矿业工程国家级实验教学示范中心“五化一体”建设模式探索与实践 被引量：6

1

作者 陈静 刘伟韬 +3 位作者 刘音 秦忠诚 张培森 刘进晓 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第12期142-144,170,共4页

以强化矿业工程国家级实验教学示范中心内涵建设为目标,着重围绕创新能力培养实验教学体系优化、实验教学内涵提升、实验教学方法创新、实验队伍水平提高以及中心的规范运行管理5个方面开展一系列建设工作。本着分层次、分类别、分模块... 以强化矿业工程国家级实验教学示范中心内涵建设为目标,着重围绕创新能力培养实验教学体系优化、实验教学内涵提升、实验教学方法创新、实验队伍水平提高以及中心的规范运行管理5个方面开展一系列建设工作。本着分层次、分类别、分模块的主要思路,制定了针对性的具体措施及方法,取得了明显的建设成效。通过5年的建设与发展,中心已建成集"系统化、过程化、模块化、专业化、规范化"为一体的国家级实验教学示范中心,既为提升高校本科实验教学质量打下良好基础,也为同类型国家级实验教学示范中心建设提供借鉴。 展开更多

关键词 矿业工程 实验教学示范中心 五化一体 建设模式

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国家级矿业工程实验教学示范中心建设与实践 被引量：7

2

作者 刘音 谭云亮 +2 位作者 赵同彬 陈静 李浩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2018年第2期226-229,272,共5页

依托矿业工程学科优势,以培养实践与创新能力培养为目标,构建实验内容多元化、实验项目层次化、实验课程模块化的实验教学体系,建设高素质实验教学队伍,建立现代化的高效运行的管理机制,建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教... 依托矿业工程学科优势,以培养实践与创新能力培养为目标,构建实验内容多元化、实验项目层次化、实验课程模块化的实验教学体系,建设高素质实验教学队伍,建立现代化的高效运行的管理机制,建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教学环境,将矿业工程实验教学示范中心建设成矿业特色鲜明、国内具有引领和辐射作用的创新人才培养实验教学示范中心。 展开更多

关键词 矿业工程实验教学示范中心 实验教学体系 实验教学队伍 管理体制

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煤自燃程序升温实验及其在实验教学中的应用 被引量：4

3

作者 王刚 杨宝东 +2 位作者 徐浩 孙路路 黄启铭 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第3期225-231,共7页

该文利用程序升温实验系统,对三种氧气浓度(20.9%、10%和7%)所代表的采空区散热带、氧化带、窒息带进行了煤样自燃发火实验,采集了不同温度阶段的气体产物,分析了温度及氧气浓度对气体产物浓度的影响,并对指标气体进行了详细分类和评估... 该文利用程序升温实验系统,对三种氧气浓度(20.9%、10%和7%)所代表的采空区散热带、氧化带、窒息带进行了煤样自燃发火实验,采集了不同温度阶段的气体产物,分析了温度及氧气浓度对气体产物浓度的影响,并对指标气体进行了详细分类和评估。实验结果表明:交叉点温度CPT随着氧气浓度的升高而降低,干空气的交叉点温度为144.6℃,由经验关系计算得到的CPT值与实验数据相差仅6.08%;氧气浓度越高,临界温度越低,所产生的气体浓度越高;CO气体在不同的含氧环境下都是主要的氧化产物,可作为判断煤自燃发火的主要指标,C_(2)H_(4)和C_(3)H_(6)的产生表示煤体进入加速氧化状态,可作为判断煤自燃发火的辅助指标。 展开更多

关键词 煤自燃 程序升温 氧气浓度 交叉点温度 指标体系

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煤体微观结构及瓦斯吸附特性实验与教学应用 被引量：3

4

作者 徐浩 王刚 +2 位作者 黄启铭 孙路路 刘义鑫 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第4期193-199,共7页

