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采空区煤自燃阶段特性与瓦斯爆炸的动力学关系研究 被引量:6
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作者 尹彬 张伟光 +1 位作者 陆卫东 贾宝山 《煤炭工程》 北大核心 2017年第5期99-102,共4页
为探究采空区遗煤自燃阶段特性与瓦斯爆炸的动力学关系,针对采空区遗煤自然发火三个阶段的不同特点,以定容反应器为模型,采用数值计算软件CHEMKIN模拟了自然发火不同阶段不同工况下,瓦斯爆炸前后关键反应基元步及爆炸时间的变化。计算... 为探究采空区遗煤自燃阶段特性与瓦斯爆炸的动力学关系,针对采空区遗煤自然发火三个阶段的不同特点,以定容反应器为模型,采用数值计算软件CHEMKIN模拟了自然发火不同阶段不同工况下,瓦斯爆炸前后关键反应基元步及爆炸时间的变化。计算结果对比分析表明:缓慢氧化阶段对瓦斯爆炸表现为抑制作用;加速氧化阶段对瓦斯爆炸表现较为复杂;激烈氧化阶段对瓦斯爆炸表现为促进作用。同时,数值计算结果与实验室测试结果基本一致。 展开更多
关键词 采空区遗煤 煤自燃 瓦斯爆炸 氧化阶段 化学动力学
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煤矿水平巷道火区瓦斯爆炸易爆区域判定研究 被引量:7
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作者 周西华 白刚 +2 位作者 孙宝铁 宋东平 李诚玉 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期78-84,共7页
为解决高瓦斯易自燃煤层火区封闭与启封时常发生瓦斯爆炸的问题,通过试验分析得出瓦斯爆炸界限影响因素,并采用COMSOL数值软件研究水平巷道火区气体分布规律,从中提取温度场与浓度场数据。根据试验数据,判定火区易爆点及易爆区域。结果... 为解决高瓦斯易自燃煤层火区封闭与启封时常发生瓦斯爆炸的问题,通过试验分析得出瓦斯爆炸界限影响因素,并采用COMSOL数值软件研究水平巷道火区气体分布规律,从中提取温度场与浓度场数据。根据试验数据,判定火区易爆点及易爆区域。结果表明:瓦斯爆炸界限随着温度的升高及CO的混入均扩大;注入N2与CO2后,失爆氧体积分数分别为13.4%和15.8%;火区封闭初期未形成易爆区域,随着火区封闭的进行,易爆点逐渐向爆炸三角形移动,当封闭至入口,风速为0.1 m/s时,易爆点移至三角形内部,火区形成易爆区域,其位于火源上风侧距火源点10.45 m处;温度对瓦斯爆炸界限影响较CO浓度影响大。 展开更多
关键词 水平巷道 火区瓦斯爆炸 爆炸三角形 易爆区域 易爆点 数值模拟
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基于RG法的空区群矿柱临界破坏条件研究 被引量:10
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作者 郭生茂 刘涛 +1 位作者 程刚 严文炳 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第8期125-128,共4页
采空区群的稳定性对矿山的安全生产有重大影响,针对矿山采空区赋存形态,建立了对采空区群RG一维和二维模型,考虑应力重分布对系统稳定性的影响,将采空区群系统失稳破坏的复杂问题转换为了单元破坏失稳概率与临界失稳概率之间比较的问题... 采空区群的稳定性对矿山的安全生产有重大影响,针对矿山采空区赋存形态,建立了对采空区群RG一维和二维模型,考虑应力重分布对系统稳定性的影响,将采空区群系统失稳破坏的复杂问题转换为了单元破坏失稳概率与临界失稳概率之间比较的问题,并给出了矿山采空区群一维和二维状态下的临界失稳概率,运用该方法对七角井铁矿采空区I和采空区II进行了计算验证,计算结果显示与实际情况较为符合,说明该方法对评价矿山采空区稳定性有一定的实用性。 展开更多
