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基于8.309μm QCL的硫化氢/甲烷开路式检测方法研究

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光学精密工程 2024年第4期32卷 467-477页

作者：李俊范斌斌曾庆杰张家瑞马天翟小伟郝乐肖安山张贺王振西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054 中石化安全工程研究院有限公司化学品安全全国重点实验室山东青岛266000

H_(2)S,CH_(4)多组分气体浓度测量技术的研究对石油石化行业的安全生产有重要意义。基于中红外TDLAS技术,选用中心波长为8.309μm的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)为检测光源,搭建30 m长距离的遥测实验系统,使用WMS波长调... 详细信息

H_(2)S,CH_(4)多组分气体浓度测量技术的研究对石油石化行业的安全生产有重要意义。基于中红外TDLAS技术,选用中心波长为8.309μm的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)为检测光源,搭建30 m长距离的遥测实验系统,使用WMS波长调制法对H2S,CH4气体的吸收谱线进行连续调谐与扫描,并对高频正弦载波进行了最优深化调制,实现了H2S,CH4多组分气体的同时测量。实验将H2S与5%体积分数的高浓度水汽进行混合测量,分析并验证了该波段的水汽吸收难以对测量造成交叉干扰的优良特性,并利用Savitzky-Golay平滑滤波器提高了检测信号的信噪比。通过遥测实验,分析了15 m,30 m不同遥测距离对检测信号的影响,并利用增加积分时间与计算信噪比的方法,得到了128.75×10^(-9)m的遥测最低限。最后,Allan方差的计算结果表明,当积分时间为183 s,142 s时,系统对H2S,CH4气体的最低检测下限分别为0.593×10^(-9)和1.160×10^(-9)。本文的研究结果为中红外波段H2S,CH4多组分气体的高灵敏度、同时测量提供了一种有效途径,为多组分气体的遥测应用提供了参考。

关键词：中红外硫化氢量子级联激光器多组分气体遥测

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埋地天然气管道泄漏振动信号传播特性研究

石油机械 2024年第1期52卷 138-144页

作者：李俊张家瑞范斌斌马天王振翟小伟西安科技大学安全科学与工程学院陕西省煤火灾害防治重点实验室中石化安全工程研究院有限公司

埋地天然气管道泄漏引起的气流会推动周边土壤产生振动。通过测量加速度可对振动信号在土壤中的衰减进行测量,从而判断有无泄漏。通过模拟埋地管道气体泄漏,使用加速度传感器测量泄漏孔径2、4、6 mm,泄漏压力1.5、2.5、3.5 MPa工况下的... 详细信息

埋地天然气管道泄漏引起的气流会推动周边土壤产生振动。通过测量加速度可对振动信号在土壤中的衰减进行测量,从而判断有无泄漏。通过模拟埋地管道气体泄漏,使用加速度传感器测量泄漏孔径2、4、6 mm,泄漏压力1.5、2.5、3.5 MPa工况下的加速度信号,分析了不同泄漏压力条件下的加速度信号在不同土壤介质的传播特性。结合ABAQUS软件对不同土壤介质的加速度衰减规律进行了仿真。研究结果表明,峰值加速度信号在土壤中呈指数衰减特性,试验结果与仿真结果符合较好。研究结果可指导埋地天然气管道泄漏监测传感器的选型敷设和天然气管道的施工,防止事故的发生。

关键词：天然气管道泄漏监测加速度振动特性

安全工程专业本硕一体化学术型人才培养模式的路径研究

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中文科技期刊数据库（文摘版）教育 2024年第9期 0001-0004页

作者：王凯邓军易欣王莉翟小伟西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054

围绕当前安全工程专业学术型人才培养需求,剖析了本硕贯通式学术型人才培养面临的主要问题,以具有矿山特色的西安科技大学安全工程专业为例,从优化人才培养方案、改革课程教学体系、搭建实践创新平台、强化师资队伍建设、构建评价反馈... 详细信息

