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采空区球体组装模型与多孔介质流动压损预测

煤炭科学技术 2024年

作者：陈方兴郝小礼陈世强李轶群李石林鲁义湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南科技大学土木工程学院

快速预测采空区内部流动损失，一直是煤矿精准防灭火的关键问题。围绕采空区多孔介质流动，提出球体组装的采空区多孔介质物理模型，结合模型几何特征，找到流动的最小体元，并划分出该流动的四个阶段。基于纳维-斯托克斯（N-S）方程，... 详细信息

快速预测采空区内部流动损失，一直是煤矿精准防灭火的关键问题。围绕采空区多孔介质流动，提出球体组装的采空区多孔介质物理模型，结合模型几何特征，找到流动的最小体元，并划分出该流动的四个阶段。基于纳维-斯托克斯（N-S）方程，建立表观速度、球径、动力粘度、流体密度与压损的关系式，得到四个阶段的压损计算式，进一步，采用时间比重的加权方法，建立了单位长度压损模型JT/L，符合Forchheimer方程形式。应用该模型预测了压损数值，对比了数值模拟结果和Ergun方程的预测值，结果表明：对数值模拟结果的影响，相比出入口效应，发现边壁效应更大，经优化确定模型为16×7的多球组装体接枝组合；对于该接枝组合内的多孔介质流动，在层流和近层流时，Ergun预测值与数值模拟结果的相对误差小于8%；引入孔隙率为0.375的多孔介质实验数据，开展无量纲分析，验证了数值模拟结果的可靠性，但是，单位长度压损模型JT/L预测值的误差最大值达69.9%，实为将N-S方程简化成一维而引起的；定义修正系数K，表征三维流动的影响，雷诺数(Rem)低于10，K=2.84，雷诺数为10～3000时，K=6.56Rem-0.334；最终，得到了拟三维的JT'/L计算模型，当雷诺数低于10，预测值的误差小于6%，在雷诺数10～3000范围内，误差低于10%。结论表明，基于球体组装模型的采空区拟三维多孔介质流动压损计算模型，可快速预测出雷诺数不超过3000的单位长度压损，有助于科学指导采空区精准防灭火的工程实践。

关键词：压力损失多孔介质模型时间比重边壁效应修正系数

基于动态贝叶斯网络的蒽醌法制备双氧水工艺风险评估

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中国安全科学学报 2024年第2期34卷 110-116页

作者：张术琳王澜凝鲁义湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为降低因蒽醌法制备双氧水而引起的火灾爆炸风险,从蒽醌法制备双氧水工艺中选取危险性较大的萃取净化工序展开风险评估。首先,分析该工序的危险源,采用Freefta软件建立事故树模型,在该模型的基础上使用GeNIe软件绘制事故树转换的动态贝... 详细信息

为降低因蒽醌法制备双氧水而引起的火灾爆炸风险,从蒽醌法制备双氧水工艺中选取危险性较大的萃取净化工序展开风险评估。首先,分析该工序的危险源,采用Freefta软件建立事故树模型,在该模型的基础上使用GeNIe软件绘制事故树转换的动态贝叶斯网络模型;然后,运用专家打分法和模糊分析法计算模型中基本事件的先验概率,运用GeNIe软件在设定的前置条件下计算模型中基本事件的后验概率;最后,比较先验、后验概率之间的变化幅度,确定重要基本事件,揭示引起火灾爆炸的危险源并制定应急处置技术。结果表明:降解物与杂质造成污染、工艺副反应产生并增多、催化剂失效以及双氧水自身化学性质活跃4种重要危险源对萃取净化工序火灾爆炸影响最大;从阻止火灾蔓延与液体疏通的角度针对重要危险源制定应急处置技术效果较好。

关键词：蒽醌法制备工艺双氧水动态贝叶斯网络风险评估事故树应急处置技术

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磷石膏基自产气膨胀浆体防灭火性能研究

中国安全科学学报 2024年第3期34卷 148-154页

作者：吴芳华施式亮鲁义谷旺鑫谭嘉乐刘蔚廷湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为防治煤矿顶煤和上分层遗煤自燃等高位火源灾害,以工业固废物磷石膏为基料,加入碳酸氢钠和聚丙烯酰胺等成分,制备出一种自产气膨胀浆体。首先,应用热重(TG)分析仪研究浆体在不同升温速率下的热稳定性;然后,采用自行搭建的隔热性能测试... 详细信息