关键词 RG法 采空区群 临界概率 评价
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基于CHEMKIN-PRO的多元混合气体瓦斯燃烧模拟研究 被引量:6
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作者 贾宝山 李春苗 +3 位作者 尹彬 付元 李守国 李善鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期646-652,共7页
针对多种不同性质气体对瓦斯燃烧过程的影响问题,采用CHEMKIN-PRO软件,构建USC Mech 2.0动力学模型对不同组分C_2H_4/CO_2瓦斯混合气体燃烧过程进行了深入研究,模拟分析了不同组分C_2H_4/CO_2瓦斯层流燃烧速率及H,O自由基体积分数的变... 针对多种不同性质气体对瓦斯燃烧过程的影响问题,采用CHEMKIN-PRO软件,构建USC Mech 2.0动力学模型对不同组分C_2H_4/CO_2瓦斯混合气体燃烧过程进行了深入研究,模拟分析了不同组分C_2H_4/CO_2瓦斯层流燃烧速率及H,O自由基体积分数的变化趋势,并利用SENKIN程序对其进行了敏感性分析。计算结果表明:随着CO_2体积分数的增大,层流燃烧速率降低,在φ<1和φ>1.25时分别降低了约13 cm/s和149 cm/s,H,O自由基体积分数降低,其协同抑制瓦斯燃烧;随着C_2H_4体积分数的增大,层流燃烧速率略微增加,在φ<1和φ>1.4时分别升高了约3和46 cm/s,H,O自由基体积分数升高,其协同促进瓦斯燃烧;在φ≤1条件下,随着当量比的增加,促进CH_4生成的关键反应步的敏感性系数升高幅度较大,其抑制瓦斯燃烧。 展开更多
关键词 CHEMKIN-PRO C2H4/CO2 层流燃烧速率 H O自由基 关键反应步
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岩爆危险性评价的变权物元可拓模型 被引量:9
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作者 尹彬 陆卫东 +1 位作者 贾宝山 刘闯 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第5期54-59,共6页
为客观评价岩爆危险性,将物元理论与变权理论结合,构建了变权物元评价模型。首先,对指标数据规则化处理,解决传统物元模型自身局限性;其次,基于变权理论确定评判指标权重,避免评价过程中的主观性,同时使得被评价对象主动参与综合评判;第... 为客观评价岩爆危险性,将物元理论与变权理论结合,构建了变权物元评价模型。首先,对指标数据规则化处理,解决传统物元模型自身局限性;其次,基于变权理论确定评判指标权重,避免评价过程中的主观性,同时使得被评价对象主动参与综合评判;第三,以非对称贴近度代替传统模型中的最大隶属度;最后,通过物元等级变量特征值的计算结果对样本等级进行评定,以权重及特征值对指标的敏感性确定影响评价结果的关键性指标。以甲玛矿为例,计算结果显示该矿为弱岩爆等级,且偏向于无岩爆,与现场实际情况吻合,与已有评判结果基本一致;倾向性指数、应力指数为敏感性指标,应力系数为一般敏感性指标。 展开更多
关键词 危险性评价 岩爆 物元可拓模型 变权理论 敏感性分析
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采空区遗煤氧化标志性伴生气体对瓦斯爆炸的影响 被引量:6
