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深部煤炭资源安全高效开采科学问题及关键技术 被引量:4
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作者 袁亮 张通 +3 位作者 王玥晗 王新中 王雅亭 郝宪杰 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期1-12,共12页
在百年未有之大变局加速演变国际大背景下,我国能源行业面临“双碳”战略目标实现与能源资源稳定供给的双重挑战,向地球深部进军成为我国能源资源开发的必由之路。系统梳理了地质勘测、智能开采、灾害预警、生态修复等领域的技术发展现... 在百年未有之大变局加速演变国际大背景下,我国能源行业面临“双碳”战略目标实现与能源资源稳定供给的双重挑战,向地球深部进军成为我国能源资源开发的必由之路。系统梳理了地质勘测、智能开采、灾害预警、生态修复等领域的技术发展现状,分析了现有技术针对深部资源开发的适用性。基于现有技术现状及深部矿产资源原位贮存及采动特性,提炼出了深部矿井建设运营全过程面临的关键理论及技术问题,进一步指出了实现深部煤炭资源安全高效开采未来的技术攻关方向。通过分析数字孪生、人工智能、大算力模型等新兴技术的发展趋势,明确了地质透明化、智能开采工艺、灾害预警体系、生态环境修复等重要领域的技术突破路径,构建了深部资源安全−高效−智能−绿色开采的可行技术发展战略。未来,通过逐步在跨尺度地质体演化动态表征、非线性煤岩多相多场耦合致灾机理研究、耐高温高压多功能材料与新型勘探开采装备研发、泛适应性无人开采工艺构建、地质生态高效绿色精准修复、矿区建设−生产−修复区域智能决策大模型孕训等方向形成突破,奠定深部矿产资源稳定、高效、智能、绿色开采的基础技术保障,深部资源开采必将实现少人/无人开采及全网络分布式智能调控开采,为国家能源安全战略保障提供核心支撑。 展开更多
关键词 深部煤炭资源 安全、高效、智能、精准、绿色开采 关键技术 多相多场响应 人工智能 泛工艺
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基于YOLOv8的煤矿安全帽和安全背心检测算法 被引量:1
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作者 程磊 张俊展 +1 位作者 景国勋 王蒙 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第2期115-121,共7页
为了预防煤矿作业中因个人防护装备缺失导致的安全事故,提升工人安全帽和安全背心佩戴情况的智能检测能力。基于YOLOv8提出1种改进的目标检测算法SMT-YOLOv8s,该算法引入尺度感知调制模块(scale-aware modulation transformer,SMT)用于... 为了预防煤矿作业中因个人防护装备缺失导致的安全事故,提升工人安全帽和安全背心佩戴情况的智能检测能力。基于YOLOv8提出1种改进的目标检测算法SMT-YOLOv8s,该算法引入尺度感知调制模块(scale-aware modulation transformer,SMT)用于增强图像特征提取,设计跨通道增强通道注意力模块(cross-channel enhanced channel attention,C2ECA)以突出目标特征的表征能力,并提出增强型完全交并比(improved enhanced complete intersection over union,IE-CIoU),用于更精确地计算预测框与真实框之间的位置偏差。研究结果表明:提出的SMT-YOLOv8s算法相较于YOLOv8s模型在自建数据集上的mAP50和mAP50-95分别提高3.7百分点和2.7百分点。与其他算法相比,SMT-YOLOv8s兼具较高精度和计算效率。研究结果可为煤矿个人防护装备智能检测研究提供参考。 展开更多
关键词 YOLOv8 卷积神经网络 安全帽检测 安全背心检测 煤矿安全
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基于扩展计划行为理论的民航飞行学员安全作风形成机理研究 被引量:1
3
作者 王燕青 丁钇文 林育任 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1743-1751,共9页
