安全工程学-第5章 安全工程技术-

安全工程学第五章安全工程技术目录第5章安全工程技术煤矿安全技术5.1公共安全技术5.2化工安全技术5.3机械安全技术5.4电气安全技术5.55.1煤矿安全技术顶板事故瓦斯事故（内因）火灾煤尘事故突水（透水）事故煤矿五大灾害顶板事故发生原因及位置为什么先讲顶板事故？第一位，不仅事故频发，事故导致的死亡人数更是居高不下，占约25~43%，“零敲碎打”。顶板事故的直接原因是管理、支护施工的缺陷，间接原因是地质构造、矿山压力。顶板事故的发生位置主要在巷道掘进工作面、回采过程中的两巷端头和煤壁处。5.1.1顶板事故防治技术定义是指在地下采煤过程中，顶板意外冒落造成人员伤亡、设备损坏、生产终止等的事故。顶板事故防治常规技术及管理合理布置巷道，避免水平应力过大，避免受上覆煤柱作用导致应力集中；及时支护悬露顶板，加强敲帮问顶；防止放顶线附近局部冒顶，要加强地质及观察工作，在大块岩石范围内加强支护，必要时用木支架代替单体金属支架；加强支护管理，支护规范化，提高支柱初撑力；爆破卸压技术。5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术巷道掘进工作面新型高效支护设备的研发掘锚支（护）一体机，在掘的基础上，前方加强临时护顶，后方及时锚固尽量减少空顶距离和空顶时间5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术回采巷道新型高效支护设备的研发（控制两端头及超前顶板）门式液压支架支护面积小很难使顶板成为整体5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术回采巷道新型高效支护设备的研发（控制两端头及超前顶板）柔性接顶及自动行走超前液压支架在超前液压支架顶梁上离散布设支座承压腔及压力传感器，构成柔性支护单元，并在支架底座四周设置测距仪，根据位移信号自动调整支架液压驱动系统，实现了超前液压支架的柔性接顶及自动行走。5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术矿压监测技术及新设备（1）位移监测技术及新设备的研发5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术矿压监测技术及新设备（2）压力监测技术及新设备的研发地音监测锚杆锚索应力监测支架阻力监测微震信号监测5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术采场及回采巷道的顶板高效卸压技术水力切顶卸压成套装备在回采巷道内，超前工作面一定距离，向煤层顶板施工穿层钻孔，再注高压水压裂，人为释放顶板压力。目前主要是深入研究卸压增效技术，如水锤技术的设计。5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术采场及回采巷道顶板高效卸压技术（2）二氧化碳气化相变爆破卸压（有缺陷，可能导致工作面低氧，故少用）二氧化碳由液态到气态突然相变，瞬间膨胀，释放的压力可达数兆帕，可实现对岩石的爆破致裂。5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术针对采场及回采巷道的顶板高效卸压技术（3）切顶成巷技术5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术针对采场及回采巷道的顶板高效卸压技术（3）切顶成巷技术5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术针对采场及回采巷道的顶板高效卸压技术（3）切顶成巷技术5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术针对采场及回采巷道的顶板高效卸压技术（3）切顶成巷技术5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术（3）切顶成巷技术针对采场及回采巷道的顶板高效卸压技术5.1.1顶板事故防治技术顶板事故防治新技术针对采场及回采巷道的顶板高效卸压技术（3）切顶成巷技术5.1.1顶板事故防治技术瓦斯事故分类第一类：瓦斯超限事故，导致断电停产虽然危害较轻，但却是非常频发的事故，严重制约矿井高效生产。