许范围内可将复杂的非对称模型等效为对称模型进行计算,而且推导出的两种模型是有效的,计算结果比较接近实际渗流量。

    2017年06期 v.17;No.102 2212-2216页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K]
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  • 金尾矿与土工格栅界面摩擦特性的试验

    易富;杜常博;张利阳;

    尾矿坝加筋设计时,土工格栅与尾矿界面摩擦特性是影响加筋结构安全稳定的重要因素。通过室内拉拔试验,分析了上覆压力、含水率和拉拔速率3个试验条件对筋-尾矿界面摩擦参数的影响。结果表明:含水率对似黏聚力和似摩擦角的影响显著,但随含水率增大似黏聚力与界面摩擦强度变化趋势一致,都呈现先增大后减小的规律,在含水率变化情况下的界面参数选取中主要考虑似黏聚力;拉拔速率对似摩擦角比对似黏聚力的影响大,且似摩擦角与界面摩擦强度都随拉拔速率增大而增大,但似摩擦角增大速率逐渐减缓,随拉拔速率加大,对界面参数的主要影响开始由似摩擦角向似黏聚力转变;在不同尾矿含水率或拉拔速率情况下似摩擦系数均随法向应力增大呈非线性递减,可用二次抛物线拟合反映二者关系,且含水率对似摩擦系数的影响比拉拔速率对其的影响大,而在法向应力一定情况下,似摩擦系数随含水率的变化与对应界面参数似黏聚力的变化规律相同,随拉拔速率的变化与对应的界面参数似摩擦角的变化规律相同。

    2017年06期 v.17;No.102 2217-2221页 [查看摘要][在线阅读][下载 676K]
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  • 钢绞线锈蚀导致的混凝土开裂预测模型

    王磊;叶钧;戴理朝;

    为了研究钢绞线锈蚀对混凝土锈胀开裂的影响,通过加速锈蚀试验得到了6片不同锈胀裂缝宽度的混凝土梁,结合混凝土保护层锈胀裂缝宽度和锈蚀率等测试数据,对比分析了现有普通钢筋锈胀裂缝宽度模型的适用性。在此基础上,考虑开裂扩展速率及混凝土抗压强度的影响,建立了钢绞线锈胀裂缝宽度预测模型。结果表明:由于钢绞线是由7根钢丝相互捻指而成,钢丝之间会存在缝隙,且截面呈梅花状,与普通钢筋存在较大差异。现有的普通钢筋锈胀裂缝模型预测钢绞线锈蚀导致的混凝土开裂误差较大,超过53%;所建立的预测模型计算值与实测平均裂缝值的误差为12.1%,能够较好地模拟平均裂缝宽度与锈蚀率的关系。

    2017年06期 v.17;No.102 2222-2227页 [查看摘要][在线阅读][下载 611K]
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  • 酸腐蚀条件下膨胀型防火涂料性能变化研究

    李晓康;王霁;徐志胜;

    在酸性污染环境中,防火涂料的防火性能会因受酸介质的腐蚀而下降。研究了膨胀型防火涂料在盐酸溶液中浸泡不同时间后,其防火性能的变化规律。结果表明,经过酸腐蚀后,防火涂层的厚度减薄,表面变得粗糙且有开裂和破洞;受热后,炭层膨胀倍率降低。并对表面涂层的TG/DTG进行了测试,结果发现,经酸腐蚀后,试样的热重曲线在低温阶段较平缓;在中温阶段失重峰数量减少,峰形更加简单,最大失重速率增加;在高温段,593℃附近的失重峰随腐蚀时间的延长而逐渐变得平缓,最大失重速率降低,而在674℃附近的失重峰呈相反的趋势。这表明经酸腐蚀后,涂料试样的热动力学参数也发生了显著变化。

    2017年06期 v.17;No.102 2228-2233页 [查看摘要][在线阅读][下载 665K]
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  • 环氧乙烷水溶液失控反应特性研究

    刘静如;孙峰;刘文旭;贾学五;王振刚;费轶;张帆;徐伟;石宁;

    为了系统研究环氧乙烷水溶液失控反应热动力学参数的变化规律,采用等温扫描量热仪C600和绝热量热仪VSP-2分别对环氧乙烷水溶液进行了量热试验研究,得到了纯环氧乙烷的热稳定性数据,以及不同质量分数环氧乙烷水溶液的起始放热温度、最高放热温度和压力、放热量、绝热温升及失控反应过程的温度、压力变化等。结果表明,纯环氧乙烷发生失控反应的起始温度接近360℃,其放热量高达2 600 k J/kg。水加入环氧乙烷能够显著降低体系的起始放热温度至200℃以下。随环氧乙烷水溶液质量分数升高,失控反应致灾后果的严重程度明显提高。最高温度和压力、温升和压升速率、放热量及绝热温升随环氧乙烷质量分数升高而增大,而达到最大反应速率的时间减小。

    2017年06期 v.17;No.102 2234-2239页 [查看摘要][在线阅读][下载 747K]
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  • 氢气对预混甲烷/空气燃爆过程的影响

    路长;于子凯;刘洋;潘荣锟;

    为研究氢气的加入对不同体积分数甲烷/空气预混爆炸过程影响的规律,在尺寸为150 mm×150 mm×1 000 mm的管道中通入体积分数为8%、9.5%和11.5%的甲烷/空气预混气体,然后加入一定体积分数的氢气。氢气所占体积分数分别为0、0.74%、1.48%、2.95%、4.40%。分别对加入不同体积分数的甲烷爆炸过程中爆炸压力、火焰图像和爆炸温度进行测量、分析。结果表明:只有在8%纯甲烷爆炸时能够形成完整的郁金香火焰。8%和9.5%甲烷体积分数试验中,氢气的加入使火焰面由上下对称变得不对称,火焰阵面上移,火焰速度加快;爆炸中的最大超压增大并且最大超压时刻点提前。在11.5%的甲烷加氢试验中,随加氢量增加,爆炸压力、温度、火焰速度分别略微降低。这表明氢气的加入在体积分数为8%的爆炸反应中较大地促进了反应,而体积分数为11.5%时加氢后爆炸反应减弱。通过理论分析计算了半封闭管道中体积分数为9.5%甲烷爆炸温度和实测温度之间的差异。爆炸压力和温度的变化能很好地反映加入氢气对甲烷爆炸的影响。

    2017年06期 v.17;No.102 2240-2245页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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  • 水平层状页岩隧道底鼓机理及处治技术

    王进博;黄滚;唐建新;腾俊洋;李欣怡;