为探究飞行学员的安全作风形成机理,基于计划行为理论,引入组织安全文化作为扩展变量,构建飞行学员的安全作风形成机理假设模型;编制并向160名飞行学员发放行为态度、主观规范、知觉行为控制、行为意愿、安全作风表现和组织安全文化6个... 为探究飞行学员的安全作风形成机理,基于计划行为理论,引入组织安全文化作为扩展变量,构建飞行学员的安全作风形成机理假设模型;编制并向160名飞行学员发放行为态度、主观规范、知觉行为控制、行为意愿、安全作风表现和组织安全文化6个问卷调查,通过直接路径效应、间接路径效应和调节效应分析验证理论模型的可行性。结果表明:飞行学员的行为意愿显著正向影响其安全作风表现,而行为态度、主观规范和知觉行为控制对安全作风表现的影响主要通过行为意愿进行传递,其中主观规范和知觉行为控制也可通过行为态度间接正向影响行为意愿,并最终对安全作风表现产生正向影响;组织安全文化在行为意愿对安全作风影响中起正向调节作用。增强飞行学员的高度安全责任意识,严格要求遵章守纪、按章操作,不断推动安全文化融入民航院校,能够帮助飞行学员提升安全作风水平,从根本上保障飞行安全。 展开更多
关键词 安全作风 飞行学员 扩展计划行为理论 形成机理 结构方程模型
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轻微过充下航空锂电池热安全性试验研究
4
作者 杨娟 闫晓亮 +2 位作者 牛江昊 吴明皓 张青松 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第4期1310-1318,共9页
航空锂电池在实际使用时可能会面临各种异常工况,如过充、过放、外界物理损伤等。由于电池组的不一致性及充电装置的故障,锂电池在使用过程中会出现轻微过充电现象。轻微过充会加速锂电池的老化,降低电池稳定性,同时对锂电池的安全性会... 航空锂电池在实际使用时可能会面临各种异常工况,如过充、过放、外界物理损伤等。由于电池组的不一致性及充电装置的故障,锂电池在使用过程中会出现轻微过充电现象。轻微过充会加速锂电池的老化,降低电池稳定性,同时对锂电池的安全性会造成影响。为探究轻微过充循环对电池老化及安全性的影响,对轻微过充后的锂电池热失控传播影响因素进行分析,得出锂电池热失控传播规律。通过机械滥用(针刺)主动触发锂电池热失控,并测量锂电池发生热失控后的表面温度和喷射物温度等参数;同时收集电池喷射物,进行X-射线衍射分析;最终探究轻微过充锂电池组热失控蔓延规律。结果表明,经过微过充4.3 V、4.4 V、4.5 V的锂电池热失控后的温度依次升高,同时经过4.5 V微过充后的锂电池热失控蔓延速度比经过4.4 V微过充的锂电池更快。轻微过充电池热稳定性试验结果表明,电池随着微过充电压的增大热稳定性逐渐下降,当截止电压大于4.3 V时,轻微过充电池组会发生热失控传播现象。在实际情况下,经过微过充的锂电池比正常的锂电池危险性更高。试验结果可为电池设计和电池管理系统的性能提升与安全性改进提供参考,以提高电池对过充电的耐受性及安全性。 展开更多
关键词 安全工程 锂离子电池 微过充 针刺 热失控 热传播
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采煤工作面物的不安全状态界定体系构建与应用研究
5
作者 秦汝祥 沈涛 +2 位作者 李世辉 操俊杰 叶峰 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第6期2142-2152,共11页
物的不安全状态界定和消除是落实隐患排查工作的核心环节之一。为保障生产系统中物质的安全性,从种类多样的物质中提取物质共有属性进行归类,提炼基于物质属性的物质不安全特征空间。并建立依据衡量参数和评判规则的物质模式空间,实现... 物的不安全状态界定和消除是落实隐患排查工作的核心环节之一。为保障生产系统中物质的安全性,从种类多样的物质中提取物质共有属性进行归类,提炼基于物质属性的物质不安全特征空间。并建立依据衡量参数和评判规则的物质模式空间,实现对特征空间的抽象概括和定量表达,确保物质状态识别过程的客观、科学。再根据计算结果,将模式空间的抽象数据转化为包含物质状态的类型空间,进而建立四六结构模型(46Model)实现物的不安全状态界定,在此基础上提出三位一体化手段促进物的不安全状态的消除。某矿140个物质状态的验证结果表明:建立的物的不安全状态界定体系可实现物的不安全状态界定的定量化和精细化,可用率为86.43%,适用率为67.86%,准确率为78.51%;平均界定时长约为0.5 h。此外,还通过编码规律对界定与消除过程进行了标准化,研究结果对提升行业整体隐患排查治理水平具有现实意义。 展开更多