也是导致瓦斯爆炸的直接原因和主要原因。煤矿安全规程规定：1）矿井总回风巷或一翼回风巷风流中瓦斯浓度超过0.75%，矿总工程师必须立即查明原因，进行处理，并报告矿务局总工程师。2）采区回风巷、回采工作面回风巷、掘进工作面风流中瓦斯浓度超过1%时，必须停止工作，撤出人员。3）一般，煤矿将0.8%作为采掘工作面瓦斯浓度的预警值。务必牢记5.1.2瓦斯事故防治技术第二类：瓦斯爆炸事故瓦斯爆炸瓦斯浓度（5%，16%）氧浓度（12%，21%）火源温度（650℃，+∞）氧浓度是井下生产必备因素，因此，瓦斯浓度和火源是瓦斯爆炸防治的管控对象。这也是为什么将1%（0.8%）的瓦斯浓度作为规程规定上限的原因。瓦斯事故分类5.1.2瓦斯事故防治技术第三类：煤与瓦斯突出是一种复杂的动力灾害。至今人们对其征兆仍无定论，处于猜测中。如美国工程院士彭赐灯（华人）验证的非红屑论。是一种类型的瓦斯特殊涌出的现象，即在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出的现象。瓦斯事故分类5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯事故防治一般技术：风排瓦斯+瓦斯抽采按时间先后按抽采位置5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术钻孔布置新技术——地面钻孔（立井）1）当不适宜在井下抽采时，如突出煤层，还未圈出工作面时采前预抽，消突徐建军,韩保山,吴信波,贾秉义.地面钻井辅助消突与瓦斯抽采一体化工程实践[J].煤炭技术,2014,33(08):289-292.对于井下石门或巷道在揭煤过程中存在安全风险的突出矿井，若采用井下钻孔瓦斯预抽，存在工程量大、施工难、成本高、抽采时间长等问题。同时在井下钻孔过程中,易发生孔内瓦斯突出和瓦斯超限事故。采用地面钻井辅助消突,可提高突出矿井的瓦斯灾害治理水平,同时又能通过地面煤层气的抽采获得良好的经济和社会效益。

5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术钻孔布置新技术——地面钻孔（立井）2）当井下没有抽采布置条件时，如对采空区的抽采。周韬,杨洋.特厚煤层综放工作面地面抽采钻孔一孔多用方案研究[J].煤炭技术,2021,40(03):19-22.针对特厚煤层综放工作面地面钻孔瓦斯抽采技术,提出地面垂直钻孔“一孔多用”方案。在钻孔超前工作面20～25m时进行采动卸压瓦斯抽采；在钻孔进入采空区0～180m内进行采空区瓦斯抽采；钻孔进入采空区超过180m后可停止采空区抽采，利用地面钻孔进行采空区自然发火防治。

