膨润土基矿物材料特性与煤矿典型灾害治理(Ⅱ):工程应用实践

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作者 程健维 郑欣睿 +4 位作者 王钰 张蕊 吴雨航 关品品 冉德志 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第7期39-50,共12页

为了探索膨润土基系列治灾材料在不同煤矿灾害场景下的应用效果,改性研究实现全周期触变封堵新生裂隙的瓦斯钻孔液相封堵材料,高保水、强隔氧的复合纳基膨润土类防灭火材料,高潮湿环境下分散性好且不易结块的抗团聚-结壳粉体抑爆材料,... 为了探索膨润土基系列治灾材料在不同煤矿灾害场景下的应用效果,改性研究实现全周期触变封堵新生裂隙的瓦斯钻孔液相封堵材料,高保水、强隔氧的复合纳基膨润土类防灭火材料,高潮湿环境下分散性好且不易结块的抗团聚-结壳粉体抑爆材料,导热系数低、吸附性强、回弹量小的深井巷道隔热层材料和多孔性增强的改进型吸附井下有毒害气体净化材料,并进行工程应用实践。结果表明:膨润土基改性材料具有良好的治灾效果,在煤矿灾害治理中取得较为突出的应用价值。 展开更多

关键词 膨润土 封孔材料 防灭火材料 隔热材料 抑爆材料 吸附净化 灾害防治

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基于IFM-KS模型的多层煤开采上覆岩层移动模型

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作者 程健维 盛树平 +1 位作者 冉德志 马永侦 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第1期34-47,共14页

双系煤层条件下的重复开采使得单层开采后已经趋于稳定的岩层再次“活化”,加剧了变形破坏的影响。因此,对煤层重复开采后引起的覆岩移动规律进行研究具有十分重要的意义。基于“力学模型+几何方法”融合的IFM-KS模型,提出了适用于多层... 双系煤层条件下的重复开采使得单层开采后已经趋于稳定的岩层再次“活化”,加剧了变形破坏的影响。因此,对煤层重复开采后引起的覆岩移动规律进行研究具有十分重要的意义。基于“力学模型+几何方法”融合的IFM-KS模型,提出了适用于多层开采条件下的岩层移动计算模型,揭示了煤层重复开采情况下岩层二次扰动后的移动变形规律。通过理论计算及UDEC数值计算方法验证了双系煤层开采情况岩层移动新模型的预测准确性。结果表明,理论计算的岩层位移结果与采用数值模拟得到的结果整体呈相同的沉降趋势,平均误差率约为15%。结合岩层移动模型计算结果,层间及上覆岩层空隙率的相关计算,与单层煤开采相比,双系煤层开采后造成的采空区空隙率变化剧烈,岩层破坏更加严重,上下采空区可通过裂隙沟通形成漏风通道。该计算模型能为类似采动件下岩层变形预计、采空区空隙率分布等提供一定的参考。 展开更多

关键词 岩层移动 关键层 影响函数法 重复开采

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膨润土基封孔材料界面改性及长效封孔功能研究 被引量：1

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作者 赵建斌 程健维 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期157-164,共8页

针对煤矿瓦斯抽采平均浓度低、持续时间短的技术难题和工程实践的现场需求,选择机械改性法、有机活化改性法等界面改性方法,以膨润土为基础材料,提高保水性、稳定性和触变性,研发得到瓦斯抽采钻孔液相封孔材料。采用“液封气”思想实现... 针对煤矿瓦斯抽采平均浓度低、持续时间短的技术难题和工程实践的现场需求,选择机械改性法、有机活化改性法等界面改性方法,以膨润土为基础材料,提高保水性、稳定性和触变性,研发得到瓦斯抽采钻孔液相封孔材料。采用“液封气”思想实现全周期触变封堵新生裂隙。现场应用结果表明:新材料封堵效果良好,平均抽采浓度41.66%,较传统材料提高15.27%,浓度衰减系数降低48%,补浆提升系数提高22%,可实现废孔利用。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 钻孔封孔 膨润土 表面改性