关键词 安全工程 物的不安全状态 界定体系 46Model 防护效能 采煤工作面
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煤矿安全管理缺陷研究概述
6
作者 秦汝祥 沈涛 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期203-210,共8页
煤矿安全管理缺陷是导致煤矿事故发生的根本原因,但煤矿安全管理缺陷排查整改现状不容乐观,煤矿安全管理与现代化管理水平仍有差距。为减少我国煤矿安全管理存在的缺陷、促进排查整改工作的落实,梳理了煤矿安全管理缺陷的发展历程;分析... 煤矿安全管理缺陷是导致煤矿事故发生的根本原因,但煤矿安全管理缺陷排查整改现状不容乐观,煤矿安全管理与现代化管理水平仍有差距。为减少我国煤矿安全管理存在的缺陷、促进排查整改工作的落实,梳理了煤矿安全管理缺陷的发展历程;分析了煤矿安全管理缺陷的研究现状和实践现状;提出以管理缺陷为主线的事故致因模型;探讨了煤矿安全管理缺陷的概念、具体内容和未来展望。研究表明:煤矿安全管理缺陷的敏感性、特殊性、复杂性、隐蔽性和模糊性是导致其在我国煤矿实践中难以进行的根本原因。最后,根据研究结果给出了关于对管理缺陷进行排查和整改的理论模型、实践流程的发展建议。 展开更多
关键词 管理缺陷 煤矿安全 煤矿事故致因模型 循环整改机制 优化后的6S管理
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考虑安全性和成本的机场安检通道设备配置
7
作者 赵振武 潘益莹 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第6期148-156,共9页
为优化机场安检通道,对比研究传统安检通道设备配置和新型安检通道设备配置,在同时满足节约安检资源和安全性的要求下,分析2类通道的成本;通过正态分布模拟安检设备响应值,以设备阈值来控制错误报警率和错误放行率,利用二叉决策树模型表... 为优化机场安检通道,对比研究传统安检通道设备配置和新型安检通道设备配置,在同时满足节约安检资源和安全性的要求下,分析2类通道的成本;通过正态分布模拟安检设备响应值,以设备阈值来控制错误报警率和错误放行率,利用二叉决策树模型表征2类错误概率公式;针对2类通道设备配置,以2类错误的概率为约束条件,分别建立最小化安检成本的非线性规划模型,并利用蒙特卡罗模拟算法求解。结果表明:当新型通道不进行抽检时,使用新型通道的安检成本较传统而言可节省约24%;当新型通道以传统通道比例进行抽检时,使用新型通道安检成本较传统而言可节省约18%;当每日单通道旅客平均数量N_(1)∈[1000,2000],可将传统安检通道设备更换为新型安检通道设备,其人均安检成本比传统通道低;当N_(1)∈[500,1000),考虑前期固定成本投入问题,可维持使用传统通道设备。 展开更多
关键词 机场安检通道 设备配置 安全性 成本模型 设备阈值 2类错误
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深度学习下动火作业人员安全装备检测方法
8
作者 赵鹏程 秦浩东 +1 位作者 张颖 张珂 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第4期541-547,共7页
安全防护装备是保障作业人员安全的重要设施,为提高人员安全装备识别精度,解决施工现场动火作业智能安全管理问题,提出一种深度学习下动火作业人员安全装备检测方法。通过在YOLOv5网络中引入CBAM注意力机制和SPD-Conv模块,优化主干特征... 安全防护装备是保障作业人员安全的重要设施,为提高人员安全装备识别精度,解决施工现场动火作业智能安全管理问题,提出一种深度学习下动火作业人员安全装备检测方法。通过在YOLOv5网络中引入CBAM注意力机制和SPD-Conv模块,优化主干特征提取网络对目标的特征提取能力,建立数据集训练网络以构建动火作业人员安全装备智能检测模型。结果表明,改进后的YOLOv5网络模型对4类安全装备的平均识别精度为92.9%,较原始网络提升了8.8%。该方法对动火作业现场人员安全装备检测具有较高的识别精度,能有效促进施工现场的智能安全管理。 展开更多
