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[博士论文] 张荣
安全技术工程 中国矿业大学;中国矿业大学(江苏) 2019(学位年度)
[博士论文] 陈栋
安全技术工程 中国矿业大学;中国矿业大学(江苏) 2019(学位年度)
[博士论文] 裴晓东
安全技术工程 中国矿业大学 2018(学位年度)
[博士论文] 黄军利
安全技术工程 中国矿业大学 2018(学位年度)
[博士论文] 彭怀军
安全技术工程 北京交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着城市道路交通系统的快速发展,交通警力资源缺乏与城市道路交通拥堵的矛盾日益加剧,给交通管理部门带来巨大的压力和严峻的挑战。改革传统的粗放型交通勤务工作模式,实现交通勤务科学化、规范化、精细化管理,是交通管理部门提升管理水平和工作效率的主要目标,也是科技工作者积极努力研究和探索的重点内容。
  本文运用复杂网络、现代综合评价方法、线性规划、人工智能算法等相关理论方法,研究了交通警力资源部署的定点岗位识别和责任区划分,以在交通应急处置中警力动态调度的问题和解决方法,重点阐述了定点岗位识别的方法,网格化勤务管理的数学模型和求解算法,以基于执勤状态的警力指挥调度关键技术。本论文的研究成果主要包括以下三个方面:
  1)提出了应用于交通警力资源部署定点岗位识别的交通网络路口节点关键性评价指标体系综合评价方法
  根据定点岗位识别影响的动态和静态影响因素,应用城市道路交通网络数据构建拓扑结构和运行状态两类交通网络模型;结合不同交通网络模型中节点重要性指标的实际意义,提出了不同种类的路口节点关键性指标,构建了一套综合反映路口多方面特征的定点岗位识别路口节点关键性评估指标体系;研究TOPSIS-RBF综合评价方法,对指标体系的多指标进行综合评价,得到定点岗位识别中各路口节点关键度评估结果;应用北京市交通网络实际数据进行的实验,构建了拓扑结构网络模型和运行状态网络模型,验证了指标体系各项指标的计算方法以综合评价方法的有效性。
  2)提出了网格化勤务管理中以出警时间为标准,进行警力部署的责任区划分的方法
  提出了应用基本二元覆盖模型集合覆盖模型SCM和最大覆盖模型MCM解决无资源限制和资源受限的两类交通警力部署问题,并构建了基于覆盖度的扩展集合覆盖模型ESCM;揭示了MCM中限定的部署警力数量应不大于SCM求得的全覆盖最小警力资源数量的关联性,揭示了MCM和ESCM是求解不同条件下覆盖问题的模型,可以组合形成双目标线性规划模型TOLPM,MCM和ESCM是TOLPM两个单目标最优化问题的求解模型;基于二元覆盖模型在时空特性的扩展,构建了动态覆盖模型的MCM和ESCM,分析了动态覆盖模型的时间非连续性;构建了已部署警力的二元覆盖和动态覆盖模型;针对提出的基本二元覆盖模型、动态覆盖模型以已部署警力的覆盖模型,阐述了求解这些模型的线性规划法和遗传算法,重点探讨了遗传算法关键步骤和约束条件处理方法,实现不同MCM和ESCM模型的快速求解;通过算法实现和应用交通网络数据的计算实验,完成了覆盖模型和求解算法相关研究内容的验证。
  3)提出了基于交警执勤状态的警力资源指挥调度方法,研究了方法中交警执勤状态获取和警力资源调度的关键问题
  提出了基于执勤状态的警力指挥调度方法,通过对交警位置和执勤信息的分析,获取交警执勤状态,结合事件位置、交通状况,时有效的搜索和调派警力资源;提出了一种基于位置信息的交警个体执勤行为分析方法,实现交警执勤状态的自动判定,提升了动态警力资源调度的有效性;结合动态交通网络特征,提出了具有误差控制能力的最短路径求解优化算法进行警力资源快速搜索和路径规划,阐述了算法的具体实现步骤和误差控制方法,并提出了应用非线性插值法计算误差控制参数的方法;提出了逆Dijkstra算法进行最近警力资源搜索;最后通过算法实现和实际数据实验,验证了具有误差控制能力的优化Dijkstra算法与逆Dijkstra算法的可行性、计算效率。