5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术一般瓦斯钻孔的直径在100mm以内，超大直径钻孔的提出是为了代替顶抽巷/高抽巷。优点是负压低，减小了因抽采导致采空区大量漏风的问题，可降低采空区遗煤自燃的危险。钻孔布置新技术——超大直径钻孔顶抽巷650mm超大直径钻机5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术钻孔布置新技术——地面L型定向近水平多分支开展了地面L型定向近水平多分支瓦斯抽采井试验研究。地面瓦斯抽采井由1个主孔、2个支孔和1个泄水孔组成的L型井组，累计抽采187天，共抽采瓦斯41105m3，最大抽采瓦斯浓度74.1%，单日最大瓦斯抽采量8430m3。该研究成果为煤矿采煤工作面采动瓦斯抽采提供了一种新的技术方法，可替代现有的地面瓦斯抽采立井、井下高位瓦斯抽采孔和高位瓦斯抽采巷，以达到集成、高效的目标。倪建明,侯晨.地面L型定向近水平多分支瓦斯抽采井试验研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版),.缺点：①主孔废的话，整体抽采都失效；②分支孔护孔难度大，易塌孔；③分支孔的排水排渣难度大，易堵孔。严重影响抽采。主要是由于当前技术的成孔率和钻孔维护成功率不太高，难度大，亟待突破。5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术增透技术——水力冲孔造穴闫贺贺.玉溪煤矿煤巷掘进工作面增透瓦斯抽采技术研究与应用[J].煤矿现代化,2021,30(05):43-45.水力冲孔增透技术工艺流程如下:1）将高压注水泵与高压胶管连接，高压胶管再连接螺旋高压密封钻杆，通过钻杆注入高压水；2）钻机进钻作业，通过水力冲孔进行煤体切割；3）反复在造穴范围内进行进钻与退钻作业，重复进行水力冲孔，以确保冲孔效果。5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术增透技术——水力压裂割缝王正帅.水力化增透技术在碎软煤层瓦斯抽采中的应用研究[J].煤炭工程,2021,53(02):85-89.水力割缝和水力压裂后单孔平均浓度与普通抽采孔相比分别提高了7.7和5.7倍，钻孔工程量大幅减少、总工期大幅缩短。当前研究焦点：①出水口喷头结构设计。结构不同，出水压力、冲击力等均不同，割缝效果也不同。②压裂液的设计，骨料起到支撑，化学药剂起到润湿促进瓦斯解吸的作用5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术增透技术——CO2相变致裂沈玉旭,张文阳,等.煤层液态CO_2相变致裂增透技术试验研究[J].矿业研究与开发,2022,42(01):133-138.基本原理类似卸压，比较适用于高瓦斯突出煤层。单孔液态CO2相变致裂爆破煤层的最大破坏范围为6m，爆破孔中间设置空孔可以扩大相变爆破致裂的破坏范围。5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术封孔位置及长度在3-20m左右。封孔技术是影响瓦斯抽采效果、制约瓦斯抽采能力的技术瓶颈。目前对于封孔技术的攻关主要是高效封孔材料的研发。封孔技术5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术封孔技术—非凝固膏体材料该技术利用膨胀水泥与非凝固膏体材料配合形成多段"固、液、固"结构,利用膨胀水泥材料形成三段固体封孔段,然后在不同抽采时间段在固体封孔段中注入非凝固膏体材料,实现了钻孔抽采全过程的有效密封及抽采不同时间段的二次、多次封孔。得到最佳注浆压力为1.2MPa,最佳黏度为0.001～0.03Pa·s。大直径钻孔非凝固膏体材料封孔技术原理：固体材料封堵非凝固膏体，非凝固膏体封堵气体1.5MPa压力下，注浆时间为10、30min时不同距离的浆液压力变化在研究最佳注浆压力时应考虑注浆时间和浆液黏度2个因素。唐卫东等.大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术及设备研究[J].工矿自动化,2021,47(01):28-35.5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术封孔技术—筛管+封孔材料张起,等。