研究煤微观结构与其吸附瓦斯特性对瓦斯抽采和灾害防治具有重要意义。该文首先利用扫描电镜和能谱仪实验设备对煤样的微观形貌和元素分布进行了观测,之后用高温高压吸附仪开展了不同压力的煤粒等温瓦斯吸附实验,分析了煤样瓦斯吸附量随... 研究煤微观结构与其吸附瓦斯特性对瓦斯抽采和灾害防治具有重要意义。该文首先利用扫描电镜和能谱仪实验设备对煤样的微观形貌和元素分布进行了观测,之后用高温高压吸附仪开展了不同压力的煤粒等温瓦斯吸附实验,分析了煤样瓦斯吸附量随时间的变化特性,并对瓦斯吸附/解吸经验公式进行了验证。实验结果发现:煤样表面存在大量孔隙、煤基质以及矿物质;煤样不同位置的元素分布各异,大都以碳氧元素为主;不同压力下瓦斯吸附量随时间先快速增加后缓慢增加直至趋于稳定,稳定条件下的瓦斯吸附量与压力成线性增加关系;实验数据与经验公式的拟合效果较好,侧面证明了经验公式的正确性,其中常数A和B与吸附压力成正比。学生对该实验的满意度在95%以上。 展开更多

关键词 扫描电镜 微观结构 元素分布 瓦斯吸附 实验教学

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基于Unity3D的综采工艺虚拟仿真实验教学探索 被引量：20

5

作者 闫莎莎 秦忠诚 +1 位作者 刘进晓 陈军涛 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第8期137-140,共4页

为强化学生在综采工艺实验中的实操学习,基于Unity3D虚拟仿真平台,结合3DMAX三维动画技术,从系统设计方案和关键技术角度,论述了综采工艺虚拟仿真实验系统设计、实操强化、实验考核的方法;选取实验组和对照组学生,对虚拟仿真实验教学过... 为强化学生在综采工艺实验中的实操学习,基于Unity3D虚拟仿真平台,结合3DMAX三维动画技术,从系统设计方案和关键技术角度,论述了综采工艺虚拟仿真实验系统设计、实操强化、实验考核的方法;选取实验组和对照组学生,对虚拟仿真实验教学过程和实验教学效果开展跟进研究,并与传统实验教学方法比较,进行教学效果评价。结果表明:综采工艺虚拟仿真实验系统在场景展示、原理、综采工艺实操和实验考核方面有很大优势,调动了学生参与实验的积极性和主动性,有利于培养学生创新能力。 展开更多

关键词 综采工艺 虚拟仿真 实验教学 教学评价

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矿业工程实验室数字化建设模式研究与实践 被引量：6

6

作者 徐剑坤 李小林 习丹阳 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第8期151-154,共4页

新一代信息技术与教育的高度融合,极大地改变了知识的存储方式、获取方式及应用方式。为适应新时代特征,作为人才培养重要场所的高校实验室正在经历着数字化变革,传统矿业工程实验室已难以支撑一流人才的培养。基于新一代信息技术的应用... 新一代信息技术与教育的高度融合,极大地改变了知识的存储方式、获取方式及应用方式。为适应新时代特征,作为人才培养重要场所的高校实验室正在经历着数字化变革,传统矿业工程实验室已难以支撑一流人才的培养。基于新一代信息技术的应用,研究探索顶层设计—线上资源建设—传统实验室改造—多层次资源体系构建—线上线下融合运行的数字化实验室建设模式与途径,并在矿业工程学科进行应用。实践表明,实验室运转效率提升,实验资源利用率提高,实验室知识产出增加,学生积极性增强,知识学习与应用效果更加出色。 展开更多

关键词 数字实验室 信息化 建设模式

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微型重载单轴压缩试验机研制及实验教学应用 被引量：1

7

作者 闫莎莎 刘伟韬 +1 位作者 张同军 孔德斌 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第3期153-159,共7页