关键词 动火作业 深度学习 安全装备 YOLOv5网络
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地面井掏煤造穴卸压增透技术及工程应用 被引量:1
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作者 童校长 文虎 +3 位作者 徐鹤翔 刘厅 温鸿达 程小蛟 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期61-73,共13页
为实现深部强突出煤层高效卸压,基于地面井掏煤造穴卸压增透技术,推导了掏煤孔洞周围应力分布解析解,分析了泥浆压力、黏聚力、内摩擦角等参数对掏煤区煤体应力及位移影响规律,并以张集矿A组煤为研究对象进行了现场应用。结果表明:煤体... 为实现深部强突出煤层高效卸压,基于地面井掏煤造穴卸压增透技术,推导了掏煤孔洞周围应力分布解析解,分析了泥浆压力、黏聚力、内摩擦角等参数对掏煤区煤体应力及位移影响规律,并以张集矿A组煤为研究对象进行了现场应用。结果表明:煤体黏聚力和内摩擦角对孔洞周围应力和位移分布影响最为显著,黏聚力由2 MPa降低至0.5 MPa,峰值环向应力降低5.04%,剪胀角的影响效果最弱;塑性区和破碎区范围与掏煤直径呈线性正相关关系,孔洞壁面附近位移量最大且衰减迅速;孔洞内部泥浆支撑压力会显著抑制卸压效果,在0~2 MPa影响显著;相同造穴半径条件下,泥浆压力越大,对应破碎区和塑性区范围越小,在泥浆压力较低时,破碎区和塑性区的范围对其数值变化较为敏感;在进行地面井掏煤造穴卸压后,掏煤区域煤层瓦斯压力由2.35 MPa降低至1.46 MPa,降低了37.8%,瓦斯含量由7.23 m^(3)/t降低至5.76 m^(3)/t,降低了20.3%,煤层透气性系数提高约10倍,钻孔数减少24%,减少21%钻孔量。该技术为深部突出煤层安全快速区域消突提供了一个范例。 展开更多
关键词 高瓦斯矿井 地面井 煤层卸压 应力重分布 解析解
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安全科学与工程视域下脆弱性研究评述 被引量:14
10
作者 田水承 张成镇 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期8-16,共9页
脆弱性为生态环境、自然灾害、全球变化及可持续等学科领域的研究热点。采用脆弱性的新视角研究系统安全问题,近些年在安全科学与工程领域的生产安全和公共安全等方面越来越受到关注。基于国内外各学科领域脆弱性研究文献资料的回顾,梳... 脆弱性为生态环境、自然灾害、全球变化及可持续等学科领域的研究热点。采用脆弱性的新视角研究系统安全问题,近些年在安全科学与工程领域的生产安全和公共安全等方面越来越受到关注。基于国内外各学科领域脆弱性研究文献资料的回顾,梳理国内外各学科领域对脆弱性研究的定义、来源、理论模型、评价方法、指标体系及指数计算方法,进而对其定义、特征要素、模型及评价方法进行评述。目前安全科学与工程领域脆弱性研究虽然取得一定进展,但尚未形成成熟的定义,脆弱性特征要素研究有待开展,可行有效的评价模型和适合的评价指标体系有待发展。未来,需要借鉴其他学科领域成熟的脆弱性理论成果,在已有研究基础上结合生产安全和公共安全的特点,逐步完善规范脆弱性的定义,深化脆弱性特征要素研究,建立系统、可行的脆弱性评价模型和综合的脆弱性评价指标体系,从而丰富安全科学理论体系,为提升生产安全和公共安全提供依据和指导。 展开更多
关键词 脆弱性 安全科学与工程 扰动 韧性
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含煤基固废漂珠低爆速乳化炸药的爆炸特性和热安全性 被引量:1
11
作者 韦箫 程扬帆 +2 位作者 朱容康 孙仁浩 汪泉 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期67-77,共11页
