为提高中国氢能安全监管,系统梳理国内外氢能产业发展动态及安全监管框架。在此基础上,从安全监管机构、法律法规、标准体系和科技发展等方面进行对比分析,借鉴国际经验,结合中国实际,从明确监管职责、完善法规供给、健全标准体系、强化科技保障、深化交流合作等5方面提出政策建议。结果表明:全球氢能已进入快速产业化发展阶段,氢能产业发展较为成熟的国家,已构建起以顶层统筹规划、全产业链覆盖监管、标准化体系支撑为核心特征的安全治理体系。相较而言,中国氢能安全监管体系的整体性、标准体系的协调性及关键技术的支撑能力,与氢能产业高速发展的现实需求仍存在差距。需进一步厘清各相关部门在氢能制、储、运、加注及终端应用全链条的监管职责,建立健全跨部门协同监管机制;加快制定系统性的氢能安全专项法律法规,构建覆盖全产业链的标准体系;强化安全技术研发攻关与专业实验平台建设,全面提升我国氢能产业安全监管效能。

为提升我国安全生产治理水平,运用文本分析法编码分析关于安全生产的政策文本,深入了解我国安全生产治理政策体系现状和现存政策的不足。基于独秀数据库和中央人民政府网,选取1949—2024年间颁布的80份政策文本;运用NVivo 12 Plus软件进行编码分析,进而归纳我国安全生产治理政策工具的分布和使用情况。研究结果表明:我国安全生产治理政策工具应用全面,呈现出以事前预防为核心、人才技术为支撑、事中事后协同补充的发展格局。与此同时,现有政策结构尚不均衡,保障性工具作用突出,而促进性与拉动性工具不足,政策工具与治理逻辑要素融合度低,影响治理整体效能。未来需推动优化政策工具结构、平衡治理要素分布、加强政策与要素深度融合,以提升安全生产治理水平。

为解决现有方法在求取厚松散层条件下采空区地表变形预测的概率积分法(PIM)参数时存在精度不高与适配性不足的问题,选取36组采煤工作面地表移动实测数据,通过系统聚类分析(HCA)、熵权法(EWM)及灰色关联度(GRD)分析,筛选采矿地质条件的核心指标,进而融合K折交叉验证和模拟退火算法(SAA)邻域扰动策略优化广义回归神经网络(GRNN)模型,构建SAA-GRNN优化模型,用于求取PIM参数,并以济宁地区45组厚松散层采煤工作面数据开展实例分析。结果表明:7项采矿地质条件指标可划分为3类,经筛选后得到开采厚度M、煤层倾角α、开采深度H、走向采动程度D₃/H和松散层厚度h共5项核心输入指标;SAA-GRNN优化模型的均方误差最大值不超过0.190 4,平均绝对误差最大值控制在0.133 9,平均绝对百分比误差最大值为0.153 6,R²值总体控制在0.8以上;同等条件下较误差反向传播(BP)神经网络模型和GRNN模型,求解误差均大幅度下降。

为管控风险传递,降低施工安全事故发生概率,探究高海拔地区水电工程施工安全风险传递的演化过程和特征。首先,基于高海拔地区水电工程施工事故报告和4M1E理论,从人员、机械设备及材料、管理、技术和环境5个方面构建施工安全风险因素体系,采用决策试验和评价试验法(DEMATEL)分析风险因素引发的风险事件;然后,基于系统故障演化过程(SFEP)理论建立施工安全风险传递网络,通过关联规则计算各路径风险传递概率;利用系统动力学(SD)构建施工安全风险传递网络SD模型;最后,以西藏某大型水电工程为例,开展仿真验证。结果表明:施工安全风险传递网络SD模型揭示了从17种边缘事件、15种过程事件至5种最终事件的29条风险传递路径及其演化趋势与敏感性,确定环境与管理风险事件为关键节点,识别出3条关键传递路径。据此,立足关键节点与关键路径阻断风险传递,有效降低事件发生与演化概率,减少施工安全事故。

为精准辨识受限空间作业风险,有效防控事故,构建基于关键要素的事故演化情景模型,开展定量风险分析。首先系统梳理受限空间物理特征、时空信息、环境条件、安全管理和应急决策等要素,采用网络本体语言(OWL)规范化描述关键要素并表达情景,以结构化、标准化方式表征事故演化过程;然后收集整理国内近50起相关事故资料,结合现行标准规范、专家知识,对作业全过程相关的气体检测、通风措施、防护装备、潜在事故后果等进行状态描述和关联性分析,获得贝叶斯网络(BN)结构和概率参数,并据此实证分析受限空间作业人员中毒事故。研究表明:受限空间作业安全关键要素梳理有助于结构化管理事故知识,构建的BN模型可以定量评估事故风险,并进行情景推演;结合实证分析,多人连续未佩戴防护装备进行盲目施救是导致受限空间事故后果扩大的主要原因,应在应急预案中明确救援程序、职责、防护要求等内容。