基于蠕变变形的顺煤层钻孔筛管封孔技术研究[J].中国安全科学学报,2019,29(03):133-138.核心思想：将Φ50mm瓦斯专用管套在Φ32mm筛管进行封孔，钻孔预置筛管封孔。这是一篇具有创新思维的论文。一般情况下，我们是尽可能的去封堵钻孔周围的裂隙。钻孔刚开始进行一次封堵，钻孔围岩塑性变形后，裂隙新生，再封孔，再出裂隙，再封孔……..一直在封堵裂隙的路上该论文一开始就在钻孔内下筛管支撑孔壁，控制钻孔的变形，减少了封孔次数。5.1.2瓦斯事故防治技术瓦斯抽采新技术防塌孔技术—下筛管技术瓦斯抽采防塌孔技术—高水、速凝、早强、多孔道材料待研发全程筛管难度大，工艺复杂，几乎不能实现。5.1.2瓦斯事故防治技术煤自燃防治常用技术均压：常规预防堵漏：常规预防采空区注氮、CO2：常规预防喷洒阻化剂、三相泡沫：常规预防灌浆（黄泥浆、粉煤灰浆）：应急灭火5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治常用技术均压在回风巷用局扇吹在进风巷挂风帘5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治常用技术两端头堵漏“O”型圈以里10~30m为大型漏风裂隙发育区，因此，工作面进、回风隅角三角漏风区域的充填封堵是有效防治漏风、降低遗煤自燃发火危险的有效办法。充填材料为高分子聚合物、引发剂和增效剂，按1:1:0.3混合；根据巷道尺寸，充填体尺寸设计为5m×4m×2m；工作面每隔6米施工1次充填工序。5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治常用技术采空区注氮、CO2在进风巷注氮，可以随着风流进入采空区5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治常用技术喷洒阻化剂、三项泡沫两巷都进行喷洒/在进风巷随注氮喷洒5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治常用技术灌浆（黄泥浆、粉煤灰浆）灌浆一般在特殊情况下用，如遇陷落柱导致工作面暂停推进，煤有自然发火期，过了就容易氧化自燃；或者是工作面搬家过程中，由于搬家耽误了时间，预防性灌浆；或者是已经发生阴燃或火情了，应急灌浆。5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治新技术目前有了丰硕的煤自燃防治技术研究成果，各个技术应用效果较好，但基本没有太大变革。对于煤自燃来说，新技术主要是针对特殊条件研发的。大区域抽采是目前瓦斯抽采的常用方法，特别是针对采空区析出瓦斯的抽采。采空区不止有瓦斯解吸涌出，更存在遗煤氧化自燃的问题。负压抽采采空区瓦斯，必然造成采空区漏风，漏风供氧是采空区遗煤自燃的直接原因。因此，采空区瓦斯抽采和遗煤自燃防治是一个不可分割的命题。瓦斯与火协同防治技术5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治新技术瓦斯与火协同防治技术核心技术一：瓦斯抽采条件下，采空区遗煤氧化自燃危险区域的变化规律。核心技术二：瓦斯抽采动态平衡控制技术。抽的多，容易自燃，抽的少，瓦斯涌出多，超限。应该控制在一个合理的区间。核心技术三：特定瓦斯抽采技术参数下，采空区防灭火技术参数的确定。阻化液的浓度配多少，喷洒的间距是多少，注氮量是多少，注氮步距是多少……….5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治新技术近距离煤层开采防灭火技术下部回采工作面风流漏至上层采空区，导致上层采空区遗煤氧化自燃；上部采空区遗煤解吸的瓦斯以及自燃产生的CO随风流漏入下部工作面，导致窒息中毒事故。