    采用室内岩石物理力学性质、理论分析、数值模拟和现场调查相结合的方法,对南道高速公路马嘴隧道左线水平层状页岩底鼓机理进行研究。结果表明,页岩单轴抗压强度仅为17.7 MPa,强度较低,仰拱开挖后未及时封闭成环是底鼓发生的主要因素,水理作用、围岩蠕变特性使底板页岩岩层强度进一步劣化,底板岩层在水平应力作用下发生离层、弯曲、折断,形成挠曲褶皱型底鼓。在对水平层状页岩隧道底鼓机理正确认识的基础上,提出了底板锚杆注浆+反底拱相结合的返修处治方案,采用FLAC3D数值模拟软件对处治前后效果进行对比分析,借助现场底板变形监测数据进行验证,该方案能够有效控制层状页岩的底鼓。

    2017年06期 v.17;No.102 2246-2251页 [查看摘要][在线阅读][下载 861K]
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安全管理

  • 领导风格对煤矿险兆事件预防的影响

    李广利;田水承;

    为探讨领导风格与煤矿险兆事件预防的关系,采用多元回归分析方法,用来自9个煤矿的257份矿工调查问卷数据,检验领导风格对煤矿险兆事件预防的直接影响效应以及矿工调节焦点的中介作用。结果表明,变革型和交易型领导风格对煤矿险兆事件预防均具有显著影响;矿工促进型调节焦点在变革型领导风格对险兆事件预防的影响中具有部分中介作用,但交易型领导风格对险兆事件预防影响的中介作用不显著;矿工防御型调节焦点在变革型和交易型领导风格对险兆事件预防影响中均具有部分中介作用。

    2017年06期 v.17;No.102 2251-2256页 [查看摘要][在线阅读][下载 131K]
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  • 人因失误因果关系判定中多重相关性问题

    马峻;万劼;

    在人因事故分析中,导致事故的人因失误因素之间存在的交互作用很大程度上会影响清晰判定这些因素对事故所起的作用。从影响因素间相关性、相关性强度、因果关系、因果关系强度概念入手,提出了相关性强度与因果关系强度相应定义与命题,通过把人因系统内在作用关系映射为有向网络关系图,建立事件与因素网络拓扑关系图,依据链路预测思路,分析了判定间接影响关系与直接影响关系的方法,构建了消除多重相关性算法及人因失误因素综合判定方法,并通过实例验证了本算法的合理性。

    2017年06期 v.17;No.102 2257-2262页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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  • 安全氛围、心理资本对空中交通管制员违章行为的影响

    王霞;

    为探究导致管制员行为差错的原因,提高管制员的可靠性,基于心理资本理论与社会认知理论,构建安全氛围、心理资本与违章行为的假设模型;采取实证调研的方法收集空中交通管制员行为的相关数据;应用逐步回归的分析方法对空中交通管制员心理资本与违章行为之间的作用关系进行实证研究。结果表明:安全氛围、心理资本对空中交通管制员的违章行为有一定的影响,即安全氛围与心理资本显著正相关,心理资本与违章行为显著负相关;在管理者承诺、安全政策、监管者行为、安全培训影响违章行为过程中,心理资本起部分中介作用;在管理者承诺、安全培训、安全意识、安全政策策影响故意违章行为的过程中,心理资本分别发挥完全中介与部分中介作用;找到了"安全氛围—心理资本—违章行为"的作用机制,将心理资本在安全氛围不同因素对违章行为的影响过程中发挥的作用细化。

    2017年06期 v.17;No.102 2263-2267页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K]
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公共安全

  • 遗传算法优化的BP神经网络在地震死亡人数评估中的应用

    周德红;冯豪;程乐棋;李文;

    破坏性的地震灾害作为一种突发性自然灾害,往往会在短时间内造成大量的人员伤亡和财产损失。地震发生后若能有效地预测伤亡人数,可以更科学地组织人员救灾与配置救灾物资,对于减少震后的人员伤亡具有一定的指导作用。通过我国往期的地震数据信息,分析总结出对人员伤亡数目影响较大的7个因素,分别为地震等级、地震时间、震源深度、震中烈度、抗震设防烈度、震中烈度与抗震设防烈度之差(ΔL)、人口密度。鉴于这7个影响因素与地震时的死亡人数呈非线性关系,选用基于遗传算法(GA)优化的BP神经网络建立地震死亡人数预测模型。针对BP神经网络的局限性,利用遗传算法全局搜索最优值的特点,对BP神经网络的权值与阀值进行优化,防止BP神经网络陷入局部最优解,并且加快神经网络收敛速度,从而提高BP神经网络的预测精度。从我国1970年至2016年之间发生的地震灾害中,选取32组造成人员伤亡的地震数据,对初始数据进行处理后,利用遗传算法优化的BP神经网络预测模型进行训练并预测。选取27组样本作为训练样本,另外5组样本作为测试样本。预测分析结果表明,遗传算法优化的BP神经网络预测死亡人数与真实死亡人数相比平均误差为9.72%,均方误差为10.41,而BP神经网络的预测死亡人数的平均误差为17.61%,均方误差为18.02,因此GA-BP神经网络结果较为理想,相比传统的BP神经网络具有更高的逼近精度。

    2017年06期 v.17;No.102 2267-2272页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
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  • 基于模糊综合评价法的公路风吹雪危险度评价

    吴鹏;陈发明;刘健;马磊;刘兰;胡智轩;

    针对我国公路风吹雪自然灾害突发性、频发性强而传统单因素评价存在不足的现状,基于模糊综合评价法建立公路风吹雪危险度的模糊综合模型,分析影响公路风吹雪危险的主要因素。为使各影响因素与评价指标的关系更全面且系统,先综合考虑自然与人为2个方面的因素,共确定出10个主要评价指标;再采用模糊综合评价法求得各指标权重;然后结合隶属函数最大原则,对公路风吹雪危险度进行评判和预测。最后,采用该模型对新疆塔城S201线的典型路段进行危险度判断,所得到的结果与实际基本相符。

    2017年06期 v.17;No.102 2273-2276页 [查看摘要][在线阅读][下载 124K]
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  • 水幕稀释阻挡泄漏LNG效果的数值模拟

    蒋为波;华敏;潘旭海;