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改性膨润土材料抑制PMMA粉尘爆炸火焰传播效果研究 被引量：1

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作者 程健维 罗望 +1 位作者 王健 王成 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第7期920-924,949,共6页

为改善我国涉粉行业的安全现状,降低粉尘爆炸的危险性,笔者成功改性了一种膨润土材料并在自行搭建的粉尘爆炸火焰传播装置中,成功验证了不同粒径和质量浓度的改性膨润土材料对200g/m^(3)、500目PMMA粉尘爆炸火焰传播的抑制效果,并分析... 为改善我国涉粉行业的安全现状,降低粉尘爆炸的危险性,笔者成功改性了一种膨润土材料并在自行搭建的粉尘爆炸火焰传播装置中,成功验证了不同粒径和质量浓度的改性膨润土材料对200g/m^(3)、500目PMMA粉尘爆炸火焰传播的抑制效果,并分析了其抑爆机理。试验结果表明:改性膨润土材料具有一定的抑爆性能,且抑制效果随着改性膨润土材料粒径减小和质量浓度增加而增强,不同浓度大粒径改性膨润土材料对PMMA粉尘的最大爆炸火焰传播速度抑制率分别为2.81%、15.47%、21.38%、63.57%;不同浓度小粒径改性膨润土材料的最大爆炸火焰传播速度抑制率分别为25.73%、26.16%、56.68%、31.50%. 展开更多

关键词 改性膨润土 PMMA 火焰传播速度 爆炸抑制 粉体

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膨润土基矿物材料特性与煤矿典型灾害治理(Ⅰ):定向改性与功能强化 被引量：1

5

作者 程健维 王钰 +4 位作者 郑欣睿 张蕊 冉德志 吴雨航 关品品 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第11期62-68,共7页

随着煤矿开采强度的提高,生产系统更易失稳,煤矿灾害发生概率和严重程度逐渐增加。煤矿灾害治理很大程度上依靠各类治灾材料的实施,而其效果是否能够充分发挥是由灾害介质与材料间复杂的物理化学结合作用效应所决定。在长期对膨润土基... 随着煤矿开采强度的提高,生产系统更易失稳,煤矿灾害发生概率和严重程度逐渐增加。煤矿灾害治理很大程度上依靠各类治灾材料的实施,而其效果是否能够充分发挥是由灾害介质与材料间复杂的物理化学结合作用效应所决定。在长期对膨润土基材料研究的基础上,结合其某些突出特性来解决煤矿灾害,防控某些技术难题,介绍了以机械-化学联合改性法、有机活化-无机盐改性法、复合偶联剂-表面分散法和复合聚合物熔融插层法4种核心的界面改性方法,对膨润土基础材料的性能进行了定向加强改性,论述了这些改性效果与灾害治理的作用关联,最后提出了以其为基础,研发适合不同场景的系列灾害防治材料。 展开更多

关键词 膨润土 结构特性 表面改性 定向强化 灾害防治

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国外矿井救生舱研究现状及问题分析 被引量：31

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作者 程健维 杨胜强 程涛 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第11期93-96,共4页

由于矿井事故存在破坏力大、原因复杂和易引起继发性事故等特点,使得矿难发生后外界无法及时展开救援。所以在矿山井下作业面放置具备抗压、防毒、防水、隔热并能提供必需的生存条件的应急救生舱是非常必要的。美国等发达国家在救生舱... 由于矿井事故存在破坏力大、原因复杂和易引起继发性事故等特点,使得矿难发生后外界无法及时展开救援。所以在矿山井下作业面放置具备抗压、防毒、防水、隔热并能提供必需的生存条件的应急救生舱是非常必要的。美国等发达国家在救生舱的设计与研发方面已经积累了相当多的经验,通过借鉴这些国家在设计、实践方面的经验,初步探讨了我国矿井救生舱设计,如动力设计、灾害抗击设计,具有食品能量供应、供氧、温度调节、排泄物处理功能的生命维持系统,生命保障与应急系统的整体框架思路及应注意的问题。 展开更多