选用粉煤灰中的漂珠作为敏化剂和惰性添加剂来制备低爆速乳化炸药,研究了漂珠粒径和含量对乳化炸药爆炸特性和安全性的影响;采用探针法、铅柱压缩法和空中爆炸测试法分别测得添加不同粒径含量漂珠乳化炸药的爆速、猛度和空中爆炸冲击波... 选用粉煤灰中的漂珠作为敏化剂和惰性添加剂来制备低爆速乳化炸药,研究了漂珠粒径和含量对乳化炸药爆炸特性和安全性的影响;采用探针法、铅柱压缩法和空中爆炸测试法分别测得添加不同粒径含量漂珠乳化炸药的爆速、猛度和空中爆炸冲击波参数,并通过储存期实验和热分析实验对乳化炸药进行安全性测试。结果表明,乳化炸药的爆速、猛度、冲击波峰值压力、正冲量和正压作用时间均随漂珠含量的增加呈先增大后降低的趋势。当漂珠质量分数为15%时,乳化炸药的爆轰性能最佳;当漂珠质量分数为45%时,炸药的爆速显著降低,爆速范围在2191~2312 m/s,可满足爆炸焊接用炸药的使用条件。此外,漂珠含量相同时,添加D_(50)=79μm漂珠的乳化炸药爆轰性能要高于添加D_(50)=116μm和D_(50)=47μm漂珠的乳化炸药。储存期和热分析实验结果表明,添加漂珠的低爆速乳化炸药储存期显著优于传统添加黏土颗粒的低爆速乳化炸药,漂珠的加入并未引发乳化基质产生新的热分解反应,添加15%漂珠的乳化炸药的热分解活化能比乳化基质只增加了0.3%,说明漂珠的加入并未对乳化基质热稳定性产生明显影响。 展开更多
关键词 乳化炸药 煤基固废 漂珠 爆炸焊接 低爆速炸药
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基于组合赋权-可拓云理论的化工园区安全风险评估
12
作者 马寒箫 邢志祥 +2 位作者 鞠伟轶 吴凡 吴洁 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第4期86-93,共8页
为解决化工园区内事故频发的问题,提出了一种结合基于距离函数的组合赋权法和可拓云理论的新型风险评估模型。选择C市化工园区作为评估对象,首先建立了安全风险评估指标体系;其次采用基于距离函数的组合赋权法计算综合权重,并邀请专家... 为解决化工园区内事故频发的问题,提出了一种结合基于距离函数的组合赋权法和可拓云理论的新型风险评估模型。选择C市化工园区作为评估对象,首先建立了安全风险评估指标体系;其次采用基于距离函数的组合赋权法计算综合权重,并邀请专家对评估指标进行评分,确定了C市化工园区的安全风险值,以消除主客观权重误差;最后引入置信度因子,建立了风险值等级模型并进行安全风险评估。结果表明:C市化工园区的安全风险模糊等级特征期望值Ex_(r)为2.8992,熵值En_(r)为0.0238,安全风险等级为高,置信度因子Φ为0.0082,均位于可信度区间内,表明研究结果的可信性较高。该模型为化工园区安全风险评估提供了一种新方法。 展开更多
关键词 化工园区 安全风险评估 组合赋权 可拓云模型
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外送线路穿越矿权区域地表形变监测与安全稳定性评价
13
作者 董建军 冯晓硕 张莹 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期203-211,共9页
为解决老旧城区用地紧张和输电线路建设问题,以修武北外送变电站下伏采空区为研究对象,在明确外送变电站下伏采空区基本地质条件及开采情况的基础上,采用短基线集(SBAS)-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)监测开展外送线路地表沉降发展特征... 为解决老旧城区用地紧张和输电线路建设问题,以修武北外送变电站下伏采空区为研究对象,在明确外送变电站下伏采空区基本地质条件及开采情况的基础上,采用短基线集(SBAS)-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)监测开展外送线路地表沉降发展特征的研究,量化分析外送线路穿越矿权区域地表沉降的演化特征,评判采空区地表沉降、地面倾斜以及地表曲率对变电站外送线路的影响程度。结果表明:研究区地表最大平均沉降速率为-53.6 mm/a,该区域所处位置与古汉山矿位置重合,沉陷与煤矿开采具有一致性;杆塔位置沉降速率处于-16.5~-0.3 mm/a,其中,11号和35号杆塔平均沉降速率明显大于其他位置,平均沉降速率分别为-15.88、-16.21 mm/a,通过形变规律历史追溯,最大累计沉降分别为-104.91、-106.97 mm。根据最不利原则,得出各区域杆塔年际形变速率的最不利点位在服役年限内的实际监测预测沉降量均小于400 mm。杆塔的最大倾斜和曲率为1.2 mm/m、0 mm/m^(2),均在规定的最小容许值内,外送线路穿越矿权区域地表处于安全稳定状态。 展开更多
关键词 外送线路 穿越矿权区域 地表形变监测 安全稳定性 采空区 短基线集(SBAS)-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)