  本文研究成果充实了我国交通勤务管理领域的相关理论基础和技术方法,为城市道路交通勤务模式优化调整提供了理论依据,为道路交通警力资源合理部署和交通应急警力动态调度提供技术手段,为智能化交通勤务管理信息化系统建设奠定了技术基础,对建立科学、智能和高效交通勤务管理机制具有重要的理论价值和现实意义。
[硕士论文] 于宾
安全技术工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:伴随着经济社会快速发展,企业生产活动中的安全问题也越来越严重,社会影响也越来越大,受关注程度远超以往,企业的安全投资分配不合理和决策失误往往是造成企业安全生产事故的主要问题。因此,为确保企业拥有良好的安全效益,需要一定的安全投资来保障企业的安全生产;但是,企业作为安全投资的主体,不可能一味的增加安全投资,还必须考虑安全投资和安全效益的关系,并且采用合理的分配手段,建立完善的决策体系,才能实现安全效益的最大化,实现企业最优安全投资决策。
  本论文主要是运用安全经济学中的安全投资理论、决策理论以各种相关经济模型,对企业的安全投资、安全投资的合理配置、安全投资效益、安全投资方案优选等进行深入研究,建立企业安全投资决策模型,建立企业安全投资方案优选方法,为企业安全投资决策提供理论依据。首先,对企业安全投资进行系统分析,包括企业安全投资的定义其分类,企业安全投资的来源,以影响企业安全投资的因素分析;然后,通过企业边际安全投资分析,证实企业安全投资存在最佳安全效益点,用于指导安全投资的决策;对安全效益进行分析并给出量化计算方法,建立企业安全经济效益模型;应用灰色关联分析方法对企业安全投资效益影响因素之间的关系进行分析,找出潜在的主要的影响因素;运用柯布—道格拉斯生产函数建立安全投资合理配置模型,实现科学合理的分配,实现安全效益最大化;运用综合评分法,对企业单项安全投资的合理性进行评价;最后,运用密切值法和决策树分析法对不同投资方案进行优选。最终建立企业安全投资决策模型,为企业的安全投资提供理论支撑。
  通过实证研究,本文提出的企业安全效益分析方法、企业安全投资合理配置方案、企业安全投资方案优选决策方法合理可行,可做为企业安全工作的参考依据,促进企业安全投资决策水平的提高。
[硕士论文] 王锐
安全技术工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:随着科技的不断发展,煤矿开采强度不断增大,现有的易开采煤炭资源无法满足能源的需求,煤炭企业逐渐提高了对近距离煤层开采的重视。我国西部近距离煤炭资源丰富,但由于前期小煤窑的开采,煤层漏风较为严重,极易形成大范围的自燃火区。上部火区受下部煤层开采影响,漏风通道增多,进而容易加剧火区的发展,同时下部煤层的采煤工作面也会面临上部火区内有毒有害气体异常涌入的危险,严重威胁矿井的安全生产。
  针对近距离煤层上部火区治理难度大,火区下煤层安全回采受到威胁的现状,本文以离散元数值模拟作为研究基础,首先进行了大量的单轴压缩和巴西劈裂模拟实验,确定了煤岩体宏细观参数之间的反演公式,解决了长久以来数值模拟中存在的宏细观参数不匹配导致的数值模拟不准确的问题。