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作者 贾宝山 肖明慧 +3 位作者 尹彬 李春苗 李宗翔 李守国 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第4期56-61,共6页
为了研究采空区遗煤氧化过程中标志性伴生气体对瓦斯爆炸的影响,通过对煤样进行试验测定,确定遗煤升温不同阶段的标志性伴生气体。基于动力学模型CHEMKIN中Senkin的GRI 3.0甲烷燃烧反应机理,在定容条件下设定加速、激烈氧化2个阶段瓦斯... 为了研究采空区遗煤氧化过程中标志性伴生气体对瓦斯爆炸的影响,通过对煤样进行试验测定,确定遗煤升温不同阶段的标志性伴生气体。基于动力学模型CHEMKIN中Senkin的GRI 3.0甲烷燃烧反应机理,在定容条件下设定加速、激烈氧化2个阶段瓦斯与标志性伴生气体体积分数,模拟计算瓦斯爆炸温度、压力、中间产物及关键反应步敏感性系数。结果表明:随着标志性伴生气体体积分数的增加,在加速氧化阶段,爆炸时间提前了约0.003 0 s,爆炸压力及温度分别升高了约0.012 MPa和30 K;在激烈氧化阶段,爆炸时间提前了约0.000 2 s,爆炸压力升高了约0.007 MPa,两阶段自由基OH体积分数均逐渐降低,促进甲烷生成的关键反应步敏感性系数降低幅度均较大,即促进了瓦斯爆炸。 展开更多
关键词 采空区遗煤氧化 标志性伴生气体 瓦斯爆炸 敏感性系数
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褐煤燃烧供风量对碳氢化物生成影响研究 被引量:5
7
作者 白刚 周西华 +2 位作者 孙宝铁 李诚玉 李昂 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期59-63,共5页
为研究煤矿火区封闭时燃烧生成气体对瓦斯爆炸的影响,选取平庄瑞安煤矿褐煤作为试验煤样,利用管式炉程序升温和气相色谱仪进行生成气体成分分析试验,得到风量分别为40,80,120,160和200 m L/min时,褐煤燃烧生成碳氢化物气体的初现温度及... 为研究煤矿火区封闭时燃烧生成气体对瓦斯爆炸的影响,选取平庄瑞安煤矿褐煤作为试验煤样,利用管式炉程序升温和气相色谱仪进行生成气体成分分析试验,得到风量分别为40,80,120,160和200 m L/min时,褐煤燃烧生成碳氢化物气体的初现温度及其体积分数变化规律。结果表明,风量增加,碳氢化物气体初现温度升高;随着温度升高,CH_4气体生成量增加,在348℃时达到最大值,C_2H_6,C_3H_8,C_2H_4与C_2H_2气体生成量也增加,在400℃时达到最大值;相同温度下,随着风量增加,碳氢化物生成量减小,且燃烧阶段CH_4,C_2H_6,C_3H_8,C_2H_4生成量与风量呈指数关系变化,C_2H_2生成量与风量呈线性关系变化。 展开更多
关键词 褐煤燃烧 风量 碳氢化物 初现温度 滞后效应
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采空区煤自然发火与瓦斯爆炸耦合机理研究 被引量:6
8
作者 尹彬 陆卫东 +2 位作者 贾宝山 李春苗 李守国 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第2期35-38,44,共5页
根据采空区遗煤自燃升温的阶段性特征,以定容反应器为模型,借助数值模拟软件CHEMKIN模拟煤自燃缓慢氧化、加速氧化和激烈氧化3个阶段瓦斯爆炸前后反应时间、压力及中间产物的变化情况,从微观机理层面对煤自燃与瓦斯爆炸的耦合关系进行... 根据采空区遗煤自燃升温的阶段性特征,以定容反应器为模型,借助数值模拟软件CHEMKIN模拟煤自燃缓慢氧化、加速氧化和激烈氧化3个阶段瓦斯爆炸前后反应时间、压力及中间产物的变化情况,从微观机理层面对煤自燃与瓦斯爆炸的耦合关系进行了研究。数值计算结果显示,煤自燃缓慢氧化阶段对瓦斯爆炸表现为抑制作用;加速氧化阶段对瓦斯爆炸表现为促进作用;激烈氧化阶段对瓦斯爆炸表现为略微促进作用。 展开更多