    水幕为LNG泄漏事故提供了高效、廉价的减灾方案,如何设计布置水幕喷头却缺乏科学的指导。利用计算流体力学对水幕和LNG之间的作用过程进行数学建模,再借助CFD软件模拟泄漏事故并求解。通过监测NG体积分数和展示流场图对水幕的作用机制进行分析,且探究了水幕距离等变量对水幕作用效果的影响。结果表明:扇形水幕与锥形水幕都可以有效阻隔和驱散LNG重气云,扇形水幕隔离危险区域的效果更好;在此事故情形中扇形水幕距离泄漏源9m时驱散效果最好,当距离过近时LNG重气云团易穿透扇形水幕,距离过远使得危险区域过大,不易控制;水幕压力对扇形水幕的驱散和阻挡云团的影响不明显;扇形水幕串联叠加可有效提高驱散及阻挡效率,扇形水幕并联会导致两个水幕作用重叠的区域的水幕阻挡作用被严重减弱。

    2017年06期 v.17;No.102 2277-2282页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K]
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  • 非战争军事行动下飞行受限区的划设方法

    陈金良;郭方月;

    非战争军事行动是区别于战争形式的维护国家安全的重要手段,针对非战争军事行动对民航飞行安全影响较大的现状,根据非战争军事行动的特点,分析用空对象对空域的使用需求及影响因素,进而用Graham算法划设初始飞行受限区并加入飞行安全间隔,在此基础上运用平移法增加受限区移动轨迹得到新的飞行受限区,再运用外推法,结合航空器飞行基础动作所需空域的数学模型,描述飞行受限区的边界变化情况,提出一种对非战争军事行动下飞行受限区的划设方法,以便于民航航班改航。

    2017年06期 v.17;No.102 2283-2287页 [查看摘要][在线阅读][下载 338K]
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污染控制技术与原理

  • 油污染场地土壤热解终温试验研究

    王嫣云;冯真;周泽军;何勇;章诗辞;夏世斌;

    目前,含油污染场地土壤处理中对终温影响的研究不够。采用固定反应床对该类污染土壤进行热解处理终温模拟试验。在升温速率、终温时间及真空度(20℃/min、30 min和70 k Pa)不变的条件下,考察了不同热解终温下热解残渣的含油率,并利用GC-MS对不同热解温度下含油土壤热解油进行了分析。结果表明:随热解终温不断提高,各试验土壤样品热解残渣的含油率均逐渐降低,0~260℃范围内热解残渣的含油率下降最快,其中260℃下热解速率分别为2.93mg/min、1.99 mg/min、1.57 mg/min、1.39 mg/min、1.15 mg/min,之后下降速率减缓,到300℃后基本保持不变;含油土壤最宜热解终温为260℃,此时含油土壤中石油烃质量比低于3 000 mg/kg(初始质量比为17 438~42 656 mg/kg);热解油中高分子碳氢化合物含量随热解终温不断提高而逐渐升高。

    2017年06期 v.17;No.102 2287-2291页 [查看摘要][在线阅读][下载 517K]
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  • 二甲基亚硝胺消毒副产物的生成途径及其控制方法研究进展

    谈超群;钟毅杰;黄华;

    二甲基亚硝胺(NDMA)是饮用水净化过程中产生的一类新型、微量、致癌消毒副产物。系统总结了二甲胺(DMA)生成NDMA的多种反应路径,包括亚硝化途径、偏二甲肼途径、氯化偏二甲肼途径等。进一步解析NDMA的前体物来源可知,药物及个人护理用品、微生物代谢物、水处理试剂及材料、管道附属材料等均可在一定条件下生成NDMA。采用前端控制技术(预氧化、物理吸附)、过程控制技术(工序优化)、末端治理技术(物理拦截、紫外降解、生物降解和金属还原)等均可在一定条件下降低出水中的NDAM浓度。

    2017年06期 v.17;No.102 2292-2301页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
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  • 电化学组合工艺削减垃圾渗滤液毒性的综合评价

    仇爱锋;赵远;诸寅;赵丽倩;蔡强;

    以某垃圾填埋场的垃圾渗滤液为样本,将其在实验室以电化学氧化为主要工艺的废水处理装置出水作为研究对象。选择发光细菌、斑马鱼胚胎和斑马鱼仔鱼为受试生物,以发光抑制率及生物体死亡为观察指标,研究不同处理过程出水对3种受试生物的急性毒性效应。试验结果以半数效应浓度(Median Effective Concentration,EC50)和半数致死浓度(Median Lethal Concentration,LC50)表征。通过毒性单位(Toxicity Unit,TU)法、平均毒性(Average Toxicity,Av Tx)法、毒性指数(Toxic Print,Tx Pr)法、最敏感的测试(Most Sensitive Test,MST)法和潜在毒性效应指数(Potential Ecotoxic Effects Probe,PEEP)法等生物毒性评价方法对不同处理过程进行毒性削减评估。结果表明,出水对发光菌、斑马鱼幼鱼和胚胎的TU分别为0.63、9.82和8.55,与原水相比分别削减了81.52%、88.41%和89.65%。Av Tx、Tx Pr和MST法评价结果显示,经混凝沉淀-厌氧-电化学氧化-好氧组合工艺处理的出水仍具有一定的生物毒性,即现行的废水排放标准下不能完全阻止有毒废水的排放。此外在考虑废水排放量的基础上,PEEP评价法虽然表明出水无毒,但排放时需注意单项指标毒性。与成组生物试验相结合的PEEP评价方法可以反映垃圾渗滤液的综合生物毒性及评价其对生态系统的潜在影响。

    2017年06期 v.17;No.102 2301-2305页 [查看摘要][在线阅读][下载 166K]
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  • 人工降雨对植物颗粒物的冲刷过程研究

    蔡梦凡;信忠保;余新晓;

    为研究降雨过程对植物颗粒物冲刷的动态变化,选择侧柏、冬青卫矛和小叶黄杨3种常绿树种,控制降雨强度为28.4 mm/h、69.0mm/h和102.4 mm/h,通过6次历时为30 min的人工降雨试验,比较叶面颗粒物的冲刷率和穿透雨中颗粒物浓度变化,并分析其影响因素。结果表明,1)树种间的叶面TSP(总悬浮颗粒物)冲刷率没有显著差异,其均值为35.57%±17.63%。但树种间细颗粒物、粗颗粒物和大颗粒物的冲刷率均差异显著,其值分别为15.4%、21.2%和39.1%,且粒径越大的颗粒物越容易被冲刷掉。2)颗粒物的冲刷率受降雨条件影响,即随降雨强度和降水量增大,颗粒物冲刷率增加,暴雨强度下总颗粒物冲刷率最大为51.4%。3)颗粒物质量浓度受降雨历时和累积降雨量影响,降雨历时越长,降雨量越大,穿透雨中颗粒物质量浓度越低。一般细颗粒物和粗颗粒物质量浓度在10 min时达到滞缓阶段,此时颗粒物质量浓度分别比1 min时降低了73.6%和62.0%,但暴雨能够缩短其初始滞缓时间至5 min,并提高降水对颗粒物的冲刷效率。