文章设计了针对标准试件的微型重载单轴压缩试验机,开展了单轴压缩强度实验,获得了完整的应力-应变曲线。与现有岩体力学试验机相比:(1)在满足刚度和应力变形要求下,试验机采用一体式框架设计,具有微型化特点;(2)采用工业机械臂精准控... 文章设计了针对标准试件的微型重载单轴压缩试验机,开展了单轴压缩强度实验,获得了完整的应力-应变曲线。与现有岩体力学试验机相比:(1)在满足刚度和应力变形要求下,试验机采用一体式框架设计,具有微型化特点;(2)采用工业机械臂精准控制技术,伺服电机配合减速机和精密滚珠丝杠,实现了压力输出和进给的精准控制,具有重载和测试精度高特点;(3)省去了油压系统,精简了试验机结构,占地空间小,同样的实验空间可以放置多台设备。试验机的实验教学应用效果表明,该试验机操作性好,便携性强,满足学生动手操作需求,实验数据能够绘制出全应力-应变曲线,符合实验教学要求。今后将持续改进试验机结构,进一步扩大应用范围。 展开更多

关键词 单轴压缩 试验机 微型重载 实验教学

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基于OBE理念的数字化实验教学改革 被引量：43

8

作者 杜学领 张开智 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第1期181-186,共6页

针对传统实验教学存在参与性和可重复性差、安全问题突出、成本高、周期长等问题,文章认为,通过精心设计的数字化实验可实现与OBE理念的高度契合,具有较大的包容度,能够支撑传统实验,满足"新工科"建设对学生能力培养的要求。... 针对传统实验教学存在参与性和可重复性差、安全问题突出、成本高、周期长等问题,文章认为,通过精心设计的数字化实验可实现与OBE理念的高度契合,具有较大的包容度,能够支撑传统实验,满足"新工科"建设对学生能力培养的要求。文章基于OBE理念,提出了进行数字化实验教学设计的基本原理,论述了相应的教学管理特色,并给出了单节课的教学设计实例,对国内基于OBE理念的教学改革和实验改革有借鉴意义。 展开更多

关键词 OBE 实验教学 新工科 数字化实验 教学设计

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基于AISM的高校燃烧与爆炸实验室事故关键致因分析 被引量：5

9

作者 李威君 朱明珠 +1 位作者 刘音 胡相明 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第4期241-246,共6页

高校燃烧与爆炸实验室涉及燃烧、爆炸、高温、高压等危险因素,具有较高的事故风险。结合三类危险源理论辨识出高校燃烧与爆炸实验室爆炸、火灾、中毒、烫伤4种主要事故类型的25个事故致因因素;进而运用对抗解释结构模型(AISM)对因素间... 高校燃烧与爆炸实验室涉及燃烧、爆炸、高温、高压等危险因素,具有较高的事故风险。结合三类危险源理论辨识出高校燃烧与爆炸实验室爆炸、火灾、中毒、烫伤4种主要事故类型的25个事故致因因素;进而运用对抗解释结构模型(AISM)对因素间相关关系进行分析,得到高校燃烧与爆炸实验室事故关键致因。以某高校燃烧与爆炸实验室为例,通过对比AISM模型的UP型和DOWN型有向拓扑层级图,确定出该校燃烧与爆炸实验室事故的5个根源性关键致因因素、5个敏感性关键致因因素、3组互为因果关系的关键致因因素。研究结果为制定更精准的预防事故措施提供了依据,为提高现代高校燃烧与爆炸实验室安全管理效率提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 高校实验室安全 燃烧与爆炸实验室 事故致因分析 对抗解释结构模型

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含不同裂隙数量砂岩注浆前后渗流特性试验研究

10

作者 陈军涛 周浩宇 +4 位作者 喻军健 李果 范铭今 李露 王云昊 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第7期101-111,共11页