5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治新技术近距离煤层开采防灭火技术——穿层钻孔监测技术5.1.3煤自燃防治技术煤自燃防治新技术近距离煤层开采综合防灭火技术本煤层采空区注氮惰化高位插管向上部采空区注浆5.1.3煤自燃防治技术粉尘防治常规技术煤层注水喷雾降尘干式捕尘（采用抽尘管捕尘）通风降尘、引射器降尘等5.1.4粉尘防治技术粉尘防治新技术尘雾凝并湿式除尘技术由于煤矿井下生产条件的特殊性，除煤层注水预湿润煤体技术外，尘露-凝并湿式降尘技术是当前国内采煤工作面普遍采取的一种有效措施。通过露滴.尘粒的重力沉降、惯性碰撞，截留、布朗扩散与静电效应，对扩散的粉尘可进行有效消除。程卫民,周刚,陈连军,王刚,聂文,等.我国煤矿粉尘防治理论与技术20年研究进展及展望[J].煤炭科学技术,2020,48(02):1-20.5.1.4粉尘防治技术粉尘防治新技术局部雾化封闭控除尘方法及关键技术将采煤机区域与液压支架区域视作2个既相互联系又相对独立的局部区域，一方面针对采煤机区域，通过采煤机湿式除尘器与采煤机喷雾构筑局部雾化空间封闭截割煤尘的逸散区域，并抑制截割湍流风扰动下的偏移风流向人行道偏移或减缓其偏移分速度，从而抑制人行道中的煤尘污染状况继续恶化;另一方面针对液压支架区域，通过文氏负压二次降尘装置在人行道中形成的负压流场能够有效卷吸滞留于呼吸带附近的移架煤尘，并将其喷射至支架区域的局部雾化封闭空间。程卫民,周刚,陈连军,王刚,聂文,等.我国煤矿粉尘防治理论与技术20年研究进展及展望[J].煤炭科学技术,2020,48(02):1-20.5.1.4粉尘防治技术粉尘防治新技术风雾双幕协同增效控除尘技术程卫民,周刚,陈连军,王刚,聂文,等.我国煤矿粉尘防治理论与技术20年研究进展及展望[J].煤炭科学技术,2020,48(02):1-20.该技术攻克了水雾幕受高速轴向压风流影响不易成型的难题，实现了掘进机截割粉尘先由水雾幕包裹捕集，然后逃逸粉尘再由三向旋流风幕与除尘风机等有效控除的突破。成套装备具有安装简便、移动快捷、适应性强等优点，满足了我国不同类型巷道快速掘进的需求。该技术由轻质三向旋流风幕装置、高效湿式除尘风机、增润剂定量添加装置等构成。5.1.4粉尘防治技术突水防治技术探疏放堵5.1.5矿井透水防治技术突水防治新技术探水新技术——三维地震勘探技术从地震地质条件来说，煤层在回采完毕后，冒落带、裂隙带的地震波速度低，衰减大，地震波在该带内传播以散射为主。在采空区中心附近，上覆岩层产生了大量破坏，整个层状介质的地震条件已不复存在，地震波在此产生大量散射，致使在这一区域不能形成反射波。因此，可利用这一现象探测老窑采空区分布，确定老空水的位置和分布区域。2435.1.5矿井透水防治技术突水防治新技术探水新技术—地面瞬变电磁探测技术水和岩石的电阻率不同，根据这一原理可利用瞬变电磁探测积水区。采用地面发射复合频率电磁场、井下钻孔接收瞬变电磁信号进行积水探测，成套地井三维复合频率电磁探测仪由现场主机、探头和复合频率电磁信号发射器构成。这种探测有效避免了地表存在的各种电磁干扰及低阻和高阻覆盖层的影响，探测信号质量更高、穿透深度更大。5.1.5矿井透水防治技术突水防治新技术探水新技术—井下直流电法超前探技术井下直流电法超前探以全空间电场分布理论为基础，研究掘进头前方地层电性变化规律，预测掘进头前方含、导水构造的分布和发育情况的。5.1.5矿井透水防治技术突水防治新技术探水新技术—随钻随探技术中国工程院武强院士团队提出和研发了随钻随探技术，探测方法是将探头直接放在钻杆中，在钻进的同时进行积水超前探测。利用的分析技术是电磁波层析成像技术，电磁层析成像(EMT)是一种基于电磁感应原理的新型过程层析成像技术，具有测量时“非接触和非介入”的特点，避免了电极和物体之间接触电阻的影响，测量精度不受电极必须与被测物体接触良好的限制。