关键词 矿井 救生舱 生命维持系统 应急系统

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井工矿开采致覆岩层移动变形预测计算模型及工程应用 被引量：13

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作者 程健维 赵刚 +3 位作者 撒占友 郑万成 王云刚 刘杰 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2020年第4期16-25,共10页

长壁工作面开采强度大、速度快,煤层上覆岩层的原始应力平衡在短时间内遭到破坏,导致从直接顶到地面产生不同程度的位移变形,对井下开采活动及地面基础设施造成严重的影响和破坏。掌握由开采导致的岩层移动、变形的时间及空间特性,有助... 长壁工作面开采强度大、速度快,煤层上覆岩层的原始应力平衡在短时间内遭到破坏,导致从直接顶到地面产生不同程度的位移变形,对井下开采活动及地面基础设施造成严重的影响和破坏。掌握由开采导致的岩层移动、变形的时间及空间特性,有助于对相关灾害进行防治。以预测地表沉陷的影响函数法为基础,通过相关参数的改造与理论推导,将其用于对地下岩层移动及变形的计算与预测,建立水平煤层工作面上覆岩层终态二维开采沉陷预计模型和动态二维开采沉陷预计模型。并使用该模型进行工作面保护煤柱上覆岩层破坏影响的预测评估、水体下采煤安全性评价、瓦斯抽采巷道层位优化等方面,实践表明该模型具有良好的实用性。 展开更多

关键词 影响函数法 等分层模型 自然分层模型 动态开采预测模型 工程应用

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矿井采掘工作面通风效果的综合评价 被引量：10

8

作者 程健维 杨胜强 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2007年第5期165-169,共5页

运用模糊综合评价法对矿井采掘工作面进行了通风效果的评价,先确定了影响工作面通风效果的指标,并逐一构造了其隶属函数,然后采用层次分析法定出评价指标的相对权重,最后对计算模糊评判的算法进行了分析,以此来确定采掘工作面通风效果... 运用模糊综合评价法对矿井采掘工作面进行了通风效果的评价,先确定了影响工作面通风效果的指标,并逐一构造了其隶属函数,然后采用层次分析法定出评价指标的相对权重,最后对计算模糊评判的算法进行了分析,以此来确定采掘工作面通风效果的评价等级。以东滩煤矿部分采掘工作面的环境状况为例进行了评价,据实际考察评价结果反映,通过该评价方法得到的结果与现场完全一致。 展开更多

关键词 煤矿 工作面 通风 指标体系 隶属函数 模糊综合评价

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基于灰色聚类分析—模糊综合评价的矿井通风系统综合评价 被引量：5

9

作者 程健维 杨胜强 《矿业安全与环保》 北大核心 2009年第1期26-28,41,共4页

在广泛调查分析影响矿井通风系统运行的主要因素基础上,采用多目标决策的原理和方法,构建了矿井通风系统综合评价指标体系。利用灰色系统理论中的灰色聚类分析和模糊综合评价方法,建立了矿井通风系统综合评价模型,从而定量化地解决了矿... 在广泛调查分析影响矿井通风系统运行的主要因素基础上,采用多目标决策的原理和方法,构建了矿井通风系统综合评价指标体系。利用灰色系统理论中的灰色聚类分析和模糊综合评价方法,建立了矿井通风系统综合评价模型,从而定量化地解决了矿井通风系统通风效果的评价等级。以唐山沟煤矿为例对其进行了评价,通过该评价方法得到的结果与现场实际情况完全一致。 展开更多

关键词 矿井通风系统 指标体系 灰色理论 TWW函数 模糊综合评价

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瓦斯抽采钻孔非凝固材料性能与智能封孔装置研究 被引量：16

10

作者 程健维 赵刚 +1 位作者 刘雨涛 汤红枪 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期131-135,共5页