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基于模糊贝叶斯网络的噪声环境下一线矿工不安全状态识别
14
作者 田水承 李红妍 +3 位作者 张倩 石炎彬 宁世强 王雨欣 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第7期21-28,共8页
为了深入探讨煤矿井下噪声对一线矿工不安全状态的影响,基于多模态数据融合和模糊贝叶斯网络技术构建矿工不安全状态识别模型,通过采集矿工心率、ERP成分、反应时、正确率及主观心理问卷数据,分析噪声环境对一线矿工在生理、心理及行为... 为了深入探讨煤矿井下噪声对一线矿工不安全状态的影响,基于多模态数据融合和模糊贝叶斯网络技术构建矿工不安全状态识别模型,通过采集矿工心率、ERP成分、反应时、正确率及主观心理问卷数据,分析噪声环境对一线矿工在生理、心理及行为方面的综合影响程度。研究结果表明:选取的心率、N2、P3、反应时、正确率及主观心理问卷可作为一线矿工不安全状态的表征指标,通过模糊贝叶斯网络推理可知,噪声组一线矿工的不安全状态异常概率54%,且一级指标的影响程度依次为生理指标>心理指标>个体能力指标,二级指标中心率和主观心理问卷的影响最为显著。研究结果可为一线矿工不安全状态的风险管理提供新的理论依据和模型支持。 展开更多
关键词 不安全状态 噪声 一线矿工 模糊贝叶斯网络
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神经安全管理学理论基础及系统模型构建
15
作者 田水承 王清焱 +3 位作者 李红霞 田方圆 宁世强 冯帅 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期26-34,共9页
为深化安全管理研究,提升个体与组织的安全管理水平,推动安全科学的发展。在现有安全管理的基础上,引入神经科学,分析了神经安全管理学提出的必要性与突破口,并阐明神经安全管理学的定义及内涵。从学科建设、研究对象与方法、研究框架... 为深化安全管理研究,提升个体与组织的安全管理水平,推动安全科学的发展。在现有安全管理的基础上,引入神经科学,分析了神经安全管理学提出的必要性与突破口,并阐明神经安全管理学的定义及内涵。从学科建设、研究对象与方法、研究框架、研究内容深入探究神经安全管理学的理论基础。进而,以人的认知神经机制为核心,构建“刺激-状态-行为”系统理论模型。结果表明:神经安全管理学由安全科学、行为科学、神经科学、管理科学4个核心学科和马克思主义哲学、心理学、工效学等边缘学科组成;核心研究主体为行为人,聚焦于个体与人、物、信息、环境等之间的神经交互过程;“刺激-状态-行为”系统理论模型揭示了外部刺激因素通过影响作业人员的不安全状态,引发行为变化的全过程。综上,神经安全管理学的研究为理解作业人员在特定环境中的心理过程和行为提供了新的视角,填补了传统安全管理理论在理解和预测人类行为方面的空白。 展开更多
关键词 安全科学技术基础学科 神经安全管理学 学科建设 理论基础 “刺激-状态-行为”系统理论模型
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特厚煤层覆岩裂隙−渗流区域演化规律及工程应用
16
作者 孔祥国 赵天烁 +7 位作者 林海飞 赵鹏翔 王旭 蔡雨初 季鹏飞 和递 李可 徐传玉 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期102-113,共12页
【目的和方法】覆岩结构对卸压瓦斯抽采有重要影响,为探究特厚煤层开采过程中上覆岩层瓦斯运移规律,采用物理相似性模拟实验方法分析覆岩裂隙形态和渗流能力演化规律,研究特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化机理,提出特厚煤层覆岩裂隙−... 【目的和方法】覆岩结构对卸压瓦斯抽采有重要影响,为探究特厚煤层开采过程中上覆岩层瓦斯运移规律,采用物理相似性模拟实验方法分析覆岩裂隙形态和渗流能力演化规律,研究特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化机理,提出特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域识别方法,依据该识别方法在实验工作面进行定向钻孔抽采实践。