围绕当前安全工程专业学术型人才培养需求,剖析了本硕贯通式学术型人才培养面临的主要问题,以具有矿山特色的西安科技大学安全工程专业为例,从优化人才培养方案、改革课程教学体系、搭建实践创新平台、强化师资队伍建设、构建评价反馈机制等方面提出了新的路径。通过实践发现,安全工程专业本硕贯通式学术型人才培养在传统培养模式基础上,融入科教融合理念,从专业课程内容、实践创新平台、本科生导师制与评价反馈等方面进行改革,能够适应新工科背景下的学术型人才培养要求,提升人才培养质量。

关键词：安全工程本硕一体化人才培养实践创新课程思政

“双一流”建设背景下矿井火灾防治课程线下教学实践探索

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高教学刊 2024年第7期10卷 25-28页

作者：王凯邓军翟小伟张妮西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室西安710054

围绕当前线下一流课程建设中存在的难题,以具有煤矿安全特色的西安科技大学安全工程专业矿井火灾防治课程为例,分析课程教学面临的主要问题,探讨教学改革的必要性及相关举措成效,提出课程发展新思路。研究实践发现,课程教学应在传统理... 详细信息

围绕当前线下一流课程建设中存在的难题,以具有煤矿安全特色的西安科技大学安全工程专业矿井火灾防治课程为例,分析课程教学面临的主要问题,探讨教学改革的必要性及相关举措成效,提出课程发展新思路。研究实践发现,课程教学应在传统理论内容建设基础上,通过融入思政元素与科研创新训练,把专业知识与科学精神的培养相结合,加强课程内涵建设,培养学生分析和解决矿井火灾问题的能力,以适应“双一流”建设新形势下的人才培养需求,为我国煤炭行业培养“留得住、用得上、干得好”的高层次研究、技术和管理人才。

关键词：新工科科教融合线下一流课程教学改革矿井火灾防治

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基于ARIMA模型的矿井灾害预测方法研究

煤炭技术 2024年第6期43卷 165-168页

作者：翟小伟周翔宋波波郝乐西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 西安科技大学陕西省煤火灾害防控重点实验室西安710054 陕西高校青年创新团队-矿山应急救援创新团队西安710054

矿井灾害频发是影响我国煤炭产业发展的重要问题之一,灾前预警技术是目前应对这一问题的主要方法。为进一步提升矿井灾害监测预警能力,提出了基于ARIMA模型的矿井灾害预测方法研究。通过确立灾害风险监测指标构建了安全态势评估指标体系... 详细信息

矿井灾害频发是影响我国煤炭产业发展的重要问题之一,灾前预警技术是目前应对这一问题的主要方法。为进一步提升矿井灾害监测预警能力,提出了基于ARIMA模型的矿井灾害预测方法研究。通过确立灾害风险监测指标构建了安全态势评估指标体系,基于时序预测法建立了灾害预测评估模型,经模型定阶及训练等过程确定最佳ARIMA预测模型参数。通过研究模型残差的正态性分布从而得到预测模型可靠度,将ARIMA(10,0,0)模型与时间序列拟合后进行自相关图和偏自相关图分析,得到了风险灾害未来短期预测结果;提出了“红橙黄蓝绿”5级灾害预警等级和准则,并进行了现场应用试验,结果证明,ARIMA模型对未来值的预测具有较高准确性,系统能及时对灾害进行预测和分级响应,可实现对矿井灾害的风险判别和预测预警。

关键词：矿井灾害指标体系评估模型预警准则

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梅花井煤矿2号煤自燃特征及分级预警

陕西煤炭 2024年第10期43卷 39-43,59页

作者：马海生马魏周翔张彦吉刘龙翟小伟国家能源集团宁夏煤业公司梅花井煤矿宁夏银川751400 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054 陕西高校青年创新团队矿山应急救援创新团队陕西西安710054

实现矿井煤自燃火灾的早期预警和高效防控的关键是确定煤自燃特征参数和分级预警体系。通过煤自燃程序升温试验得到了梅花井煤矿2号煤层工作面煤样在不同氧气浓度下耗氧速率,CO、C_(2)H_(4)等气体随温度的变化规律,结合现场数据,确定了... 详细信息