【背景】矿井巷道围岩注浆治理灾害是常规手段,裂隙发育程度对注浆加固与封堵效果影响显著。【方法】为明晰裂隙围岩注浆前后抗渗性能变化,选取煤矿沉积岩中最常见的砂岩为研究对象,通过室内试验、数值模拟等综合研究方法,探究不同围压... 【背景】矿井巷道围岩注浆治理灾害是常规手段,裂隙发育程度对注浆加固与封堵效果影响显著。【方法】为明晰裂隙围岩注浆前后抗渗性能变化,选取煤矿沉积岩中最常见的砂岩为研究对象,通过室内试验、数值模拟等综合研究方法,探究不同围压条件下含不同裂隙数量砂岩试样渗透率变化特性,评估注浆处理对其渗流性能的影响特性;借助RockTop多场耦合试验仪,对标准岩石试件进行三轴压缩–渗流试验,研究围压分别6、8和10MPa情况下不同裂隙数量(1、2、3条)注浆/未注浆砂岩应力-应变行为与渗透率变化过程。【结果与结论】(1)将裂隙砂岩注浆后与注浆前的渗透率之比定义为裂隙砂岩注浆修复系数Zs,试验表明裂隙砂岩注浆修复系数越小,试件渗透率的修复程度越高;在相同围压条件下,未注浆试样渗透率随裂隙数量增多提高至原岩的27.6~283.4倍,注浆后试样渗透率比原岩降低了64.32%~98.47%,且裂隙砂岩注浆修复系数呈幂指数下降趋势;裂隙数量相同条件下,围压从6 MPa增加到8、10 MPa,注浆前后砂岩试样渗透率分别降低48.42%~85.30%、53.89%~90.14%。(2)随着裂隙数量的增加,注浆前后砂岩破坏特征表现为砂岩裂隙逐渐从裂隙端部向相邻裂隙扩展并相互连接,形成更复杂的破裂形态和更多的次生裂纹。(3)通过引入工程实际,利用COMSOL、Matlab软件对1、2、3条裂隙呈1∶100生成随机裂隙,通过分析工作面顶板和砂岩含水层底界面水流速度及注浆后效果,验证了在一定范围内砂岩裂隙数量越多,注浆后渗透率修复程度越高的结论,研究结论可为煤炭资源的安全开采和灾害防治提供重要的技术支持和科学指导。 展开更多

关键词 煤矿 裂隙数量 注浆加固 渗流特性 数值模拟 破裂特征 灾害防治

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一流“学科+专业”下安全工程多元人才培养研究 被引量：16

11

作者 刘音 程卫民 +1 位作者 李威君 刘震 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期64-69,共6页

为实现一流学科促进一流专业、一流专业反哺一流学科的建设目标,构建“学科+专业”双驱动牵引下安全工程多元人才培养体系。首先,分析我国安全工程专业建设在课程体系、人才培养机制、教学模式等方面存在的问题,结合“双一流”建设要求... 为实现一流学科促进一流专业、一流专业反哺一流学科的建设目标,构建“学科+专业”双驱动牵引下安全工程多元人才培养体系。首先,分析我国安全工程专业建设在课程体系、人才培养机制、教学模式等方面存在的问题,结合“双一流”建设要求确立安全工程“学科+专业”协调发展机制;然后,通过构建多学科牵引的“安全+”模块化课程体系,基于平台与师资共享、知识体系互补建立“学科+专业”融合机制,基于以学生为中心的教学理念构建四位一体的循环教学模式;最后,以山东科技大学安全工程专业人才培养为例实施验证。结果表明:在“学科+专业”双驱动牵引下,构建安全工程多元人才培养体系可增强学生的创新能力,提升教师的教学水平。 展开更多

关键词 “学科+专业” 安全工程 多元人才培养 “双一流” “双万计划”

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高校实验室模糊综合风险评价与分析 被引量：21

12

作者 吴立荣 屈亚龙 程卫民 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第2期300-303,共4页