    2017年06期 v.17;No.102 2306-2312页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K]
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  • 纳米碳管在有机分子混合体系中的分散机制研究进展

    张迪;于梦梦;石林;张凰;SAIKAT Ghosh;

    纳米碳管(CNTs)的分散和聚合性能是影响其环境行为的重要因素。综述了单一和二元有机分子体系对CNTs分散机制的影响,单一有机分子体系中CNTs受分散剂性质影响。分散机制以静电排斥机制、空间位阻机制和胶束溶解机制为主;在二元有机分子混合体系中,CNTs的分散状况受二元有机分子的性质、种类及混合分子加入顺序多种因素的共同影响。在有机分子混合体系中,CNTs的分散能力并非单一有机分子作用下分散能力的简单加和,混合体系单一组分功能与整体性功能之间的差异不能被忽略。强调应对有机分子混合体系中各组分间的复合分散作用给予更多关注。提出通过对有机分子混合体系组分、结构多样性的宏观统计学描述,建立有机分子混合体系组分、结构多样性与其分散CNTs之间的关联,可能成为认识CNTs环境分散行为的新思路。

    2017年06期 v.17;No.102 2312-2316页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K]
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  • 空气增湿去湿法处理纳滤浓缩液研究

    陈方方;吕韩;周佑洲;范能;姚志通;夏枚生;

    采用空气增湿去湿工艺处理纳滤(NF)浓缩液,着重考察此技术用来处理浓缩液的可行性和pH值对COD、TOC、UV254和NH_3-N去除效果的影响。此工艺使NF浓缩液与空气在填料表面直接逆流接触进行传热传质。用NaOH或H_2SO_4溶液调节浓缩液pH值至酸性(pH值约3和5)和碱性(pH值约9),研究酸性和碱性条件下对COD、TOC、UV254和NH_3-N的处理效果。结果表明,当浓缩液流量240 L/h、空气流量200 m~3/h时,体积传热速率和产水率分别达到236k W/m~3和8.11 kg/h。冷凝水出水水质满足GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的排放要求。此外,COD去除率在碱性条件下更高,而NH_3-N去除率随pH值增加而降低,UV254去除率受pH值的影响不大,酸性条件有助于TOC的去除。与蒸发法比较,空气增湿去湿法具有更高的经济可行性。

    2017年06期 v.17;No.102 2317-2321页 [查看摘要][在线阅读][下载 727K]
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  • BDD电极对敌草隆的氧化降解及其影响因素

    邹徐;周石庆;陆先镭;余洋海;许仕荣;

    主要研究了BDD(Boron-Doped Diamond,掺硼金刚石)电极电解产生氧化剂(·OH、SO_4~-·、Cl_2、HClO、ClO~-)对水中典型污染物敌草隆的降解,重点考察了敌草隆初始浓度、电流密度、电极浸没面积和初始pH值对敌草隆降解速率的影响。结果表明:在同种电解质中,BDD电极的氧化降解速率最大,MMO(Mixed Metal Oxides,混合金属氧化物)电极次之,Pt(铂)电极最小;随敌草隆初始浓度增加,氧化降解速率先增加后降低;随电流密度和电极浸没面积增加,敌草隆降解速率增加;在强酸性(pH=3.0)条件下,敌草隆降解速率最大,中性条件下最小。

    2017年06期 v.17;No.102 2322-2326页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K]
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  • Fenton、光Fenton、US-Fenton和US-光Fenton同时处理垃圾渗滤液的比较

    查甫更;张瑞良;姚多喜;胡友彪;王兴明;高良敏;

    为比较Fenton、光Fenton,US-Fenton和US-光Fenton处理垃圾渗滤液的效果,研究了相关Fenton工艺对有机物去除率、UV-Vis光谱、GC-MS图谱的影响。结果表明:与相关Fenton工艺相比,US-光Fenton的TOC去除率最高,达到65.4%,同时,BOD5/COD从0.204上升到0.415,UV-Vis谱线下降幅度最大,E254、E280和E400的去除率也最大;依据GC-MS图谱,渗滤液中含有56种有机物,其中36种物质被US-光Fenton完全去除;最后提出了US-光Fenton降解垃圾渗滤液中污染物的可能反应途径。

    2017年06期 v.17;No.102 2327-2331页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
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  • 污水处理厂碳源回收潜力与活性初沉系统构建及应用

    杨尚;石烜;张彤;王先宝;金鹏康;张琼华;

    针对城市污水处理厂初沉池中颗粒态物质沉降导致碳源流失、严重制约脱氮除磷效率的问题,对初沉池中流失碳源情况进行了分析。结果表明,初沉池对污水中SS、TCOD的去除率分别为56.7%±7.73%、43.71%±5.42%,该部分颗粒物质的沉降是碳源流失的主要因素。为探明污水中碳源的回收潜力,对颗粒态物质的生物降解性进行了检测。结果表明,污水中易生物降解有机物质量浓度较低,仅占进水COD的13.1%,而慢速生物降解有机物占51.4%。由此可知,加速慢速生物降解有机物向易生物降解有机物的转化可充分挖掘碳源的回收潜力。因此,构建了一种新型活性初沉池系统,组合搅拌淘洗和污泥发酵工艺,并应用于西安市第四污水处理厂。结果表明,初沉池出水中SCOD和VFA质量浓度分别提升了25%~35%、55%~65%,显著增强了脱氮除磷效果。

    2017年06期 v.17;No.102 2331-2336页 [查看摘要][在线阅读][下载 516K]
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  • 干湿比对地下渗滤系统出水及N_2O释放的影响

    肖斯瑶;李英华;段玉龙;李海波;汪思琪;李倩;

    通过场地试验研究干湿比对地下渗滤系统(SWIS)除污能力及N_2O释放的影响,在原位平台的6个子单元上,设置干湿比分别为3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、0。结果表明,随干湿比减小,SWIS对COD和TN的去除率呈先增后减的趋势,而NH_4~+-N的去除率逐渐下降。N_2O产率随干湿比减小而逐渐升高,表明N_2O主要产生在氮的反硝化阶段。当干湿比为1∶1时,N_2O转化率达到最大值,即0.065%。因此建议在工程应用中将污水地下渗滤系统的稳定运行干湿比控制为1∶1,此时N_2O产率低于0.09 mg/(m~2·h),COD、NH_4~+-N及TN的去除率可分别达到92.8%、90.2%和82.4%,出水满足GB/T 18921—2002《城市污水再生利用景观环境用水水质》。