为了解决已有瓦斯钻孔封堵技术中固态封堵材料无法封堵次生裂隙、导致瓦斯抽采后期抽采效果急剧下降的难题,提出了一种操作简单、成本低廉、提高钻孔密封效果的瓦斯抽采钻孔密封方法,即通过注浆泵带压注浆的方法将一种非凝固的半流体封... 为了解决已有瓦斯钻孔封堵技术中固态封堵材料无法封堵次生裂隙、导致瓦斯抽采后期抽采效果急剧下降的难题,提出了一种操作简单、成本低廉、提高钻孔密封效果的瓦斯抽采钻孔密封方法,即通过注浆泵带压注浆的方法将一种非凝固的半流体封孔材料注入2段膨胀封堵材料形成的密闭空间内对煤岩裂隙进行封堵,同时为了配合非凝固浆液在井下需要长期保压的需求,研发了智能控制瓦斯抽采钻孔非凝固恒压浆液封孔系统,这套系统通过对抽采瓦斯钻孔封孔状况进行自动监测,可以在钻孔压力下降到一定数值后自动补浆,形成动态持续封堵机制。重点介绍了研制的非凝固材料成分,主要有钠基膨润土和高岭土构成,还添加了粉煤灰,三聚磷酸钠和硅酸盐水泥材料。通过测试不同水灰比范围为5∶1至20∶1的浆液的流动度、析水率的变化情况,得到4组符合要求的非凝固材料浆液水灰比,分别是8∶1、10∶1、12∶1和14∶1,最后通过测试这4组水灰比浆液在纱网中的滞留百分比,确定了非凝固材料在井下使用的最佳水灰配比为10∶1,同时对研发的智能瓦斯封孔系统也进行初步介绍。在城郊煤矿的应用结果表明:使用该技术,钻孔瓦斯抽采浓度比原有水泥基材料封孔提高了62%,同时抽采时间延长2倍。证明该工艺技术具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 瓦斯封孔 非凝固材料 性能测试 智能封孔装置

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温度校核法确定高温矿井工作面最大允许产量 被引量：1

11

作者 程健维 杨胜强 张再容 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2007年第5期14-17,共4页

随着深部矿产资源的开发和机械化生产的集中,井下空气温度不断升高,高温矿井工作面空气温度是否超限是决定矿井生产能力的重要因素之一。以《煤矿安全规程》中有关采掘工作面气温规定为限制条件,建立了确定采煤工作面最大允许产量的方法... 随着深部矿产资源的开发和机械化生产的集中,井下空气温度不断升高,高温矿井工作面空气温度是否超限是决定矿井生产能力的重要因素之一。以《煤矿安全规程》中有关采掘工作面气温规定为限制条件,建立了确定采煤工作面最大允许产量的方法,并将其应用于东滩煤矿实际生产,收到了良好的效果。 展开更多

关键词 温度校核法 高温矿井 最大允许产量

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唐山沟煤矿通风系统改造方案优选分析 被引量：3

12

作者 程健维 杨胜强 杨伍伍 《工业安全与环保》 2008年第10期50-53,共4页

随着矿产资源整合的进行和矿井生产能力的提高,原有的通风系统已不能满足当前需要,必须对通风系统进行改造。通过调查现有通风系统存在的问题,提出合理的改造方案,优选其中最佳方案来进行通风系统改造,可取得良好的经济效益。

关键词 矿井 通风系统 改造 优选

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再论中美大学工科专业课程设计特点之比较 被引量：1

13

作者 程健维 韦冬余 王健 《大学教育》 2017年第9期36-38,共3页

我国大学工科专业课程设计的特点是:课程设计的选择主要围绕核心专业课程,课程设计的时间过于集中,课程设计的内容偏向单一,课程设计重在"计"轻在"设"。美国工科专业课程设计的特点是:坚定课程设计理念,保证设计质... 我国大学工科专业课程设计的特点是:课程设计的选择主要围绕核心专业课程,课程设计的时间过于集中,课程设计的内容偏向单一,课程设计重在"计"轻在"设"。美国工科专业课程设计的特点是:坚定课程设计理念,保证设计质量;突出知识结构的合理性,强调与其他学科协作;有高水平的教师队伍保证;采用分组方式规划任务,鼓励学生进行创新;设计题目及时更新;与工业界结合紧密,创新设计手段;采用多元化评价进行设计成果考核。中美大学工科专业课程设计特点的比较及启示是:提高专业课程设计师资队伍能力,提倡进行团队式指导;高校专业课程设计以两个中心为原则;强调设计题目的创新性,采用多方式进行考核;加强设计内容的实战性,鼓励跨专业合作。 展开更多