【结果和结论】结果表明:(1)覆岩中间区域离层量和裂隙密度分别为两侧区域的47%和31%,呈现中间低两边高的分布模式。开采初期,覆岩的裂隙−渗流特征在空间分布具有同步性,随着工作面进一步推进,覆岩受到不同程度的采动影响,覆岩逐渐开始分区演化,中间区域裂隙−渗流特征明显小于四周,两侧区域则随着层位的增加而递减,裂隙率、裂隙熵、连通性系数和渗透率范围分别为1.0%~8.5%、0.15~0.90、0.10~0.65和6.34×10^(−9)~7.78×10^(−7) m^(2)。(2)基于覆岩裂隙和渗流能力对瓦斯运移的影响,将覆岩分为4个区域,分别是低位湍流区、中位压实区、中位过渡区和高位恒流区,基于裂隙率、裂隙熵、连通性系数和渗透率在不同区域的时空演化规律,建立特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化模型和判定流程。(3)根据覆岩裂隙−渗流特征区域演化模型,分析中位过渡区和高位恒流区为抽采优势层位,设计钻孔垂距为6~25 m,将钻孔抽采纯量随时间的变化过程分为初始波动阶段、快速增长阶段和缓慢下降阶段,回采期间工作面甲烷体积分数均小于1%,工程实践效果良好,验证了方法的可行性和定向钻孔布置的合理性。研究结果为瓦斯抽采钻孔参数的优化和煤层瓦斯治理提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 特厚煤层 上覆岩层 裂隙−渗流特征 钻孔布置 瓦斯治理
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煤矿安全隐患监管策略演化与动态惩罚机制研究
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作者 何茵楠 王帮俊 +1 位作者 秦汝祥 李方虎 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第2期328-337,共10页
为研究动态惩罚机制下煤矿企业面对不同监管措施时的行为策略,将前景理论与演化博弈相结合,构建了地方政府与煤矿企业之间的演化博弈模型。在讨论静态惩罚机制和动态惩罚机制下系统的演化稳定策略基础上,通过数值仿真分析了不同参数变... 为研究动态惩罚机制下煤矿企业面对不同监管措施时的行为策略,将前景理论与演化博弈相结合,构建了地方政府与煤矿企业之间的演化博弈模型。在讨论静态惩罚机制和动态惩罚机制下系统的演化稳定策略基础上,通过数值仿真分析了不同参数变化对博弈双方的演化轨迹的影响。结果显示,动态惩罚机制可以抑制静态惩罚机制中的博弈双方策略选择的波动性;在动态惩罚机制下,过度增大监管频率和惩罚额度的上限值会增大双方博弈的时间,不利于提高监管效率;监管频率与惩罚额度上限值的合理取值范围,受事故损失成本、隐患整改成本、政府和企业的感知收益以及政府监管部门的监管成本的影响。 展开更多
关键词 安全隐患 前景理论 动态惩罚机制 演化博弈
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碎软煤层顶板长钻孔定向压裂瓦斯超前治理工程实践 被引量:1
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作者 贾秉义 李树刚 +1 位作者 陈冬冬 张群 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期34-43,共10页
【目的和方法】针对碎软强突煤层瓦斯含量高、压力大,区域预抽钻孔施工过程中喷孔强度大易造成瓦斯超限,钻孔施工效率低等问题,在分析现有区域瓦斯超前抽采卸压技术现状及适应性、近煤层顶板钻孔间接压裂的裂缝扩展延伸特征研究基础上,... 【目的和方法】针对碎软强突煤层瓦斯含量高、压力大,区域预抽钻孔施工过程中喷孔强度大易造成瓦斯超限,钻孔施工效率低等问题,在分析现有区域瓦斯超前抽采卸压技术现状及适应性、近煤层顶板钻孔间接压裂的裂缝扩展延伸特征研究基础上,提出了泥岩层顶板长钻孔套管内定向喷砂射孔分段水力加砂压裂区域瓦斯超前抽采卸压技术,并根据地层特征优化设计了钻孔孔身结构。在安徽淮北芦岭煤矿开展了现场工程试验,完成1个钻孔的钻探施工和套管固孔,孔深520 m,下入一级套管110 m,直径219 mm,二级套管520 m,直径114.3 mm,水泥浆带压固孔。