高校实验室含危险有害因素种类多、数量大,事故后果严重。为了降低高校实验室事故发生带来的损失和危害,根据安全评价原理和安全评价指标体系建立原则,从安全规章制度、人的因素、仪器设备与化学品、管理与使用、应急管理5个方面建立全... 高校实验室含危险有害因素种类多、数量大,事故后果严重。为了降低高校实验室事故发生带来的损失和危害,根据安全评价原理和安全评价指标体系建立原则,从安全规章制度、人的因素、仪器设备与化学品、管理与使用、应急管理5个方面建立全面、合理的高校实验室安全评价指标体系。通过专家咨询法和层次分析法确定1级、2级评价指标的权重,采用模糊综合评价法对高校实验室进行安全评价,确定实验室安全等级。根据高校实验室安全评价过程和评价结果分析影响实验室安全的关键因素,在此基础上,结合安全管理理论,制定有针对性的安全对策,对于预防高校实验室事故发生具有重要的意义。 展开更多

关键词 实验室 层次分析法 模糊综合评价 评价指标 安全对策

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高校电子实验室风险评价体系构建与分析 被引量：14

13

作者 刘音 胡文静 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第6期281-284,共4页

目前,在实验室仪器设备管理及操作规范方面存在着一些安全隐患亟待解决。以某高校电子实验室为例,从安全操作规程、仪器设备管理、用电负荷、人员管理、安全教育5个方面建立电子实验室风险评价体系,进行风险辨识。根据评价指标体系制定... 目前,在实验室仪器设备管理及操作规范方面存在着一些安全隐患亟待解决。以某高校电子实验室为例,从安全操作规程、仪器设备管理、用电负荷、人员管理、安全教育5个方面建立电子实验室风险评价体系,进行风险辨识。根据评价指标体系制定的安全检查表,与风险指数矩阵相结合,确定电子实验室检查项目的风险等级,从而提出相应的安全对策,以避免事故的发生。 展开更多

关键词 风险评价体系 安全隐患 电子实验室 安全对策

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基于G1-熵权法的高校化工实验室多级可拓评价 被引量：8

14

作者 刘音 马吉燕 +3 位作者 陈森 吴海凤 王昊宇 胡文静 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第3期268-272,共5页

化工类实验室由于实验内容的特殊性以及实验设备的复杂性,具有高温高压、易燃易爆、中毒等危险,实验室安全建设面临更大的挑战。为系统地对化工实验室的安全水平进行评价,建立了化学品安全、设备安全、应急管理、管理保障、风险防控等5... 化工类实验室由于实验内容的特殊性以及实验设备的复杂性,具有高温高压、易燃易爆、中毒等危险,实验室安全建设面临更大的挑战。为系统地对化工实验室的安全水平进行评价,建立了化学品安全、设备安全、应急管理、管理保障、风险防控等5个一级指标以及22个二级指标。利用G1法和熵权法确定指标的综合权重,并运用可拓性评价对实验室安全等级进行评定,针对不安全因素提出相应的安全对策,评价结果表明实验室整体安全水平较高,但是化学品以及工业设备风险等级较高,仍有较大的提升空间。 展开更多

关键词 化工实验室 指标体系 G1-熵权法 可拓性评价 安全对策

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基于鱼刺图与GAHP的高校煤化工实验室风险评价 被引量：4

15

作者 刘音 石汶夕 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第7期302-306,共5页

高校煤化工实验室涉及多种危化品、特殊设备仪器的使用。因此,基于“4M”事故致因理论,运用鱼刺图从人、物、管、环4个方面分析引起实验室安全事故的潜在因素;建立煤化工实验室风险评价指标体系,按内容分为5个一级指标和21个二级指标。... 高校煤化工实验室涉及多种危化品、特殊设备仪器的使用。因此,基于“4M”事故致因理论,运用鱼刺图从人、物、管、环4个方面分析引起实验室安全事故的潜在因素;建立煤化工实验室风险评价指标体系,按内容分为5个一级指标和21个二级指标。进而以某高校煤化工实验室为例,采用灰色层次分析法,确定实验室安全等级及各指标的权重。根据得到的结果,提出相应的安全整改措施。 展开更多