关键词 中美大学 工科专业 课程设计

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高校专业课全英文教学实践探讨——以《矿井粉尘防治》课程为例 被引量：1

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作者 程健维 韦冬余 王健 《教学研究》 2017年第5期71-78,共8页

全英文教学是高等教育事业国际化的重要保障,也是培养国际化人才的必由之路。以《矿井粉尘防治》课程为例,介绍了该门全英文课程建立与实施情况,课程建立包括课程目标的设定、师资队伍的构建、课程内容的选取以及全方位的考核评价方式... 全英文教学是高等教育事业国际化的重要保障,也是培养国际化人才的必由之路。以《矿井粉尘防治》课程为例,介绍了该门全英文课程建立与实施情况,课程建立包括课程目标的设定、师资队伍的构建、课程内容的选取以及全方位的考核评价方式。课程实施过程中不断对学生的成绩跟进分析。分析内容由课堂考察成绩、课外作业成绩、考试等内容得出全英文课程必须具有良好的课程建设体系、完备的教学计划、多样化的考核手段及课程追踪评价,以保证良好的教学效果。 展开更多

关键词 高校 全英文课程建设课程设计 课程实施

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矿业类人才国际化培养模式的构建 被引量：2

15

作者 程健维 刘方远 《文教资料》 2018年第28期113-114,共2页

随着经济全球化的发展,我国留学生教育蓬勃发展,留学生教育已经成为我国高等教育的重要组成部分,成为我国与其他国家文化交流的主要形式之一,但高校留学生培养面临培养模式滞后的问题。本文阐述矿业工程学科来华留学生培养体系构建目标... 随着经济全球化的发展,我国留学生教育蓬勃发展,留学生教育已经成为我国高等教育的重要组成部分,成为我国与其他国家文化交流的主要形式之一,但高校留学生培养面临培养模式滞后的问题。本文阐述矿业工程学科来华留学生培养体系构建目标与构建原则,并从育人模式、教师队伍水平、整合课堂教学资源及优化课堂培养方法四个方面探讨来华留学生培养模式的具体内容。 展开更多

关键词 来华留学生 培养模式 培养体系 矿业工程

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基于模糊集对分析优选矿井通风系统方案 被引量：10

16

作者 程健维 杨胜强 《煤炭科技》 2008年第2期86-89,共4页

建立了优选矿井通风系统改造方案的指标体系,简要介绍了模糊集对分析方法的基本原理和计算过程,并且将该理论应用于唐山沟煤矿通风系统改造的方案优选。实践表明,该方法简单易行,有很好的应用前景。

关键词 通风系统 指标体系 集对分析 方案优选

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关于我国留学生教育的几点思考 被引量：1

17

作者 程健维 雷亚东 韦冬余 《文教资料》 2017年第13期95-97,共3页

近年来我国留学生绝对数量显著增长,这一现象对我国留学生教育质量提出了新的要求,我国在生源质量、教学管理水平、师资力量等方面尚存在某些不足,留学生教育水平有待进一步提高。改善来华留学生生源结构、进行课程改革、加强师资建设... 近年来我国留学生绝对数量显著增长,这一现象对我国留学生教育质量提出了新的要求,我国在生源质量、教学管理水平、师资力量等方面尚存在某些不足,留学生教育水平有待进一步提高。改善来华留学生生源结构、进行课程改革、加强师资建设、建立健全留学生管理机制等是提高我国留学生教育质量的有效途径。 展开更多