    2017年06期 v.17;No.102 2337-2341页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K]
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  • 多孔介质模型校验水平潜流人工湿地水力特性的研究

    尹德才;余健;舒德华;徐斌;

    水平潜流人工湿地对污废水有较好的处理效果,湿地内水力特性对其处理效果有较大影响。理解湿地内部各处的水力特性及优化湿地结构参数是正确构建水平潜流人工湿地水质处理数学模型的前提。运用地下水流多孔介质水力方程建立了水平潜流人工湿地水流特性的数学模型;借助计算流体动力学模拟技术实现了湿地水力模型的数学求解,所得模拟示踪物数值与实测示踪物数值基本吻合,验证了人工湿地中多孔介质模型的正确性。探讨了湿地表面长宽比、水力负荷和水力传导度对湿地水力停留分布密度RTD函数的影响,并计算了人工湿地水力效率。结果表明:长宽比和水力传导度对湿地水力效率影响较大,水力效率随长宽比增大而增大,随水力传导度增大而减小,且水力传导度间接反映颗粒粒径对水力效率的影响;水力负荷对水力效率影响不大,但影响RTD曲线的形状,使湿地水力停留时间改变较大。

    2017年06期 v.17;No.102 2342-2347页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K]
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  • 超声波溶胞预处理对污泥溶出物和分形结构的影响

    谢敏;王成;徐瑶;李勇;

    为了强化好氧系统中污泥隐性生长对污泥减量的作用,研究了超声波溶胞预处理后污泥溶出物和微观分形结构的变化。探讨了污泥上清液溶解性化学需氧量(SCOD)和污泥粒径(d_(0.5))、比表面积(SSA)、分形维数(D2、D3)等随超声时间和声能密度的变化特征。结果表明,SCOD随声能密度和超声时间增加而增加,能较好地反映污泥的溶解状态。在超声时间5 min、超声脉冲比1∶1的固定条件下,声能密度0.6 W/m L为d_(0.5)和SSA变化的转折点,当声能密度小于0.6W/m L时对d_(0.5)和SSA作用明显,而大于0.6 W/m L时对d_(0.5)和SSA作用微弱。在声能密度0.6 W/m L、超声脉冲比1∶1的固定条件下,1~5 min内SCOD溶出明显提高,超声对污泥溶胞效果较好,5 min后污泥溶胞效率很难进一步提高。皮尔逊相关性分析表明,SSA和D3分别与SCOD呈现显著的相关性。SSA和D3反映了污泥结构的密实程度和溶出状况,因此,可以在线监测微观结构参数SSA和D3来间接反映污泥溶胞效果,从形态学角度为污泥后续处理处置提供前期指导。

    2017年06期 v.17;No.102 2348-2352页 [查看摘要][在线阅读][下载 372K]
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  • 同步化学除磷对污水处理系统及A~2/O单元的影响研究

    袁林江;刘传波;罗大成;李永林;严锋;

    为解决城市污水处理厂脱氮除磷过程中有机碳源不足及磷资源的有效回收问题,在A~2/O反应器中抽取厌氧释磷上清液实施同步侧流化学除磷,研究了3个不同侧流比(20%、25%和30%)对生物处理系统及潜在磷回收情况的影响。结果表明,在实施3种不同程度的侧流化学除磷下,对系统氨氮去除效果的影响较小;当侧流比为20%~25%时,系统脱氮除磷能力均有所提高,同时可实现28.50%~29.48%的磷回收;当侧流比增加到30%时,系统发生污泥膨胀并恶化。随侧流比增加,厌氧释磷量逐渐降低,系统微生物胞内合成PHA质量比逐渐减小,糖原质量比逐渐增加,系统SVI与污泥含磷率的变化趋势相反。同步侧流化学除磷导致系统微生物种群结构发生较大变化,与反硝化除磷相关的Dechloromonas菌属丰度由侧流前的1.96%增至7.95%,这有助于系统脱氮除磷效果的提高。在30%侧流比下,污泥中丝硫菌属的细菌占到4.32%,这是引起污泥丝状膨胀的主要原因。侧流比不宜过大,否则会失去高效磷回收优势,要实现可持续磷酸盐回收,最佳侧流比应控制在20%。

    2017年06期 v.17;No.102 2353-2359页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K]
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  • 不同填料生物反应器中脱氮微生物群落比较分析

    李青;成小英;

    为比较填充不同填料(悬浮填料和弹性填料)生物反应器的抗冲击负荷能力,研究了不同水力停留时间(14.80 h、11.90 h、9.89 h和7.99 h)下两组反应器的处理性能及附着生物膜的特性,通过提取基因组DNA,采用PCR扩增与高通量测序技术对水力停留时间为7.99 h工况下两者菌群测序并进行了操作单元(OTU)聚类分析、多样性分析和分类学分析。结果表明,不同水力停留时间下弹性填料附着的生物膜量和胞外多聚物(EPS)质量比均高于悬浮填料,生物膜结构较为稳定;弹性填料和悬浮填料富集微生物菌群的高通量测序分析均得到优化序列23 129条,测序覆盖深度都在99%左右,经过97%相似度归并后分别得到375个OTUs和307个OTUs,与悬浮填料相比,弹性填料附着的生物膜内硝化菌和反硝化菌丰度均较高,这在一定程度上表明弹性填料在处理污染河水时具有较强的抗冲击负荷能力。

    2017年06期 v.17;No.102 2360-2365页 [查看摘要][在线阅读][下载 342K]
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  • 猪粪与鲜红薯藤不同配比中温厌氧发酵特性

    储金宇;黄宇;赵棋;

    为了研究中温条件下猪粪与鲜红薯藤不同配比对厌氧发酵特性的影响及各指标的变化规律,在35℃恒温、总固体质量分数8%条件下,猪粪与鲜红薯藤按质量比2∶1、1∶2、1∶3进行厌氧发酵试验,试验结果用SPSS 22和Excel进行统计学分析。结果表明,猪粪与鲜红薯藤混合厌氧发酵最佳效果的配比是1∶2,其最大甲烷体积分数是56.5%,累计产气量为10 033 m L,这比2∶1和1∶3分别高出33.9%和17.8%。各组的累计产气量、挥发性脂肪酸(VFA)质量浓度和甲烷体积分数两两之间均出现显著性差异(p<0.05)。各配比的p H值、VFA与甲烷体积分数之间呈动态相关。