  利用推导得到的公式代入上覆岩层的具体宏观参数,借助PFC2D软件建立火区下近距离煤层开采模型。以30110工作面作业规程为基础,进行与现场相对应的分阶段开采模拟,并记录下推进过程中上覆岩层具体的裂隙演化规律,证明了有害气体入侵灾害的产生。为了确定有害气体入侵灾害的发生时间,采取相应的预防措施,将整个过程中的孔隙率变化情况进行动态记录,选取不同时间段的孔隙率数据进行处理,采用等值线图的形式将火区下近距离煤层开采过程中孔隙率的变化形象的表现出来,确定了下层煤基本顶垮落会导致有害气体入侵灾害的产生。
  数值模拟结果显示,裂隙的扩展会导致漏风通道的产生,2#煤采空区内有害气体在气压的作用下,有可能会被压入工作面,对人员安全造成伤害。但如果3#煤工作面风压过大,氧气被压入火区后,极易引起CO与O2结合引发爆炸。为了解决这个问题,采用火区惰化技术和均压通风技术相结合的防控技术对有害气体入侵灾害进行了治理。首先对2#煤采空区采用氮气惰化技术进行了处理,监测结果显示,有害气体浓度虽有大幅度下降,但仍威胁着下煤层工作面的开采。在对30110工作面进行通风参数测定后,建立了均压通风系统,通过计算确定了试运行期间的安全压差为296Pa,正常运行期间的压差安全调节区间为(118Pa,166Pa)。监测结果表明,采用火区惰化技术和均压通风技术相结合的方式能够对有害气体入侵灾害进行有效防治,保障了工作面的正常生产。
[硕士论文] 魏宁
安全技术工程 辽宁工程技术大学 2018(学位年度)
[硕士论文] 曹梦婷
安全技术工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:随着矿井热害问题越来越突出,故而对矿井降温活动降温效果的评测也成为了大环境下必须研究的课题。通过研究发现,降温工程、降温技术和降温设备的各种降温活动带来了一系列新技术、新设备和新理论,但目前对它还没有一个系统的总结概述,同时,针对如何真实反映矿井具体降温活动的有效性,始终没有一套统一的、权威的和客观的评价指标体系和评价方法来界定。
  该论文研究了一个评测矿井降温活动降温效果的办法。首先,提出将矿井降温活动进行分类,并对其理论成果进行了总结概述;再根据指标选取原则对影响降温活动的指标进行分类和总结以确定所有相关指标,征询热害防治专家委员会的权威专家进行指标的筛选提炼,确定了由技术性能、成本控制、安全性能和环境影响四个层面构造而成的矿井降温活动效果评价指标体系,并对已确定的15个定性、定量指标进行了无量纲化处理;然后,经对比分析常用评价方法确定应用动态权重评价模型,利用该评价模型对赵楼煤矿5302工作面进行降温效果评测,验证了该评价方法的客观性;最后,以降温活动效果评测软件的总体目标和系统需求为中心,对软件系统进行设计和开发,并应用该评测软件对赵楼煤矿5302工作面进行评价,得到的结论与实际矿井降温状况一致,验证了该评价软件的有效性。
  论文总结的矿井降温活动、确定的降温活动效果评价指标体系、提出的动态权重评价模型以设计的降温活动效果评测软件对实现矿井有效降温具有指导和参考意义。同时,这些工作对保证煤矿安全高效生产具有重要的实用价值和理论价值。
[硕士论文] 范龙
安全技术工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国浅部煤层资源的日益枯竭,开采深部煤层资源已成如今发展趋势深部煤层底板突水是渗流场、应力场和温度场多场耦合的作用结果。因此,从多场耦合的角度出发,研究底板破坏变形和突水机理具有重要的理论与实际意义。深部岩体处于高地应力、高承压水压和高地温的特殊环境中,根据煤矿大量突水资料显示,煤层底板突水的影响因素包括含水层的富水性、地质构造、矿山压力、含水层水压力、隔水层阻抗水能力和地应力。通过对“下三带”理论的分析,归纳总结底板在承压水作用下的突水机理。基于热流固多场耦合基本理论,分析多场耦合相互作用关系。进一步完善底板突水多场耦合的数学描述,构建渗流-应力-温度多场耦合的数学模型。