5.1.5矿井透水防治技术5.2公共安全技术党和国家领导人多次强调公共安全的重要性。外部势力的干预（乱我中华之心不死）、国内不安定因素的躁动、自然灾害的突发（如郑州特大暴雨致灾事件）、群体性流行病事件（新冠疫情）、食品安全等问题总是在影响着社会公共安全。清华大学范维澄院士、袁宏永教授、申世飞教授等牵头成立清华大学公共安全研究院，另外还有清华大学合肥公共安全研究院、深圳公共安全研究院等多个科研机构均已开展公共安全理论、技术等研究多年。公共安全研究迫在眉睫，非常必要，大有可为5.2.1公共安全概述我国公共安全的概念涉及到4个方面：一是自然灾害，包括地震、台风、滑坡、泥石流、森林火灾等；二是事故灾难，环境生态的灾难，安全生产在各个领域的事故；三是公共卫生事件，包括食品安全，群体不明原因的疾病，以及动物的疾病；四是社会安全事件，既包括刑事案件、恐怖袭击，也包括了大规模的群体事件和经济安全事件。5.2.1公共安全概述公共安全三角形理论(范维澄院士）突发事件、承灾载体以及应急管理这种三维体系构成公共安全科技的整体突发事件包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。突发事件产生的作用有3种类型，包括能量、物质与信息。能量的作用例如火灾，火灾释放热能。物质作用例如病毒、细菌，可能造成伤害。另外就是信息，有时人群中出现一些传言、谣传，由此可能引发一部分社会人员的恐慌与群体事件，造成伤害。在突发事件的作用下产生破坏，其实是对承灾载体的损害。承灾载体是指各种人、物和经济社会运行系统。承灾载体在突发事件的作用下，可能产生本体的破坏，也可能产生功能的缺失。而在同样的突发事件作用下，产生破坏的大小也不尽相同。范维澄.公共安全的研究领域与方法5.2.2公共安全基础理论①风险评估与预防技术风险评估与预防技术是以预防或减少突发事件的发生，增强承灾载体的抵御能力和增强应急能力为目标，包括风险隐患识别技术、风险分析与评价技术、风险防范与控制技术等二级技术。②监测预测预警技术监测预测预警技术以实现突发事件的全方位监测、精确定位、准确态势预测和全覆盖实时预警为目标，包括公共安全监测监控技术、突发事件预测预报技术、突发事件预警与发布技术等二级技术；5.2.5公共安全四大核心技术③应急处置与救援技术④综合保障技术应急处置与救援技术以实现对突发事件的高效应急为目标，包括灾情评估与综合研判技术、应急决策支持技术、应急现场传感与通信技术、人员搜救与疏散避难技术、现场处置与控制技术等二级技术。综合保障技术以为公共安全预防与应急准备、监测预警、应急处置与救援和恢复重建全过程提供基础与技术保障为目标，包括应急过程与能力评估技术、公共安全数据支撑技术、公共安全标准化及认证认可技术、公共安全实验试验与仿真技术、突发事件情景构建与推演技术、公共安全培训演练与科普教育技术等二级技术。5.2.5公共安全四大核心技术4、城市公共安全相关研究案例

——清华大学合肥公共安全研究院1.地下管网安全实验平台地下管网安全实验平台由燃气、供水、排水、热力等子系统组成，能够模拟燃气燃爆、供水及热力爆管、地面塌陷等事故的致灾过程。是我国目前唯一的全尺寸综合埋地管线安全实验设施。5.2.7公共安全研究案例4、城市公共安全相关研究案例1.地下管网安全实验平台4、城市公共安全相关研究案例1.地下管网安全实验平台4、城市公共安全相关研究案例1.地下管网安全实验平台1.地下管网安全实验平台5.2.7公共安全研究案例2.桥梁安全监测实验平台桥梁安全监测实验平台建设有全国体量最大的桥梁结构实体模型。由钢箱梁、混凝土连续梁、大跨斜拉等六种不同类型桥梁组成的环形桥面可承受7吨以下的车辆在桥面连续通行以实现动静力加载。