关键词 煤化工实验室 “4M”事故致因理论 鱼刺图 灰色层次分析法

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真三轴实验下梁宝寺煤矿掘进工作面煤体应力—渗流关系研究及应用 被引量：4

16

作者 郭阳阳 孙路路 +1 位作者 王鹏飞 冯如训 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第2期1-5,共5页

针对梁宝寺煤矿3434掘进工作面作业期间瓦斯浓度较高的实际问题,以瓦斯防治为研究目的。运用自行研制的真三轴气—固耦合煤体渗流实验系统,根据掘进工作面周围煤体应力分布情况,开展了卸载围压和加载轴压实验,研究各应力分区煤体渗透率... 针对梁宝寺煤矿3434掘进工作面作业期间瓦斯浓度较高的实际问题,以瓦斯防治为研究目的。运用自行研制的真三轴气—固耦合煤体渗流实验系统,根据掘进工作面周围煤体应力分布情况,开展了卸载围压和加载轴压实验,研究各应力分区煤体渗透率演化规律,分析瓦斯赋存情况。研究结果表明:卸压区渗透率增大,适宜瓦斯逸散;应力增高区渗透率下降,瓦斯难以逸散。根据实验结果和应力分区特点设计出瓦斯治理方案,并进行工程实践。实践结果显示:采用超前钻孔抽采煤层瓦斯后,掘进工作面瓦斯浓度由0.53%~0.76%降至0.35%以下,证明应力—渗流关系研究结果正确。 展开更多

关键词 深部矿井 掘进工作面 真三轴实验 采动应力 瓦斯治理

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模拟矿井综合实践教学平台安全风险评价研究 被引量：7

17

作者 刘音 崔向峥 +2 位作者 高天 冯肖 刘洋 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2018年第9期265-269,共5页

该文从模拟矿井实训教学平台安全规章制度、仪器设备管理、人员管理等6个方面进行风险识别,建立了模拟矿井综合实践教学平台风险评价指标体系,结合模糊综合评价法得出平台模糊综合评价模型。以山东科技大学模拟矿井综合实习实训教学平... 该文从模拟矿井实训教学平台安全规章制度、仪器设备管理、人员管理等6个方面进行风险识别,建立了模拟矿井综合实践教学平台风险评价指标体系,结合模糊综合评价法得出平台模糊综合评价模型。以山东科技大学模拟矿井综合实习实训教学平台为例进行了风险评价实证研究,根据综合评价结果对存在的安全隐患提出相应的整改措施。 展开更多

关键词 模拟矿井 综合实践教学平台 安全风险评价 模糊综合评价 整改措施

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基于模糊综合评价法的实验室火灾风险评价 被引量：6

18

作者 刘音 王瑞雪 +2 位作者 刘洋 冯肖 崔向峥 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第8期321-325,共5页

通过收集国内外火灾风险评价方法,总结了火灾风险评价的研究现状,分析了实验室现状及进行火灾风险评价的意义。以通风工程仿真实验室为例,从建筑物属性、灭火能力、火灾负荷等6个方面对通风工程仿真实验室火灾进行风险识别,建立了通风... 通过收集国内外火灾风险评价方法,总结了火灾风险评价的研究现状,分析了实验室现状及进行火灾风险评价的意义。以通风工程仿真实验室为例,从建筑物属性、灭火能力、火灾负荷等6个方面对通风工程仿真实验室火灾进行风险识别,建立了通风工程仿真实验室火灾风险评价指标体系。在此基础上,通过专家评分法确定指标集的权重,结合模糊综合评价法得出通风工程仿真实验室模糊综合评价模型。以通风工程仿真实验室为例进行了火灾风险评价实证研究,得出通风工程仿真实验室的安全等级为比较安全,最后根据综合评价结果提出相应的对策措施,为进行实验室火灾风险评价提供了理论指导。 展开更多

关键词 通风工程仿真实验室 火灾风险 模糊综合评价 防治措施

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以“锚杆支护”综合性实验设计为例探讨“新工科”背景下综合性实验的设计方法 被引量：9