  根据矿井的地质条件建立流固耦合和热流固多场耦合仿真模型,借助COMSOL Multiphysics软件对构建模型进行求解,具体模拟可分为四种情况:①含水层水压力保持不变时,工作面推进至不同距离时顶底板应力和底板所受水压力的分布情况;②在相同的开挖进尺条件下,不同含水层水压力对煤层底板的影响。③在水压恒定时,工作面推进过程中温度场与渗流场分布情况;④开挖进尺保持不变时,不同水压作用下的温度场与渗流场分布情况。
  研究结果表明:①煤层底板所承受含水层水压力随工作面推进逐渐增加,应力分布主要集中在工作面与开切眼附近,符合实际煤层开采情况。②相同开挖进尺,煤层底板承受水压力随水压增加而增大,其影响效果随着工作面的推进越发明显。③随着工作面的不断推进,温度场分布等值线在工作面处越发密集,温度变化越大。开采接近断层时,温度在断层附近呈现的上凸趋势,且随距离断层越近,上凸趋势越明显,且断层内的渗流速度逐渐增大。④保持工作面推进距离不变,随着水压变化越大,等温线在工作面分布越密集,在水压较低时,等温线在断层分布较为平稳;当水压较高时,等温线在断层处出现上凸形式分布,且随水压的加大温度场中的等温线出现整体上移。
[硕士论文] 王馨平
安全技术工程 辽宁工程技术大学 2018(学位年度)
[博士论文] 张明光
安全技术工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:我国近距离煤层群分布广泛,大部分开采顺序以下行开采为主,由于煤层层间距较小,煤层之间的采动影响较大,覆岩结构受多次采动影响,裂隙发育程度高、破坏范围大,给工作面围岩稳定性、瓦斯灾害、水害火灾等方面的预防控制带来很大的难度。因此,研究易自燃近距离煤层群下行开采过程中的回采巷道合理布置以采空区漏风通道的控制方法,对于安全高效开采具有重要的指导作用。
  本文以近距离煤层群开采为研究对象,综合运用实验测试、理论分析、计算机仿真模拟现场工程实践的研究方法,对易自燃近距离煤层群开采下位回采巷道布置漏风通道防控关键技术进行了研究。
  (1)研究测试了南屯煤矿主采煤层的自燃特性参数,确定了煤层的自燃发火类型;利用PFC离散元数值系统探讨了上、下煤层开采后顶底板围岩裂隙通道发育演化规律,根据采空区气体渗流渗透系数变化,分析了上层煤采动后形成的采空区孔隙率区域分布特征;通过对裂隙通道以采空区孔隙区域特征的综合分析结果,有效划分了上层煤采空区自燃危险区域,为下层煤回采巷道的合理布局提供了依据。
  (2)建立了煤层开采底板应力传播力学模型,求解了底板应力的解析解,得到了基于漏风控制的下位煤层回采巷道布置合理位置的判别公式,结合上层煤采空区自燃危险区域的划分,最终确立易自燃近距离煤层群采空区下回采巷道的合理位置的确定方法。
  (3)根据近距离煤层开采的裂隙通道演化规律防漏风要求,分析了桁架锚索加固支护和控制裂隙发育的机理,提出了裂隙区域巷道围岩的桁架锚索加固支护方案裂隙通道封闭控制措施。
  (4)利用上述理论数值模拟确定的相关参数和措施,在南屯煤矿九采区进行了工业性试验,验证了下位煤巷道布置位置的合理性和对上层煤采空区自燃危险的抑制作用。
[硕士论文] 王东辉
安全技术工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:矿井断层突水长期困扰煤矿的安全生产。底板断层活化突水过程的影响因素很多,要解决底板断层活化突水问题要综合考虑地质构造、原岩应力、含水层水压和开采方式等因素,系统的对底板断层活化突水进行研究。本文采用力学分析、数值求解、FLAC数值模拟和工程实践相结合的方法,对采场底板断层活化突水力学机理进行研究,主要成果如下:
  (1)基于半无限体理论,建立底板断层活化机理的力学模型,推导出在矿压作用下断层面上任意一点剪应力计算公式。将工作面实际地质参数代入剪应力计算公式,通过绘制断层面上剪应力随工作面推进的变化曲线图,直观的可以看出任意一因素改变时断层面上剪应力的变化规律。
  (2)通过FLAC3D数值模型软件,分别获得断层落差、断层倾角和含水层水压对承压水上采动断层活化突水的影响规律。
  (3)根据阳城煤矿1311工作面的实际地质条件,建立FLAC数值计算模型,通过对工作面推进过程中的垂直应力、剪应力、塑性区和孔隙水压的变化进行分析,判定工作面极易发生突水事故。现场实测最终测得1311工作面的最大破坏深度为33.77m,与数值模拟所得数值相近。
  (4)将1311工作面实际参数代入所得断层活化突水判剧,得出断层带的最大破坏深度为31.84m,与现场实测值33.77m和数值模拟所得34.84m较为接近。为降低1311工作面突水风险,根据工作面的开采实际情况和前文研究提出留设防水煤柱的措施,通过计算设定1311工作面防水煤柱尺寸为26m。
[硕士论文] 贺晓阳
安全技术工程 辽宁工程技术大学 2018(学位年度)
[硕士论文] 陈吉辉
安全技术工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:钻爆法施工极大地提高了隧道工程的效率,其中控制爆破是施工工艺的核心技术。有利必有弊,爆破施工产生的负面影响,尤其是过大的爆破振动会对建(构)筑物产生不可估量的破坏。因此,研究爆破振动传播规律是减少爆破振动有害效应的手段之一,也是爆破安全技术研究的重要内容。本文以青岛地铁2号线辽阳东路车辆基地牵出线下穿汽车东站E出入口为背景,在查阅大量相关文献和长期参与现场施工与监测的基础上,从钻爆设计、现场试验、振动监测、数据分析等方面对近接交叠隧道施工控制爆破技术其振动特性进行了研究。提出“台阶+分区法”控制爆破技术,为近接交叠隧道工程提供借鉴。同时对不同分区爆破振动速度传播规律以采用小波包分析技术对不同分区爆破振动信号的幅值、能量分布特征进行了分析。最后综合考虑振速、频率、能量3个因素提出爆破振动安全监测分级的概念,并对本工程重点振动监测位置进行了半定量化分析。本论文主要研究结论如下:
  (1)针对普式系数f=3~5,垂直距离为3m的花岗岩交叠地铁隧道工程,提出“台阶+分区法”控制爆破技术。爆破参数:上台阶循环进尺0.75m,掏槽区、辅助1区、辅助2区分两循环三次爆破;下台阶循环进尺1.5m。
  (2)掏槽区爆破时合振速Vh极大值出现在工作面前方1m或者工作面后方3m位置处,相对放大倍数K n分别为:1.79~2.14、1.05~1.22。辅助1区爆破时合振速Vh极大值出现在工作面前方1~2m或者工作面后方3m位置处,相对放大倍数K n分别为:1.14~1.27、1.28~2.08。辅助2区爆破时合振速Vh极大值出现在工作面前方1~2m或者工作面后方3m位置处,相对放大倍数K n分别为:1.04~1.10、1.12~1.30。下台阶爆破时合振速Vh极大值出现在工作面前方9m或者工作面后方3m位置处,相对放大倍数分别为1.54~2.41、1.30~1.64。掏槽区、辅助1区、辅助2区爆破时,爆破工作面后方合振速Vh普遍大于前方,振速放大倍数分别为:1.22~1.54、1.02~2.59、1.4~2.71。