为防治煤矿顶煤和上分层遗煤自燃等高位火源灾害,以工业固废物磷石膏为基料,加入碳酸氢钠和聚丙烯酰胺等成分,制备出一种自产气膨胀浆体。首先,应用热重(TG)分析仪研究浆体在不同升温速率下的热稳定性;然后,采用自行搭建的隔热性能测试系统测试浆体的隔热性;最后,通过灭火试验研究浆体的灭火降温性能。结果表明:磷石膏基自产气膨胀浆体在160℃以下时存在35%~46%的质量损失,当温度大于160℃时,浆体的质量分数不再发生改变;浆体堆积厚度达到30 mm时,有效隔热时间超过139 min,可实现对煤自燃危险区域较好的覆盖;浆体通过在煤堆裂隙中膨胀扩散,自下而上完全包裹碎煤,隔绝氧气,具有良好的降温灭火性能,注浆36 min后,各点位温度已全部降低至50℃以下,未出现复燃现象。

关键词：磷石膏基自产气膨胀浆体煤自燃热稳定性隔热性能灭火降温有效隔热时间

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无机盐与多糖复配对泡沫灭火剂理化性能影响

中国安全科学学报 2024年第3期34卷 137-147页

作者：康文东鲁义张作彬李贺邢宇霆周钦云湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为进一步提升环保型泡沫灭火剂灭火效能,以α-烯烃磺酸钠(AOS)和磷酸酯两性有机硅(PBSS)为表面活性剂,无机盐和多糖为稳泡剂,制备环保型泡沫灭火剂。基于无机盐与多糖复配对泡沫灭火剂表面张力、起泡性和稳定性的影响,提出稳泡剂复配体... 详细信息

为进一步提升环保型泡沫灭火剂灭火效能,以α-烯烃磺酸钠(AOS)和磷酸酯两性有机硅(PBSS)为表面活性剂,无机盐和多糖为稳泡剂,制备环保型泡沫灭火剂。基于无机盐与多糖复配对泡沫灭火剂表面张力、起泡性和稳定性的影响,提出稳泡剂复配体系的泡沫稳定机制。结果表明:无机盐和多糖复配能进一步提升泡沫灭火剂的理化性能,以0.025%黄原胶/0.125%明胶/0.1%氯化镁为稳泡剂所制备泡沫灭火剂的综合性能最佳,表面张力为24.34 mN/m,初始泡沫高度118.81 mm,25%析液时间为132.1 s。稳泡剂体系的稳泡机制归因于黄原胶和明胶在泡沫溶液中形成氢键,极大地增强泡沫液膜的表面强度,从而有效减缓泡沫的析液和气泡的粗化;Mg^(2+)与AOS/PBSS头基产生静电作用而吸附于头基周围,削弱头基间的静电排斥作用,使得单位面积上表面活性剂浓度增加,进一步增强泡沫稳定性。

关键词：无机盐多糖复配泡沫灭火剂理化性能泡沫稳定性

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地层露头电性频谱参数快速测量装置研究

地球物理学进展 2024年

作者：程辉刘琰詹少全廖秀英付国红湖南科技大学江苏省地质局

针对野外地层露头电性频谱参数测量设计了一种频谱观测装置。信号发送端采用多档电流扩流输出或电压功率放大输出，增加发送信号负载能力；接收端与发送端在共时钟同步的基础上通过相干检波提高装置的抗干扰能力，并采用微弱信号检测技... 详细信息

针对野外地层露头电性频谱参数测量设计了一种频谱观测装置。信号发送端采用多档电流扩流输出或电压功率放大输出，增加发送信号负载能力；接收端与发送端在共时钟同步的基础上通过相干检波提高装置的抗干扰能力，并采用微弱信号检测技术设计前置放大、信号调理等电路提高通道的信噪比。通过标准阻容网络模型校准观测装置并进行现场实验，实现了对地下导电介质的频谱观测。结果表明：该装置具有信号发送模式和多档位切换功能，自动变频测量，操作简便，观测结果对选择勘探方法、建立地球物理模型以及地质解释起到一定的支撑作用。

关键词：电法地层露头电性参数频谱测量

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青藏高原现代冰川冰缘区形变研究综述

地理科学 2024年第7期44卷 1133-1141页

作者：贺璐方王欣王琼张法刚雷东钰尹力辰张勇魏俊锋湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

冰缘区系冻融作用强烈的冻土区,易发生地表隆沉、失稳滑移等形变,是冰川灾害的物源区。系统解析冰缘区活动层水-热-力效应引起形变的作用机制,对研究冰缘区地表形变类型和冰川灾害防治具有重要意义。当前青藏高原发育现代冰川冰缘区面积... 详细信息