为提高铀尾矿库无线传感器网络(WSN)中数据融合的效率,减少冗余数据传输,延长网络寿命,提出一种数据融合算法,即基于改进模拟退火(SA)粒子群优化(PSO)反向传播(BP)神经网络的数据融合算法(SAPSO-BP),该算法将SA算法的全局搜索特性与PSO算法的高效寻优机制相融合,并加入动态惯性权重和变异算子,提高算法的全局搜索能力,避免陷入局部最优;同时,利用该改进算法优化BP神经网络的权重矩阵与阈值参数,构建高性能的多传感器数据融合模型,并将该算法运用于铀尾矿库核素监测。结果表明:SAPSO-BP算法在数据融合精度、网络能耗与网络寿命等指标上均优于对比算法,相较于传统BP算法,其平均相对误差(MRE)与均方根误差(RMSE)最大降幅分别为40%和45%,拟合优度提升至0.908 3,首个节点死亡轮次推迟至约1 180轮,网络整体寿命延长至约1 500轮,可实现更低的节点能耗与更均衡的能量分布。

为解决大中型化工装置区频繁发生的危险气体泄漏问题,利用少量无人机(UAV)之间的协同作用,提出一种基于多策略改进粒子群优化算法(MSPSO)的泄漏源定位方法。首先,考虑无人机在实际运动过程中受到的物理限制,将加速度的控制策略融入粒子群优化算法(PSO),同时,将大中型化工装置区划分为不同区域以更加精准模拟无人机在查找过程中的飞行状态;其次,根据泄漏源的扩散特点,引入逆风查找策略,利用风向信息加快无人机的查找过程;然后,为避免无人机陷入伪泄漏源,采用柯西变异扰动与模拟退火机制增强无人机跃出局部最优解的能力;最后,建立大中型化工装置区三维仿真环境,在仿真场景中对比分析多种群智能算法的性能。结果表明:文中提出的基于MSPSO的泄漏源定位方法具有较快的收敛速度及较高的定位成功率,定位效果更能够满足大中型化工装置区对泄漏源定位的要求。

为探究煤矿井下掘进过程中截齿锥角对煤岩的破碎产尘特征,基于试验与离散元仿真模拟(DEM)多尺度综合分析方法,以78、92、105及118°锥角截齿为对象,通过掘进截割试验分析产生碎屑及粉尘粒度分布情况;采用颗粒流分析程序(PFC)软件中的平行黏结模型(PBM)进行仿真,准确模拟掘进中煤岩破碎产尘全过程;在截割头钻入和横摆2种工况下分析裂纹数量、种类以及最小离散颗粒数量、抛掷速度的发展变化趋势。结果表明:锥角增大时,煤壁碎屑粗糙度指数(CI)从728.92下降到696.91、粉尘占比从0.4%增至0.67%,煤壁破碎程度与产尘量随截齿锥角增大而提升;粉尘破碎指数上升、均匀性指数下降,表明产尘粒度分布范围扩大且小粒径粉尘比重增加;仿真模拟中煤壁裂纹总数从22 980条增长至27 272条,且拉伸裂纹占比均超 73%;最小粒径游离颗粒数量从371个增至459个,平均初始抛掷速度从0.250 m/s减至0.221 m/s。综上,增大截齿锥角在一定程度上加剧了产尘,但有助于抑制粉尘扩散范围。

为从本质上提升锂离子电池的安全性,向电解液中添加磷基阻燃剂,研究不同价态的磷基阻燃剂结构对其安全性能、电化学性能的影响。采用自熄灭时间(SET)和差示扫描量热对比研究磷基阻燃剂对电解液热稳定性的影响,采用线性扫描伏安分析磷基阻燃剂对电解液基本性质的影响,进一步通过循环伏安测试、循环性能测试、倍率性能测试和电化学阻抗谱测试探索不同体积比的磷基阻燃剂对LiFePO₄|Li半电池电化学性能的影响。结果表明:添加体积分数为5%的磷酸三甲酯(TMP)和亚磷酸三甲酯(TMPi)的电解液SET均显著降低,且前者提升了电解液电化学窗口,添加5%体积分数为TMP的LiFePO₄|Li半电池的氧化峰和还原峰的峰值电位电势差减小,电池极化减小,循环300圈后的放电比容量较大、容量保持率高达99.6%,而添加5%TMPi导致放电比容量衰减。磷酸甲酯类阻燃剂分子活性弱于亚磷酸甲酯类,负面作用较弱。在不减弱电化学性能前提下,添加5%的TMP更利于提升锂离子电池安全性。

为揭示微小扰动对正常爆轰和准爆轰波失效与再起爆的影响特征,以乙炔-氧气混合气体为对象开展研究。首先,在爆炸罐内布设不同长度的薄金属板,引入小尺度扰动;然后,采用 7、9 mm线径的螺旋弹簧构建粗糙壁面形成准爆轰;最后,通过分布式光电探头记录爆轰波到达时间,结合高速纹影系统观测爆轰波衍射和再起爆过程。研究结果表明:引入微小扰动可显著降低临界起爆压力阈值:当初始压力低于该临界值时,即使存在扰动也无法实现爆轰波的再起爆;而高于该临界压力时,所有重复试验下管中的平面爆轰波最终都能成功转变为球状爆轰波。光滑管中正常爆轰的再起爆位置始终出现在薄板附近,而粗糙管中准爆轰的再起爆位置呈现随机性。2类爆轰具有不同的临界起爆判据,即正常爆轰成功再起爆需满足临界管径与爆轰胞格尺寸的比值≥13;而准爆轰成功再起爆的临界阈值则会降低,其临界管径与胞格尺寸的比值约为8。