实现矿井煤自燃火灾的早期预警和高效防控的关键是确定煤自燃特征参数和分级预警体系。通过煤自燃程序升温试验得到了梅花井煤矿2号煤层工作面煤样在不同氧气浓度下耗氧速率,CO、C_(2)H_(4)等气体随温度的变化规律,结合现场数据,确定了采空区煤自燃预测指标气体为CO、CH_(4)、C_(2)H_(4)和C_(2)H_(6),并将格氏火灾系数R_(2)、R_(3)和C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)作为辅助煤自燃预测指标。最终将梅花井煤矿煤自燃指标预警等级划分为“绿、黄、蓝、橙、红”5级预警,设置气体临界阈值,实现了梅花井煤矿工作面煤自燃隐患的识别防控,对于保障工作面的安全高效开采具有重要的指导意义。

关键词：煤自燃指标气体格氏火灾系数自燃特征分级预警

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煤氧化过程中热物性参数变化规律研究

煤炭技术 2024年第9期43卷 123-127页

作者：任立峰翁腾飞陶帆李青蔚马腾翟小伟西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室西安710054 陕西高校青年创新团队-矿山应急救援创新团队西安710054

为了研究煤氧化过程中热物性变化规律,采用LF457激光导热仪测量不同变质程度煤样,在空气与氮气条件下30℃~300℃温度升温过程中的热扩散系数、导热系数与比热容,并确定了热物性参数对温度的敏感性。试验结果表明:在30℃~300℃氮气环境下... 详细信息

为了研究煤氧化过程中热物性变化规律,采用LF457激光导热仪测量不同变质程度煤样,在空气与氮气条件下30℃~300℃温度升温过程中的热扩散系数、导热系数与比热容,并确定了热物性参数对温度的敏感性。试验结果表明:在30℃~300℃氮气环境下,随温度的升高,比热容和导热系数逐步提高,而热扩散系数逐渐减小。同时热物性参数的变化率随温度也不断减小。在空气条件下,热扩散系数随温度升高先减小后增大,比热容为逐渐增大后趋于稳定,导温系数持续增大,其中热扩散系数的变化率先降低后增加,导热系数随比热容而持续减小。在温度达到210℃前空气与氮气条件下的热物性变化规律相似,当温度超过210℃,空气条件下煤与氧气发生反应是导致热物性参数的变化的主要因素。此外,在相同温度下比热容的敏感性最大。试验结果对热物性的探讨和煤火灾害预防工作具有必要的指导意义。

关键词：煤热物性参数氧化敏感性激光导热仪

瓦斯矿井工作面火区封闭后爆炸危险性快速预测方法

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煤炭学报 2016年第9期41卷 2251-2255页

作者：翟小伟来兴平西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054

为了对高瓦斯矿井工作面煤自燃火区封闭后甲烷爆炸危险性进行有效预测,利用质量守恒定律对封闭火区在短时间内甲烷和氧气体积分数的变化规律进行推演,构建封闭火区内甲烷和氧气的积聚模型,分析火区封闭以后采空区内的气体体积分数的变... 详细信息

为了对高瓦斯矿井工作面煤自燃火区封闭后甲烷爆炸危险性进行有效预测,利用质量守恒定律对封闭火区在短时间内甲烷和氧气体积分数的变化规律进行推演,构建封闭火区内甲烷和氧气的积聚模型,分析火区封闭以后采空区内的气体体积分数的变化规律及关键影响因素,基于时间交集理论对火区封闭后甲烷爆炸危险性展开讨论,应用甲烷、氧气积聚模型对某矿火区封闭后的甲烷爆炸性进行估算,得到了甲烷爆炸的可能性及发生时间,及时采取相应的预防措施,成功地避免了火区封闭后甲烷爆炸事故。

关键词：煤自燃火区封闭气体运移规律危险性预测瓦斯爆炸

钼致雄鼠生殖损伤机制研究及槲皮素对其的保护作用

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钼致雄鼠生殖损伤机制研究及槲皮素对其的保护作用

作者：翟小伟河南科技大学

学位级别：硕士

本试验主要研究槲皮素（Que）对钼（Mo）致雄性小鼠生殖功能损伤的缓解作用。通过称量计算小鼠附睾系数，显微镜检测精子的3个参数（精子密度、活力和畸形率），试剂盒检测睾丸组织的生化指标（MDA含量、SOD和GSH-Px活性），测量血液和... 详细信息