分9段进行射孔压裂,累计射孔39次,形成78个孔眼;单段注液量210~420 m^(3),最大泵注压力17.8~28.3 MPa,加砂比例2.5%~3.3%。【结果与结论】压裂钻孔抽采第257天时,累计抽采瓦斯纯量超过8×10^(5)m^(3),区域预抽率达15.5%。压裂钻孔水平段左右两侧0~15 m和15~30 m范围内瓦斯体积分数降幅分别达27.05%和11.36%;距压裂钻孔平面距离0、15 m处瓦斯压力由2.78 MPa分别降低至1.14 MPa和1.75 MPa,压力降低幅度超过37%。区域瓦斯超前抽采卸压效果明显,技术可行性和有效性得到了验证。超前抽采卸压区域预抽钻孔百孔喷孔率和喷孔强度分别降低了57.89%和67.11%;预抽钻孔一次成孔率提高19%,补孔率降幅达74.87%,钻机施工平均台班效率同比提高了34%。预抽钻孔施工期间,未发生瓦斯异常事件,安全效益显著。该技术可为类似地质条件矿井瓦斯灾害超前治理提供借鉴,已进一步推广至淮南矿区。 展开更多
关键词 碎软煤层 超前抽采卸压 定向压裂 顶板长钻孔 泥岩 瓦斯抽采
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认知负荷对胶轮车司机不安全行为的眼动研究
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作者 田水承 聂玉蓉 +1 位作者 郑昕尧 赵一航 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第4期674-682,共9页
为探究煤矿胶轮车司机认知负荷与其不安全行为之间的影响关系,从胶轮车司机的生理特性和心理需求出发,设计基于认知负荷的驾驶员不安全行为的眼动试验,采集被试在低、中、高3种认知负荷状态下的行为、眼动以及心电等不安全行为数据特征... 为探究煤矿胶轮车司机认知负荷与其不安全行为之间的影响关系,从胶轮车司机的生理特性和心理需求出发,设计基于认知负荷的驾驶员不安全行为的眼动试验,采集被试在低、中、高3种认知负荷状态下的行为、眼动以及心电等不安全行为数据特征指标和主观量表得分,并使用SPSS 26.0对各指标数据进行显著性、平均值以及标准差等统计分析。结果表明:随着试验难度的增加,心电指标中的LF/HF指标、NASA量表得分、行为指标(反应时间、正确率)、眼动行为指标(瞳孔直径、注视时长)显著增加,心电指标(SDNN、MEANRR、RMSSD、VLF、HF)和注视次数显著降低;随着认知负荷的增加,胶轮车司机的不安全行为水平会逐渐上升,即认知负荷会影响胶轮车司机的不安全行为。研究结果可为煤矿减轻胶轮车司机的认知负荷,降低不安全行为的产生提供依据。 展开更多
关键词 胶轮车司机 认知负荷 不安全行为 眼动指标 煤矿安全
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信息认知视域下矿工视知觉不安全状态综合评价
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作者 田水承 尕永泰 +2 位作者 毛俊睿 王清焱 张筱雅 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第1期148-156,共9页
为了提高矿工隐患辨识能力、降低矿工不安全行为发生概率,实现矿工视知觉不安全状态综合评价,首先,研究基于矿工视知觉不安全状态内涵及形成过程,通过扎根理论构建了包含4个一级指标、18个二级指标的评价指标体系;其次,运用组合赋权法... 为了提高矿工隐患辨识能力、降低矿工不安全行为发生概率,实现矿工视知觉不安全状态综合评价,首先,研究基于矿工视知觉不安全状态内涵及形成过程,通过扎根理论构建了包含4个一级指标、18个二级指标的评价指标体系;其次,运用组合赋权法确定各指标权重,并通过ABC(Activity Based Classification)分类法将指标分为三级;最后,采用云模型法实现矿工视知觉不安全状态综合评价。结果显示:(1)矿工视知觉不安全状态是一种受外部信息、环境、个体感知及认知水平影响的安全行为能力不佳状态;(2)照明条件、对比度、表现形式、微气候、经验、视野、噪声、情绪是矿工视知觉不安全状态的主要影响因素;(3)H煤矿矿工视知觉不安全状态评价结果为比较安全,符合客观实际情况。 展开更多
关键词 安全社会工程 矿工 云模型 视知觉 不安全状态
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