关键词 采空区 自然发火 瓦斯爆炸 耦合机理 数值计算
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掘进工作面附壁射流紊动特性的LDA实验 被引量:3
9
作者 刘剑 李雪冰 +3 位作者 邓立军 蒋清华 尹昌盛 高伦 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1926-1931,共6页
掘进工作面附壁射流具有置换和掺混双重作用,体现为流场的时均和紊动特性。射流的紊动在瓦斯粉尘的迁移扩散中起着关键性作用,如工作面粉尘的悬浮运动完全靠风流的紊动得以维持。由于紊动本身的复杂性以及实验设备的限制,以往对独头巷... 掘进工作面附壁射流具有置换和掺混双重作用,体现为流场的时均和紊动特性。射流的紊动在瓦斯粉尘的迁移扩散中起着关键性作用,如工作面粉尘的悬浮运动完全靠风流的紊动得以维持。由于紊动本身的复杂性以及实验设备的限制,以往对独头巷附壁射流的研究一般停留在时均量上,对紊动量的认识还不够深入。为此,采用三维激光多普勒测速仪,在独头巷射流通风实验模型内,对三维脉动风速进行了测量。根据紊流统计理论,分析得到了风流的各向紊动强度,并对紊动强度的分布规律和量级进行了研究。结果表明:受限条件下,由于回流存在,射流的紊动在射流区和回流区都很剧烈,3个方向的紊动强度具有量级相同和各向异性的特点。在射流剪切层内,紊动强度从射流轴线到射流边界呈先增后减趋势;在射流剪切层以外的回流区,紊动整体变化不明显,始终维持着与平均风速大小相当的强度。流场内较大的速度梯度导致流层之间剪切失稳是形成剧烈紊动的重要原因。由于紊动具有与平均风速相近的强度,在研究独头巷风流排污效率、瓦斯粉尘运移规律等问题时,无论理论分析还是数值计算,都应对运动方程中的速度脉动项给予充分重视。 展开更多
关键词 掘进工作面 紊动特性 附壁射流 受限射流 激光多普勒测速
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水力冲孔掩护煤巷掘进技术研究与应用 被引量:6
10
作者 刘英振 刘彦伟 郝天轩 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第11期82-85,共4页
为了解决首山一矿己15-17严重突出煤层瓦斯压力大、透气性差,采用一般穿层钻孔抽采煤层瓦斯消突效果不理想,导致煤巷掘进速度缓慢、回采工作面接替紧张的问题,采用煤层底板巷水力冲孔卸压增透技术掩护上部煤巷掘进的方法,消除了煤... 为了解决首山一矿己15-17严重突出煤层瓦斯压力大、透气性差,采用一般穿层钻孔抽采煤层瓦斯消突效果不理想,导致煤巷掘进速度缓慢、回采工作面接替紧张的问题,采用煤层底板巷水力冲孔卸压增透技术掩护上部煤巷掘进的方法,消除了煤层的突出危险,巷道瓦斯抽采总量提高了2.58倍,掘进过程中动力现象消失,残余瓦斯含量和压力分别降低至6.8m3/t和0.56MPa以下,均低于临界值,抽采时间由90~180d缩短至20~30d,煤巷月进尺提高1倍,为煤巷安全、快速掘进提供了安全保障。 展开更多
关键词 水力冲孔 突出煤层 瓦斯抽采 煤巷掘进
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乙醚云雾场燃爆参数实验研究 被引量:8
11
作者 王悦 白春华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期497-502,共6页