    2017年06期 v.17;No.102 2366-2370页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
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  • 一株酸性红B脱色菌的鉴定及脱色动力学

    曹德菊;俞明亮;刘仁京;韩国民;张青;徐滢;胡俊涛;张薇子;章申;

    从城市生活污水处理厂的活性污泥中分离对酸性红B具有脱色活性的菌株,考察了不同碳源、不同氮源、葡萄糖初始质量浓度、酸性红B初始质量浓度、温度、pH值等因素对酸性红B脱色效果的影响,对菌株脱色酸性红B的条件进行了优化,研究了脱色的动力学方程。获得了对酸性红B具有良好脱色能力的菌株,对50 mg/L酸性红B模拟废水的脱色率可达96.65%,命名为Y15。通过形态学、16S rDNA序列分析鉴定得到Y15菌株为肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)。肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)对酸性红B脱色需要外加碳源,以葡萄糖最好,但不能超过2.0 g/L;适宜氮源是(NH_4)_2SO_4。在葡萄糖初始质量浓度为2 g/L、初始酸性红B质量浓度为50 mg/L、温度为35℃、初始pH值为8.0时脱色效果显著。在温度为20~40℃范围内,脱色效果符合一级动力学方程。

    2017年06期 v.17;No.102 2371-2375页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 芽孢杆菌ZG0427表面活性剂性质及对石油降解菌的作用

    周敏;陈吉祥;杨智;王永刚;李文新;胡巍;孙尚琛;

    为研究生物表面活性剂对石油降解菌的作用效果,采用酸沉法从芽孢杆菌(Bacillus sp.)ZG0427培养液中提取了生物表面活性剂,用薄层层析方法对其类型进行鉴定,并测定了带电性质及乳化性能。分别将芽孢杆菌ZG0427菌体和表面活性提取物加入石油降解假单胞菌(Pseudomonas sp.)YM15及红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)KB1培养物中,研究其对石油降解菌生长及石油降解效果的影响。结果表明,芽孢杆菌ZG0427所产表面活性剂为脂肽类阴离子表面活性剂。当表面活性剂水溶液质量浓度为100 mg/L时,其乳化指数可达到58.0%。当ZG0427与YM15混合培养时石油降解率从32.70%提高到39.33%;与KB1混合培养时,石油的降解率从19.98%提高到34.33%。当在石油降解菌中添加不同质量浓度表面活性剂提取物后,不仅促进了假单胞菌YM15的生长,还能明显增加其石油降解效率(p<0.05),在培养基中添加20 mg/L表面活性剂提取物,培养第5 d时,YM15菌落数达到2.5×1012CFU/m L,对石油的降解率为40.07%。生物表面活性剂产生菌ZG0427与石油降解菌KB1及YM15构成的复合菌剂对石油有良好的降解效果,但高剂量表面活性剂对KB1生长产生了不同程度的抑制作用,导致石油降解率降低。

    2017年06期 v.17;No.102 2376-2381页 [查看摘要][在线阅读][下载 681K]
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  • 基于功基窗口法的LNG-电混合动力公交车道路排放研究

    彭美春;曾隆隆;王海龙;王嘉浩;

    研究了LNG-电混合动力公交车城市道路行驶排放性能。以一辆LNG-电混合动力公交车为研究对象,在典型公交线路上开展实际道路车载排放测试,通过PEMS(Portable Emissions Measurement System)和CAN总线实时采集排气污染物排放浓度、行驶速度、发动机转速和扭矩等数据。结果表明,公交车发动机运行工况主要分布在中低转速和负荷区,不同于ETC循环工况主要分布在中高转速和负荷区。计算发现公交车城市道路运行NO_x质量排放率远高于CO与HC,CO质量排放速率约为NO_x的1/100,HC质量排放速率约为NO_x的1/9。采用基于ETC循环功的功基窗口法计算发动机排气污染物比排放值,发现发动机平均输出功率偏低,测试样本功基窗口持续时间为ETC循环时长的1.4倍。测算结果表明,在全部有效功基窗口中,CO和HC比排放低于排放限值(征求意见稿),而NO_x比排放高于排放限值。研究表明,功基窗口法能有效分析LNG-电混合动力公交车排放,分析车载测试数据,得出的比排放数值能够反映车辆实际道路行驶排放水平。

    2017年06期 v.17;No.102 2382-2387页 [查看摘要][在线阅读][下载 1117K]
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  • 复合体TiO_2/ACF滤网的制备及其对室内甲醛的降解

    李梦绮;张兴惠;段雅楠;

    自行设计搭建大体积的具有闭式循环系统的试验舱体以接近室内真实环境,采用胶黏法以Al PO4为黏结剂将TiO_2负载至活性炭纤维(ACF)上制备复合体滤网,利用XRD和BET等方法对TiO_2/ACF进行表征,并对气相甲醛进行吸附-光催化降解试验。结果表明:纳米TiO_2通过Al PO4的黏结作用较好地负载到了ACF表面,TiO_2/ACF的比表面积为732.25 m2/g,平均孔径为1.71 nm;在6.03~10.04mg/m3范围内,污染物初始质量浓度对降解率无显著影响,最终降解率都能达到80%以上;控制湿度RH为50%~60%,可使吸附-光催化降解率达到最大;不同反应温度下的光催化降解速率无显著差异;在不同反应条件下,降解反应开始与结束时的湿度差最高不超过5%,温度差不超过1.3℃,对人体的舒适度影响不大,符合空气处理对人体舒适度的要求。

    2017年06期 v.17;No.102 2388-2392页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
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  • 热脱附尾气中DDTs在模拟水泥窑中的去除效果

    李晓东;伍斌;许端平;张倩;马福俊;谷庆宝;

    为了降低滴滴涕(DDTs)污染土壤热脱附修复的成本,分析了水泥窑技术去除污染土壤热脱附尾气中DDTs的可行性。主要考察了处理温度、停留时间、氧气体积分数对DDTs去除的影响。结果表明:随处理温度升高和停留时间延长,DDTs的去除率逐渐升高,当处理温度为900℃、停留时间为2 s时,其去除率为99.46%;模拟水泥窑处理后尾气中p,p'-DDT的比例降低,p,p'-DDE成为尾气中DDTs的主要成分;DDTs的降解产物有1,1-双(对氯苯)-2-氯乙烯、2,4'-二氯苯甲酮、二苯甲烷、苯甲酮和二苯甲醇,其最大质量浓度分别为0.08μg/m~3、0.24μg/m~3、1.07μg/m~3、2.56μg/m~3和0.52μg/m~3;处理过程中伴有少量的二噁英产生,但二噁英的质量浓度满足GB30485—2013《水泥窑协同处置固体废物污染物控制标准》的要求。研究表明,水泥窑工艺可以有效去除污染土壤热脱附尾气中的DDTs。