关键词 来华留学生 教育质量 教育国际化

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高温矿井风流温度和湿度预测及其程序编制 被引量：4

18

作者 程健维 杨胜强 于宝海 《能源技术与管理》 2007年第1期3-5,共3页

分析了不同外界条件下巷道围岩与风流的不稳定换热系数的理论计算方法。讨论了存在不同壁面粗糙程度的巷道中围岩或煤壁氧化散热及其对风流温度的影响。然后以热力学中热质交换理论为基础,建立了单风路矿井巷道沿程风流温度、湿度的预... 分析了不同外界条件下巷道围岩与风流的不稳定换热系数的理论计算方法。讨论了存在不同壁面粗糙程度的巷道中围岩或煤壁氧化散热及其对风流温度的影响。然后以热力学中热质交换理论为基础,建立了单风路矿井巷道沿程风流温度、湿度的预测计算的理论以及数学模型,并编制了井下巷道风温分段计算的计算机程序。最后将该计算机程序应用于实际现场中,得到的计算结果与实测结果吻合,检验了该计算机程序的可靠性。 展开更多

关键词 风流温 湿度预测 热交换

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爆炸载荷作用下矿井密闭墙损伤评估 被引量：1

19

作者 程健维 张西西 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期132-137,共6页

为探究煤矿井下常见的典型砖墙密闭墙抗爆性能,采用ANSYS软件建立数值模型,研究爆炸冲击作用下密闭墙的损伤情况。首先,分析瓦斯爆炸的特点和其导致的冲击波压力在巷道内传播特性,预测冲击波的压力强度幅值;然后,建立密闭墙数值模型,设... 为探究煤矿井下常见的典型砖墙密闭墙抗爆性能,采用ANSYS软件建立数值模型,研究爆炸冲击作用下密闭墙的损伤情况。首先,分析瓦斯爆炸的特点和其导致的冲击波压力在巷道内传播特性,预测冲击波的压力强度幅值;然后,建立密闭墙数值模型,设计并完成多种冲量及压力加载方式组合条件下对墙体的冲击模拟数值试验;最后,通过自定义的损伤变量及试验结果,绘制密闭墙的P-I曲线损伤图。结果表明:不同冲击组合方式下密闭墙受到的损伤状态差别较大,因现实中可能发生的瓦斯爆炸特征较为复杂,可以利用给出的密闭墙损伤临界线方程及P-I曲线损伤图,快速评估在其他爆炸冲击条件下墙体损伤状态。 展开更多

关键词 密闭墙 损伤评估 瓦斯爆炸 P-I曲线 冲击载荷

原文传递

气体爆炸风险辨识及防控平台的构建设想 被引量：1

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作者 程健维 施宇 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期395-404,共10页

国民生产中许多行业,如矿业、化工及民用燃气等领域,涉及到大量可燃可爆性气体的管理与使用。这些气体成为企业的第一大生产安全隐患,一旦失控发生爆炸事故,将给企业带来严重的后果。可燃可爆性气体的危险判定及风险预测一直是当前安全... 国民生产中许多行业,如矿业、化工及民用燃气等领域,涉及到大量可燃可爆性气体的管理与使用。这些气体成为企业的第一大生产安全隐患,一旦失控发生爆炸事故,将给企业带来严重的后果。可燃可爆性气体的危险判定及风险预测一直是当前安全生产的重点内容。文中总结了国内外常用的各种气体爆炸性判定方法,在此基础上分析了各种方法的优缺点。结合现代化安全生产的要求,可以发现未来技术的发展趋势一定向监测实时物联化、数据判断智能化、决策支持科学化的方向发展。针对目前现有各种技术发展的离散化局面,提出了以"实时监测-科学预测-智能决策"为核心思路的气体爆炸风险辨识及防控平台的构建设想。可以在提高企业生产安全工作集约化程度的同时,提升安全管理水平、同时保障事故发生时的应急救援效果,具备广阔的应用前景。 展开更多

关键词 可燃可爆性气体 气体爆炸事故 气体爆炸性判定 气体爆炸事故风险辨识及防控 集约化 应急救援

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