基于自行研发的20 L二次脉冲气动喷雾多相爆炸测试系统和全散射粒径测量系统,对乙醚液体燃料瞬态雾化云雾场的燃爆参数进行实验研究。通过调节气动压力、设计喷雾剂量,得到了粒径相同、质量浓度不同的乙醚云雾燃爆超压、温度及点火延迟... 基于自行研发的20 L二次脉冲气动喷雾多相爆炸测试系统和全散射粒径测量系统,对乙醚液体燃料瞬态雾化云雾场的燃爆参数进行实验研究。通过调节气动压力、设计喷雾剂量,得到了粒径相同、质量浓度不同的乙醚云雾燃爆超压、温度及点火延迟时间等燃爆参数。结果表明,在索特平均直径为22.90μm的条件下:乙醚云雾与空气混合物的燃爆下限为80.26 g/m^3,燃爆上限为417.34 g/m^3;最大超压峰值为0.78 MPa,其出现在云雾质量浓度为278.23 g/m^3时;最大爆温峰值为1 260℃,其出现在云雾质量浓度为228.29 g/m^3时;点火延迟时间在燃爆极限范围内呈U型分布。 展开更多
关键词 爆炸力学 燃爆参数 气动压力 乙醚云雾 索特平均直径
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车集矿二_2煤层瓦斯含量临界值的实验研究 被引量:3
12
作者 崔凯 刘明举 +2 位作者 刘英振 刘彦伟 邓奇根 《煤炭工程》 北大核心 2013年第3期92-95,共4页
为了掌握车集矿突出区域预测和防突效果检验的瓦斯含量临界值,通过研究车集矿钻屑瓦斯解吸指标Δh2和K1分别与瓦斯压力、瓦斯含量以及煤体破坏类型的关系,来分析影响钻屑瓦斯解吸指标的主要因素,以及钻屑瓦斯解吸指标与各个影响因素的... 为了掌握车集矿突出区域预测和防突效果检验的瓦斯含量临界值,通过研究车集矿钻屑瓦斯解吸指标Δh2和K1分别与瓦斯压力、瓦斯含量以及煤体破坏类型的关系,来分析影响钻屑瓦斯解吸指标的主要因素,以及钻屑瓦斯解吸指标与各个影响因素的定量关系,为车集矿的始突瓦斯含量临界值的选定提供理论依据。 展开更多
关键词 瓦斯含量 临界值 钻屑瓦斯解吸指标 吸附解吸实验
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地应力对水力冲孔掩护煤巷掘进布孔的影响 被引量:4
13
作者 刘英振 丁永明 +1 位作者 吴红玉 崔凯 《中国煤炭》 北大核心 2013年第10期96-99,共4页
为了探究地应力在水力冲孔掩护煤巷掘进过程中对布孔的影响,以首山矿11041工作面水力冲孔布孔为例,通过数值模拟与现场应用结合的方法,得到了地应力对钻孔间距的影响程度及合理的布孔间距。结果表明水力冲孔布孔间距不仅以瓦斯压力和含... 为了探究地应力在水力冲孔掩护煤巷掘进过程中对布孔的影响,以首山矿11041工作面水力冲孔布孔为例,通过数值模拟与现场应用结合的方法,得到了地应力对钻孔间距的影响程度及合理的布孔间距。结果表明水力冲孔布孔间距不仅以瓦斯压力和含量为依据,更要考虑钻孔之间应力集中现象,钻孔设计也要考虑煤巷掘进两帮应力集中的安全距离。 展开更多
关键词 水力冲孔 地应力 应力集中 布孔间距 煤巷掘进
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甲烷最大爆炸压力的计算与分析 被引量:3
14
作者 贾宝山 肖明慧 +2 位作者 尹彬 王连聪 李守国 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第12期101-106,共6页
为了更好地解决井下甲烷燃爆危害的问题,采用了充氮的方法,基于理论计算和CHEMKIN数值模拟软件2种研究方法,研究了氮气对甲烷爆炸的影响,选择爆炸性混合气体作为研究主体,设定统一工况条件,采用相关数学公式和化学反应方程式,分别计算... 为了更好地解决井下甲烷燃爆危害的问题,采用了充氮的方法,基于理论计算和CHEMKIN数值模拟软件2种研究方法,研究了氮气对甲烷爆炸的影响,选择爆炸性混合气体作为研究主体,设定统一工况条件,采用相关数学公式和化学反应方程式,分别计算了不同浓度下的甲烷的最大爆炸压力,研究了2种方法下最大爆炸压力数据变化的特点,比较总结甲烷最大爆炸压力的变化规律。结果表明:氮气对甲烷爆炸有抑制作用,随着氮气的增加,甲烷最大爆炸压力会有相应衰减,整体呈一元线性关系;理论计算的最大爆炸压力值基本契合于数值模拟,上下波动范围仅为(0.01~0.30)×105Pa。 展开更多