  (3)在爆破工作面前方区域:掏槽区和辅助1区爆破时,在垂直方向上,主频带随着水平距离的增加逐渐向低频移动,低频能量占比增加,频带变窄。应注意爆破远处低频能量对建(构)筑物的影响。辅助2区和下台阶爆破时,主频带随着水平距离的增加逐渐向高频移动,高频能量占比增加。各分区爆破振动信号在垂直方向上的总能量普遍大于水平径向和水平切向。
  (4)在爆破工作面后方区域:掏槽区爆破时,在水平径向、切向和垂直方向上,主频带随着距离的增加逐渐向高频移动,高频能量比重增加,频带变宽。辅助1区、2区和下台阶在水平径向、切向和垂直方向上,随着距离的增加主频带逐渐向低频移动,低频能量增加。应注意爆破远处低频能量对建筑物的影响。各分区爆破振动信号在垂直方向上的总能量普遍大于水平径向和水平切向。各分区爆破振动信号在3个方向上的总能量均随着距离的增加逐渐减小,这与振速随距离的变化规律基本一致。
  (5)掏槽区爆破工作面前方水平距离2m、8m,后方3m处为爆破振动重点监测位置。辅助1区爆破工作面前方水平距离3m、8m,后方3m处为爆破振动重点监测位置。辅助2区基准点、工作面后方3m处为爆破振动重点监测位置。下台阶爆破工作面前方6m、后方3m处为爆破振动重点监测位置。
[硕士论文] 李文龙
安全技术工程 辽宁工程技术大学 2018(学位年度)
[硕士论文] 魏文乐
安全技术工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:煤炭开采过程中由于煤层厚度较高,往往采用综合机械化放顶煤开采,随着煤矿机械化程度的提高,综放工作面采用体积较大,效率更高的采煤设备,致使煤矿现场粉尘浓度居高不下。综放工作面设备较多、布置较复杂,风流在工作面内流动规律较复杂,使得粉尘运移扩散规律难以预测,导致综放工作面采用的降尘设备难以达到理想效果,严重威胁着煤矿安全生产工人的生命健康。由于呼吸性粉尘粒径更小,对工人身体机械设备危害更大,因此,研究综放工作面呼吸性粉尘运移扩散规律对于科学指导煤矿现场粉尘治理、职业病防治降尘设备的研发具有重要意义。
  本文运用理论分析、数值模拟现场实测相结合的方法,对综放工作面呼吸性粉尘在时间和空间的运移扩散规律进行的研究,得出了各工序单独作业整体作业时呼吸性粉尘在工作面内浓度运移速度的变化情况,并针对综放工作面各工序产尘特点进行了喷嘴的优选应用,大大降低了工作面粉尘浓度。
  首先建立了综放工作面风流-呼吸性粉尘两相流数学模型,运用SolidWorks三维建模软件建立了较符合现场的一比一等比例物理模型,然后运用ANSYS-ICEM网格划分软件对物理模型进行非结构网格的划分,并对网格进行优化,删除质量较差的网格,从而使网格质量达到数值模拟的要求。通过局部网格的细化,从而达到数值模拟过程中对物理模型的局部精确求解。
  通过ANSYS-fluent数值模拟软件对综放工作面风流-呼吸性粉尘运移规律进行数值模拟,通过数值模拟得出了风流在整个工作面内的变化趋势,风流速度呈现先减小再增大后减小的趋势。结合风流流动规律,对综放工作面各工序单独作业整体作业时呼吸性粉尘在时间和空间的运移扩散规律进行模拟,得出各工序整体作业相比于单独作业时呼吸性粉尘浓度较高,呼吸性粉尘在风流的携带作用下运移,结合风流流动情况,分析了各工序单独作业整体作业时呼吸性粉尘运移速度,最终得出了综放工作面呼吸性粉尘时空演化规律。
  通过喷嘴雾化实验,对喷嘴进行了优选,针对各工序产生的呼吸性粉尘粒径所占比重,结合数值模拟的结果,确定了各工序所应用喷嘴,并在现场进行了安装,现场应用后,大大降低了综放工作面粉尘浓度,全尘呼吸性粉尘的平均降尘率分别为89.3%、89.5%,降尘效果良好,极大地改善了综放工作面工人的作业环境。
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