140余个结构类、环境类及荷载类传感器布设在桥梁及其周边，用以记录数据并开展实验研究。平台具有二十余种桥梁典型风险如桥墩沉降、单板受力、拉索断裂、主梁倾覆等的场景模拟复现能力，可用于安全预警模型研究、监测设备检验认证、监测系统综合测试等工作。5.2.7公共安全研究案例2.桥梁安全监测实验平台5.2.7公共安全研究案例4、城市公共安全相关研究案例2.桥梁安全监测实验平台2.桥梁安全监测实验平台5.2.7公共安全研究案例3.边坡安全实验室滑坡全过程模拟与声发射监测实验平台，可模拟滑坡变形破坏的全过程，研究滑坡体在降雨、冲刷、切脚、加载等多触发因素耦合作用下的滑动机理和灾变前兆。实验平台可验证声发射传感设备功能，也可为其他多类监测技术装备测试标定提供手段，实现多点位布置多设备同步测试和对比验证。实验平台可精确控制滑动位移，滑动速度在0-6mm/s范围连续可调，最大位移超过400mm，平台的倾斜角度可在0-20°之间自由调整。建立了机器学习智能算法，可以利用声发射数据自动量化滑坡深部变形行为。5.2.7公共安全研究案例3.边坡安全实验室5.2.7公共安全研究案例4、城市公共安全相关研究案例3.边坡安全实验室4、城市公共安全相关研究案例3.边坡安全实验室3.边坡安全实验室5.2.7公共安全研究案例5.3化工安全技术化学及化工基本灾害防治原理反应性化学物质构成的系统在反应时一般都伴有热量的释放，从而构成一个放热系统。一个放热系统的基本特征是有热量产生，其能量守恒就是热量的得失平衡。热失衡是化学反应及化工工艺过程引发灾害事故的条件，如燃烧或爆炸。热平衡原理着眼于预防事故的能量控制理论，明确化工生产事故的本质是能量的不正常转移，通过对事故的能量作用类型的研究，采用减少非预期因素的相关技术预防反应能量失控，进而预防灾害性事故的发生。5.3.1热平衡原理及技术诸多化学反应及化工工艺过程的灾害事故多是由于外界条件的变化激发了化学物质的自发反应所造成的。化学反应的自发进行，既与反应的焓变有关，又与反应的熵变有关。一般来说体系能量减小和混乱度增加都能促使反应自发进行。过程切断原理着眼于化学反应是否能够自发进行，综合考虑反应系统的焓变和熵变，评估灾害发生的可能性。过程切断技术通过对反应方向的研究，研究危险化学物质的结构和反应能力之间的关系，寻找阻止反应发生的技术，最终达到控制化学反应过程的目的。5.3.2过程切断原理及技术动态平衡是化学平衡一大重要特点，当条件发生变化，旧平衡会被打破直至新的平衡达成，即化学反应平衡移动。反应条件和反应组分物量的改变都会影响平衡移动，而平衡打破的过程常常导致反应突变，甚至失控进而引发事故。平衡移动技术是利用化学反应平衡移动的热力学和动力学原因，定性定量的分析条件改变时化学平衡的移动，并通过改变反应的宏观量对平衡移动进行有效控制。5.3.3平衡移动原理及技术基于反应减速原理，有目的的选定反应物分子的能态和碰撞角度来完成特定分子状态的反应，通过改变体系的状态等技术，使灾害反应惰性化，达到减少危害的目的。5.3.4反应减速原理及技术条件阻隔技术既是采取隔离的手段，有效的避免伴随或者连锁事故的发生，达到控制甚至是防止事故的目的。根据化学链反应事故理论，要使已经反应的系统终止，必须使系统中的活性基团等产物的销毁速率大于其增长速率，防止灾害反应基本条件的同时存在或避免它们的相互作用。5.3.5条件阻隔原理及技术5.4机械安全技术安全设计可最大限度地减小风险。虽然目前许多机械在安全设计方面已有更为比较成熟的理论与方法，但是随着科学技术的进步与发展，又有新的课题需要解决。此外，对于有些大型、复杂的关键机械设备，目前安全设计只有理论，还没有成熟的、理想的安全设计算法。1.机械安全设计技术机械安全设计是指在机械设计阶段，从零件材料到零部件的合理形状和相对位置，从限制操纵力、运动件的质量和速度到减少噪声和振动，采用本质安全技术与动力源，应用零部件间的强制机械作用原理，结合人机工程学原则等多项措施达到安全的目的。