关键词 甲烷 氮气 最大爆炸压力 燃爆
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李沟矿16121工作面(外段)采前突出危险性评价 被引量:1
15
作者 崔凯 刘明举 《矿业安全与环保》 北大核心 2012年第6期60-63,共4页
收集了李沟矿16121工作面的瓦斯抽放资料,结合具体抽放措施,计算出其瓦斯抽放量及预抽率,采用残存瓦斯含量、残存瓦斯压力法对其进行了突出危险性评价,结果表明,李沟矿16121工作面已经消除了突出危险性。
关键词 工作面 瓦斯抽放 预抽率 评价
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煤矿瓦斯中H_2S气体的吸附特性及其对治理的影响 被引量:5
16
作者 薛景战 傅雪海 +1 位作者 吴家浩 丁永明 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期609-614,共6页
基于新疆和山西气煤及瘦煤对H_2S、CH_4和N_2的平衡水条件下的等温吸附实验及Langmuir模型和D-A模型对实验数据的模拟结果,来研究煤矿瓦斯中H_2S气体的吸附特性及其影响因素,并探讨其与H_2S异常矿井的治理关系。结果显示:不同于CH_4和N_... 基于新疆和山西气煤及瘦煤对H_2S、CH_4和N_2的平衡水条件下的等温吸附实验及Langmuir模型和D-A模型对实验数据的模拟结果,来研究煤矿瓦斯中H_2S气体的吸附特性及其影响因素,并探讨其与H_2S异常矿井的治理关系。结果显示:不同于CH_4和N_2在煤中主要以微孔吸附为主(90%以上),煤中H_2S气体的微孔吸附量仅占Langmuir最大吸附量的36.26%~57.21%,平均为45.99%;气体分子本身的性质是影响煤中H_2S吸附的主要因素,尤其分子直径是影响H_2S气体V_0/V_L远小于CH_4和N2的这种现象的主要原因,也是造成微孔中H_2S气体难以解吸的主要原因;基于H_2S气体在煤中吸附解吸特征,提出应从H_2S气体分子本身入手,结合矿井煤层地质条件来治理煤矿中的硫化氢。 展开更多
关键词 煤矿瓦斯 H2S 吸附解吸 治理 新疆 山西
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FTA-LEM危险源评价方法的研究 被引量:3
17
作者 程刚 陆卫东 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第5期105-108,114,共5页
为了将FTA评价方法和LEC评价方法各自优点进行相互优化,对这两种评价方法进行了分析研究,提出了FTA-LEM评价方法。首先对LEC评价方法进行改进,将危险严重程度(C)改为控制措施状态(M),提出LEM评价方法及各自变量和危险性(D)的分值;其次... 为了将FTA评价方法和LEC评价方法各自优点进行相互优化,对这两种评价方法进行了分析研究,提出了FTA-LEM评价方法。首先对LEC评价方法进行改进,将危险严重程度(C)改为控制措施状态(M),提出LEM评价方法及各自变量和危险性(D)的分值;其次阐述了危险源的确定及危险性分值归一化处理的具体方法;然后通过FTA定量分析中临界重要度的计算来对危险性分值进行优化,提出优化后危险性分值的归一化处理方法,并列出了FTA-LEM评价方法步骤。以矿井通风系统"通风不良"为例,应用FTA-LEM评价方法对"通风不良"事故中各个危险源的危险性分值进行了评价计算,评价结果可为矿井通风安全管理提供理论依据。 展开更多
关键词 FTA LEM 危险源评价 临界重要度 归一化处理
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