    2017年06期 v.17;No.102 2393-2397页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K]
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环境监测与评价

  • 太湖水动力扰动对有机物释放影响的试验

    刘学利;姚昕;董杰;刘延龙;吕伟伟;

    为了解浅水湖泊在不同水动力扰动下水体营养盐及有机物释放量的变化,在实验室进行了连续长时间的不同风浪条件下水土界面扰动试验,以确定不同风速引起的沉积物再悬浮对水体有机物的影响。结果表明,扰动促进了沉积物中颗粒态有机质(POM)的再悬浮,但随扰动强度加大,颗粒物中有机质的比例反而降低,而溶解态营养盐及有机质并未受到明显影响。利用三维荧光光谱(EEMS)并结合平行因子分析法(PARAFAC)解析有机物(DOM)的荧光特征,共识别出2类5个荧光组分,分别为类蛋白荧光组分C1(280 nm,322 nm)、C3(235 nm,353 nm)、C5(270 nm,<300 nm)和类腐殖质荧光组分C2(275 nm,383 nm)、C4(260 nm/335 nm,443 nm)。在试验过程中类蛋白组分所占比重接近80%,表现出明显的内源释放特征。同时,a355在对照组和试验组也无显著差异。研究表明,不同水动力扰动促进颗粒态有机物再悬浮,但对溶解态有机质的浓度和组分变化影响并不显著。此次室内模拟试验是水体有机物对水动力扰动响应的初步研究,原位观测需考虑更多影响因子。

    2017年06期 v.17;No.102 2397-2404页 [查看摘要][在线阅读][下载 705K]
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  • 四种典型虾池的磷含量及解磷细菌数量分析

    胡晓娟;文国樑;李卓佳;徐煜;徐武杰;杨铿;苏浩昌;曹煜成;

    针对滩涂土池、河口区土池、高位池、虾蟹混养土池4种华南典型对虾养殖池,对水体和沉积物中的磷含量及解磷细菌数量进行了比较分析。结果表明,高位池水体中活性磷酸盐质量浓度为0.308mg/L,显著高于其他3种池塘(p<0.05),其他类型池塘均低于0.018mg/L。滩涂土池、河口区土池和混养土池底泥中的总磷质量比分别为506 mg/kg、1 049 mg/kg和660 mg/kg。不同类型池塘中的解磷细菌数量存在差异,滩涂土池及河口区土池底泥中无解磷细菌检出,高位池和混养土池水体解磷细菌分别为2.67×10~3CFU/m L和2.07×10~3CFU/m L,其中解磷细菌数量占异养细菌的比例均低于3.10%。研究表明,不同类型虾池底泥中的总磷水平高,但水体中活性磷酸盐质量浓度较低,且池中的解磷细菌数量低。针对这一状况,可考虑科学提升环境中解磷细菌的数量水平,促进池塘的磷循环,有助于消减养殖时潜在的磷污染风险。

    2017年06期 v.17;No.102 2405-2410页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
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  • 西安市典型场所微生物气溶胶的分布特征

    许鹏程;张崇淼;袁琳;王晓昌;

    为阐明西安市不同功能区域微生物气溶胶分布特征,采用国际通用的Andersen-6级撞击式空气微生物采样器,于2016年3—5月间对西安市5处典型场所(公园、大学校园、公交车站、医院门诊区、污水处理厂)微生物气溶胶进行采样,利用平皿培养和菌落计数法检测分析细菌和真菌气溶胶的浓度、粒径分布和中值粒径。结果表明:不同场所细菌和真菌气溶胶的浓度存在差异,细菌和真菌气溶胶浓度的最大值分别出现在医院门诊区(3 352 CFU/m3)和污水处理厂(2815 CFU/m3);不同场所微生物气溶胶的粒径分布存在差异,细菌和真菌气溶胶分别主要分布在前4级(>2.1μm)和第3、4、5级(1.1~4.7μm);这5处典型场所的微生物气溶胶中值粒径从大到小依次为公交车站、大学校园、污水处理厂、医院门诊区、公园,其细菌气溶胶中值粒径均大于真菌气溶胶中值粒径。

    2017年06期 v.17;No.102 2410-2414页 [查看摘要][在线阅读][下载 367K]
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  • 西安市室内外氡的变化特征及影响因素研究

    项麦祺;范春兰;李彦鹏;孟庆龙;

    于2015年10月到2016年9月,利用RAD7测氡仪对西安市室内外氡浓度进行监测,考察了室内外氡的日变化特征,探讨了气象因素与通风条件对氡浓度变化的影响规律。结果表明,室内氡浓度日变化范围在40~100 Bq/m~3,呈现夜高昼低的分布特点,且与温湿度分别呈负、正相关关系。自然通风3 h氡浓度可降至室外水平。不同气流形式下,室内氡浓度均随换气率增大而减小,且均在换气率为2次/h的情况下降至室外水平,下降速率从大到小依次为侧送顶排、侧送底排、侧送侧排。室外氡浓度日变化范围在3~33 Bq/m~3。受气象条件影响显著。清洁天与霾天时,氡浓度日变化仍为夜高昼低,清洁天变化范围较霾天更为明显;雨天无明显变化规律。不同天气下,室外氡浓度水平从大到小依次为霾天、清洁天、雨天。加强室内通风、选取合适的气流组织形式,以及保持空气清洁可作为室内外降氡防氡的重要措施。

    2017年06期 v.17;No.102 2415-2420页 [查看摘要][在线阅读][下载 545K]
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区域环境与生态

  • 基于GIS的阴山北麓地区土地生态安全评价

    张宏伟;阿如旱;孙紫英;包亮;

    以阴山北麓地区为研究区,利用遥感影像数据、图形矢量数据、统计监测数据,运用GIS空间叠加法,以30 m×30 m栅格为评价单元,对土地生态安全状况进行分析和评价。结果表明:2013年阴山北麓地区土地安全级别、较安全级别、较不安全级别和不安全级别区域面积分别占研究区总土地面积的18.48%、58.31%、20.95%、2.26%;研究区土地生态安全空间分异特征明显,土地生态安全状态以安全和较安全状态为主,土地整体生态安全状况良好。