本试验主要研究槲皮素（Que）对钼（Mo）致雄性小鼠生殖功能损伤的缓解作用。通过称量计算小鼠附睾系数，显微镜检测精子的3个参数（精子密度、活力和畸形率），试剂盒检测睾丸组织的生化指标（MDA含量、SOD和GSH-Px活性），测量血液和睾丸中4种微量元素（铜、锌、铁和锰）含量的变化，观察睾丸和附睾形态结构的变化等，探索高钼对雄鼠生殖功能的损伤作用及可能机制，获得缓解钼诱导雄性动物生殖功能损伤的有效药物及其较佳剂量。试验分为两个部分：一、钼对小鼠生殖能力的损伤作用和机制的探索旨在获得引起雄性小鼠生殖能力明显降低的最小钼浓度及中毒可能机制。90只健康性成熟ICR小鼠被随机分为6组。分别让其饮用钼浓度为0、12.5、25、50、100、200mg/L的蒸馏水2周，脊柱脱臼法致死小鼠，检测各个参数。结果显示：不同浓度钼处理均可引起各个检测指标的变化，当浓度为100mg/L时，影响作用开始明显。与对照组相比，100mg/L Mo组小鼠附睾系数显著下降(P＜0.01);铜含量显著下降(P＜0.05)，锌和锰含量上升，差异分别为显著和极显著，铁含量基本不变;精子密度和活力显著下降(P＜0.05)，畸形率显著上升(P＜0.01);高钼还可以增加睾丸组织的氧化压力，使MDA含量上升，差异显著，SOD和GSH-Px活性下降，差异分别为显著和极显著;100mg/L Mo还能使睾丸曲细精管内各级生殖细胞散乱，伸长型精子细胞减少，各级生精细胞线粒体空泡化，嵴消失，内质网扩张，附睾上皮细胞脱落，主细胞细胞内空泡化，线粒体空泡化，游离面静纤毛散乱，粗细不均匀，管腔中精子密度降低，精子顶体膜皱起，线粒体肿胀。还发现，适量钼（25mg/L）可以显著降低睾丸的氧化损伤程度，对小鼠的生殖功能起促进作用。100mg/L可以作为研究钼对小鼠生殖功能产生明显毒性作用的剂量。二、槲皮素对钼生殖毒性的缓解作用旨在研究槲皮素对钼诱导的雄鼠生殖参数降低的保护作用。将90只健康性成熟ICR小鼠随机分为6组，分别按照water＋Oil，100mg/L Mo＋Oil，100mg/L Mo＋1mg/mL Que，100mg/L Mo＋3mg/mL Que，100mg/L Mo＋6mg/mL Que，100mg/L Mo＋9mg/mL Que处理2周。检测各个参数表明，6mg/mL Que处理能有效改善雄性小鼠附睾系数、生殖参数及其睾丸和附睾的形态结构，其余浓度槲皮素治疗效果不明显或者无治疗作用;补充6mg/mL Que后，睾丸中SOD和GSH-Px活性显著上升(P＜0.01)，能有效抵抗睾丸的氧化压力;不同剂量槲皮素均能导致睾丸中微量元素含量的变化，而6mg/mL时，微量元素的含量有利于睾丸内抗氧化酶的功能发挥。结论：槲皮素对钼致雄性小鼠睾丸氧化损伤和精液质量下降有一定的缓解作用，较佳剂量是6mg/mL。综上所述，适量浓度的钼可以提高雄性小鼠的生殖功能，而高剂量钼则会明显引起睾丸的氧化损伤，降低精液质量。适量槲皮素能显著降低睾丸的脂质过氧化损伤，保护睾丸和附睾的形态功能，维护小鼠正常的生殖功能，表明槲皮素可以有效对抗钼的生殖毒性。

关键词：高钼生殖功能损伤保护槲皮素