冰缘区系冻融作用强烈的冻土区,易发生地表隆沉、失稳滑移等形变,是冰川灾害的物源区。系统解析冰缘区活动层水-热-力效应引起形变的作用机制,对研究冰缘区地表形变类型和冰川灾害防治具有重要意义。当前青藏高原发育现代冰川冰缘区面积1.05×10^(6) km^(2),其中在过去几十年由于冰川退缩新增冰缘区面积约0.15×10^(5) km^(2)。冰缘区在气候、地形和现代冰川作用的综合影响下,产生以冻胀融沉为机理的垂直形变和以重力运移为主导的水平形变。未来研究应利用多源数据,结合冰缘区历史地表形变环境及致灾过程,借助人工智能实现现代冰川冰缘区地质灾害高效识别和预测预报,完善现代冰川冰缘区形变的监测-模拟-预测体系,为区域防灾减灾提供基础数据与理论支撑。

关键词：青藏高原现代冰川冰缘区多年冻土形变监测

激光增材制造网状结构金属基复合材料的研究进展

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1052-1070页

作者：伍子纯刘阳李海尊谭振国唐楠宋宇峰刘筱陈宇强湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 湖南科技大学高功效轻合金构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心湘潭411201 湖南西交智造科技有限公司湘潭411100

相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制... 详细信息

相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制造技术可实现对网状结构的精细化调控,为网状结构金属基复合材料的进一步发展提供了新的途径。本文综述了高能量激光束诱导马兰戈尼对流作用下网状结构金属基复合材料的形成机理、影响网状结构形成的因素、不同类型网状结构的显微组织结构特征,分析了网状结构金属基复合材料的多段弯曲断裂、微孔聚集断裂等断裂机制,阐述了在霍尔−佩奇、奥罗万、泰勒、载荷传递等强化机制共同作用下的强化机理,以及独特的增强相贫、富区协同作用下的韧化机理,并对其未来的研究方向进行了展望。

关键词：网状结构激光增材制造金属基复合材料断裂机制强韧化机理

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管理者短视、分析师关注与企业数字化转型

武汉金融 2024年第3期 61-68页

作者：罗喜英许博华刘伟湖南科技大学商学院

本文以2012—2021年沪深A股上市公司为研究样本,探究管理者短视对企业数字化转型的影响以及分析师关注的调节效应。研究发现,管理者短视抑制了企业数字化转型,并且较高的分析师关注加剧了管理者短视对企业数字化转型的抑制效应。影响机... 详细信息

本文以2012—2021年沪深A股上市公司为研究样本,探究管理者短视对企业数字化转型的影响以及分析师关注的调节效应。研究发现,管理者短视抑制了企业数字化转型,并且较高的分析师关注加剧了管理者短视对企业数字化转型的抑制效应。影响机制分析结果表明,管理者短视通过减少企业研发投入、降低企业财务柔性来抑制企业数字化转型。异质性分析结果显示,管理者短视对企业数字化转型的抑制效应在非国有企业、内部监督程度较低的企业中影响更强。本文研究结论对促进企业的数字化转型以及高层次管理人才聘任提供了一定的政策启示。

关键词：管理者短视数字化转型分析师关注研发投入财务柔性

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改性稻壳生物炭对水中金霉素和土霉素的吸附特征

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地球与环境 2024年

作者：宋红柚许中坚梅华贤湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南科技大学化学化工学院

以稻壳生物炭(BC)为原料，采用KOH和KMnO4进行改性，得到改性生物炭K-BC、Mn-BC和共改性生物炭K-Mn-BC。采用BET、SEM和FTIR等手段对其微观结构和组成进行表征，通过初始浓度、pH和温度等单因素实验研究改性前后生物炭对盐酸金霉素(CTC... 详细信息

以稻壳生物炭(BC)为原料，采用KOH和KMnO4进行改性，得到改性生物炭K-BC、Mn-BC和共改性生物炭K-Mn-BC。采用BET、SEM和FTIR等手段对其微观结构和组成进行表征，通过初始浓度、pH和温度等单因素实验研究改性前后生物炭对盐酸金霉素(CTC)、盐酸土霉素(OTC)的吸附行为和去除率影响。结果表明，KOH活化会制造更多的炭结构缺陷，比表面积和孔体积可达685.99 m2/g和0.34 cm3/g，较原始生物炭提高了1倍以上。准二级动力学和Freundlich模型可以较好地拟合生物炭吸附CTC和OTC的过程。热力学分析表明，稻壳生物炭对CTC、OTC的吸附是一个自发的吸热过程。溶液pH、二价阳离子对吸附影响比较大；稻壳生物炭吸附水中CTC、OTC主要是通过氢键作用、静电作用及π-π堆积作用。K-BC吸附效果较BC显著提高，且环境适应性更强，对水中CTC、OTC的去除具有较大的应用潜力。

关键词：改性稻壳生物炭金霉素土霉素吸附机制