    2017年06期 v.17;No.102 2421-2426页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • 生态化学计量学在水生植物系统研究中的应用及进展

    沈斐;王丽红;周青;

    主要阐述了生态化学计量学在水生植物系统研究中的作用及应用。着重介绍了近年来水生植物生长速率、内稳态、代谢产物、种群和生物群落等方面的生态学化学计量学研究最新进展。从生态化学计量学角度能够更系统地了解多种化学物质所产生的变化,了解水生植物与适应环境条件的变化机制。研究表明,生态化学计量学具有极大的潜力使人们更深入地了解生态系统中重要的生态过程,并解决水生植物长期存在的问题。此外,对生态化学计量学未来的研究重点提出了建议,希望有助于推动国内生态化学计量学在水生植物系统中的研究和应用,增加人们对生态化学计量学这一学科的理解。

    2017年06期 v.17;No.102 2426-2431页 [查看摘要][在线阅读][下载 125K]
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生态毒理

  • 万年青在镉铀胁迫下的富集特征和生理生化机制

    李仕友;熊凡;欧阳成炜;曾涛涛;李利成;谢水波;

    为探究万年青修复镉铀污染土壤的效率及镉铀胁迫对其生理特性的影响,通过水培试验,研究了不同质量浓度镉(0、20 mg/L、40mg/L)、铀(0、0.1 mg/L、1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L)胁迫下万年青的生长、生理响应及耐性、吸收和积累特征。结果表明,在相同质量浓度镉胁迫下,随溶液中铀质量浓度升高,万年青丙二醛(MDA)含量呈明显上升趋势,光合色素质量比、可溶性蛋白质质量比、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性呈先升后降趋势,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈缓慢升高趋势。随铀处理质量浓度升高,根部铀富集系数逐渐降低,转移系数也逐渐下降;万年青对铀元素的富集主要在根部,且从根部向地上部转移的能力随铀处理质量浓度升高而降低。随铀质量浓度增加万年青对铀的富集量逐渐上升,但均表现为根部富集量高于地上部分。当镉、铀质量浓度均为20 mg/L时,万年青对铀的富集量最大,根部富集量达到(898.48±2.53)mg/kg,地上部(茎叶部)富集量达到(277.27±2.52)mg/kg。

    2017年06期 v.17;No.102 2432-2437页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K]
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  • 基于整合生物标志物响应法的镉对背角无齿蚌氧化损伤胁迫效应评估

    许芳芳;范信生;李玉成;张学胜;

    以背角无齿蚌(Anodonta woodiana)为受试生物,在实验室模拟条件下研究了环境浓度Cd~(2+)对其鳃组织与内脏团抗氧化防御系统的影响。结果表明:在不同质量浓度Cd~(2+)暴露下,超氧化物歧化酶(SOD)与谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性随暴露时间延长具有类似的变化趋势,均表现为低质量浓度诱导、中质量浓度诱导-抑制、高质量浓度抑制的变化趋势;鳃组织中过氧化氢酶(CAT)与GPx具有一定的互补性,但均与SOD间相对独立;丙二醛(MDA)含量随暴露质量浓度增加及暴露时间延长而不断上升;鳃组织与内脏团抗氧化酶活性变化具有明显的时间-效应与剂量-效应关系。整合生物标志物响应(IBR)分析结果表明:Cd~(2+)质量浓度越高,各组织IBR值越大,造成的损伤越大;其中,内脏团抗氧化酶较鳃组织敏感,损伤程度大于鳃组织;Cd~(2+)暴露短时间内各组织IBR值与Cd~(2+)质量浓度间具有较好的相关性,鳃组织决定系数高于内脏团。

    2017年06期 v.17;No.102 2438-2444页 [查看摘要][在线阅读][下载 875K]
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  • 重稀土元素对小球藻生长状态的影响

    张春静;王湧;金鹏康;

    通过模拟培养蛋白核小球藻,并在藻液中添加稀土元素,研究了钬(Ho)、镥(Lu)、铥(Tm)、钇(Y)4种重稀土元素在10~5 000μg/L范围内对小球藻生物量、叶绿素a含量、光合作用效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、细胞膜完整性及蛋白质含量的影响,探讨了重稀土元素影响小球藻生长状态的作用机制。结果表明,在试验条件下,相对于BG-11培养基(重稀土质量浓度为0),低质量浓度(10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L)重稀土元素能使小球藻叶绿素a含量、Fv/Fm、SOD和CAT活性及蛋白质含量增加,小球藻细胞膜保持完整,促进小球藻的生长;在重稀土质量浓度为1 000μg/L时,小球藻的生长受到严重抑制,各项指标显著降低,PI(碘化丙啶C_(27)H_(34)I_2N_4)荧光强度显著增大(p<0.05),小球藻的细胞膜完整性受到破坏;当重稀土质量浓度达到5 000μg/L时,小球藻受到胁迫后已无法生长。重稀土元素对小球藻生长的影响完全符合"低促高抑"的Hormesis效应。

    2017年06期 v.17;No.102 2445-2451页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K]
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数据统计与分析

  • 2017年9—10月国内环境事件

    李生才;安莹;

    简要统计了2017年9—10月国内发生的各种环境事件91起,包括沙尘天气3起,污染事件7起,地震45起,山体滑坡和泥石流11起,以及其他自然灾害25起。

    2017年06期 v.17;No.102 2451-2454页 [查看摘要][在线阅读][下载 100K]
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  • 2017年9—10月国内生产安全事故统计分析

    李生才;笑蕾;

    统计了2017年9—10月国内发生的各种生产安全事故169起,其中包括交通事故、矿业事故、爆炸事故、火灾、毒物泄漏与中毒和其他事故。统计表明,在169起事故中,交通事故占58.58%,矿业事故占6.51%,爆炸事故占7.10%,火灾占2.96%,毒物泄漏与中毒占4.14%,其他事故占20.71%。169起事故共死亡498人。死亡人数的百分比分别为交通事故63.65%,矿业事故8.23%,爆炸事故5.22%,火灾3.01%,毒物泄漏与中毒4.02%,其他事故15.86%。2017年9—10月生产安全事故发生较多的5个省、自治区分别为湖北(14起)、四川(12起)、广西(12起)、江西(11起)和广东(10起);死亡人数较多的5个省、自治区分别为湖北(43人)、江西(37人)、河南(35人)、广西(33人)和四川(32人)。

    2017年06期 v.17;No.102 2455-2456页 [查看摘要][在线阅读][下载 80K]
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