19

作者 杜学领 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第9期159-164,共6页

教学视角下的综合性实验是由若干个实验组成的一个实验系统,系统的每一个分支服务于该系统核心目的的达成。"新工科"背景下综合性实验改革可从传统实验的升级改造、强化实验间的系统性逻辑、适当融入"新工科"的&qu... 教学视角下的综合性实验是由若干个实验组成的一个实验系统,系统的每一个分支服务于该系统核心目的的达成。"新工科"背景下综合性实验改革可从传统实验的升级改造、强化实验间的系统性逻辑、适当融入"新工科"的"新"、加强和完善实验实践共同体协同共享平台建设等方面展开。结合已有教学设计经验,针对近年来综合性实验教学中存在的问题,提出"一核多源递进系统反馈设计"的综合性实验设计理论,并结合采矿工程专业核心课程,探讨了以该理论为指导的锚杆支护综合性实验设计。 展开更多

关键词 锚杆支护 矿山压力 实验教学 新工科 综合性实验

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应力-渗流耦合作用下不同卸荷路径对砂岩损伤特性及能量演化规律的影响研究 被引量：11

20

作者 张培森 许大强 +3 位作者 颜伟 张晓乐 董宇航 赵铭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期325-339,共15页

岩体灾害发生的本质是能量驱动下的一种失稳现象,受开挖卸荷扰动影响导致的岩体结构破裂失稳是诱发采场突水等动力灾害的主要原因之一。为探究开挖卸荷过程对岩体结构破裂的影响,明晰围岩劣化损伤规律及突水等动力灾害孕育机制,针对应力... 岩体灾害发生的本质是能量驱动下的一种失稳现象,受开挖卸荷扰动影响导致的岩体结构破裂失稳是诱发采场突水等动力灾害的主要原因之一。为探究开挖卸荷过程对岩体结构破裂的影响,明晰围岩劣化损伤规律及突水等动力灾害孕育机制,针对应力-渗流耦合因素影响下岩石损伤特性及能量演化规律研究较少的特点,采用Rock Top多场耦合试验仪,在应力-渗流耦合作用下对砂岩开展了常规三轴(C组)、不同初始损伤程度常规卸围压(W组)及循环加卸围压(X组)3种应力路径下的岩石损伤特性及能量演化规律试验研究。试验结果表明:岩石能量演化规律与应力-应变曲线具有明显相关性,基于岩石弹性应变能演化特征,将常规三轴压缩(C组)下岩石应力-应变曲线分为5个阶段,并对每个阶段U_(1)、U_(3)、U_(e)、U_(d)及渗透率变化特点进行了详细阐释(U_(e)为弹性应变能,U_(d)为耗散能,U_(1)为轴向应力对岩石做正功转化的岩石应变能,U_(3)为做负功所释放的应变能);常规卸围压过程中,U_(1)、U_(3)演化规律与C组岩石基本一致,但U_(3)负增长更为显著,岩石输入能逐渐从以U_(e)为主导转变为以U_(d)为主导,初始损伤程度对该规律无明显影响,卸围压过程中渗透率呈波动上升趋势,围压与渗透率呈负相关;循环加卸围压过程中,各能量演化规律与W组岩石基本一致,仅因时间效应而导致能量积累量存有差异。整体来看,无论何种应力路径,峰前阶段岩石均以U_(e)为主导,以能量存储为主,峰后阶段则以能量释放及耗散为主,轴向应力加载是U_(e)得以快速积累的主要影响因素,围压改变不足以引起U_(e)发生较大变化,轴向载荷作用为工程致灾的主要影响因素。此外,岩石损伤变量与围压存在明显负相关,围压越大,岩石U_(e)释放比例越小,岩石损伤越小,围压束缚作用可有效提高岩石储能能力并抑制岩石能量的耗散与释放。 展开更多

关键词 岩石力学 应力-渗流耦合 卸荷路径 损伤特性 能量演化

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