可以通过选用安全的设计结构，尽可能避免或减小危险；也可以通过提高设备的可靠性、操作机械化或自动化以及实行在危险区之外的调整、维修等措施，避免或减小危险。1.机械安全设计技术目前许多机械工程专家正在研究一些新的机械故障诊断技术与方法,如小辩证法波包变换诊断的理论与方法、人工神经网络模型方法、虚拟现实技术、非线性三维理论与技术等。机械故障诊断技术是一种了解和掌握机器在运行过程的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。油液监测、振动监测、噪声监测、性能趋势分析和无损探伤等是其主要的诊断技术方式。2.机械故障诊断系统及技术分布式监测诊断系统是针对大型机电设备主机和多辅机功能分布和地域分布的特点设计的，它通过工业局域网把分布的各个局部现场、独立完成特定功能的本地计算机互联起来，成为实现资源共享、协同工作、分散监测和集中操作、管理、诊断的工业计算机网络系统。专家诊断系统是一种完整的技术体系，用以获取机器技术状态信息并加以处理，进而判断和预测机器技术状态。诊断系统一般包括状态监测、故障检测(发现故障)、故障定位（故障隔离）和故障识别。机电设备监测诊断模式经历了从单机监测诊断系统到分布式监测诊断系统，再到基于网络远程监测诊断系统这样一个发展过程。3.机械故障专家诊断技术机械安全保障体系应该由感知体系，信息传输、提取与处理体系，分析体系，安全反应体系，自诊断体系和管理体系构成。现代机械的发展方向为大型、重载和高速化，智能化及微型化三化一体。由于涉及安全的因素很多，单一学科的理论与方法已经不能解决问题。在这种情况下，人们提出了建立机械安全保障体系的思路。4.机械安全保障技术5.5电气安全技术电气危险因素是由于电能非正常状态形成的。电气危险因素分为触电危险、电气火灾爆炸危险、静电危险、雷电危险、射频电磁辐射危害和电气系统故障等。按照电能的形态，电气事故可分为触电事故、雷击事故、静电事故、电磁辐射事故和电气装置事故。触电的后果取决于电流通过人体的持续时间。因此，使触电者尽快摆脱电流，并立即给予医疗救护是十分重要的。这一点同样适用于触电即死的事故，因为诊断死亡期可延续数分钟。在任何触电情况下，必须立即对触电者进行不间断的抢救，同时立即请医生。（1）摆脱电流作用为了使触电者摆脱电流，首先应迅速地切断他所接触的那部分电气设备的电源。如果触电者位于高处，必须采取预防坠落或保证其安全的措施。在任何情况下，救护人员都应当使触电者尽快摆脱电流的作用，并且当心自己，不要触及带电部分和触电者的身体，也不要处于跨步电压的作用下。5.5.1触电急救及安全防护1.触电急救触电时的急救包括两个阶段：（2）医生到达前对其进行医疗救护每一个电气工人，都要学会对触电进行急救的技能。但必须注意，在医生到达之前，急救工作不能间断，有时甚至要坚持数小时，记载的许多复苏触电者，一般是在3~4小时后复苏的，个别的在10~12小时以后才复苏。在这段时间内，救护者对触电者不断地施行人工呼吸和心脏按摩。5.5.1触电急救及安全防护触电时的急救包括两个阶段：5.5.1触电急救及安全防护2.安全防护（1）安全电压安全电压是制订电气安全规程和一系列电气安全技术措施的基础数据，它取决于人体电阻和人体允许通过的电流。我国的安全电压为36V和12V。如无特殊安全结构和安全措施，危险环境和特别危险环境的局部照明、手提照明灯等，其安全电压应为36V；工作地点狭窄，周围有大面积接地导体环境（如金属容器内）的手提照明灯，其安全电压应采用12V。（2）绝缘通常采用的绝缘材料有陶瓷、橡胶、塑料、云母、玻璃、木材、布、纸、矿物油，以及某些高分子合成材料等。绝缘材料的性能受环境条件影响较大，温度、湿度都会改变其电阻率，机械损伤和化学腐蚀等也会降低绝缘材料的绝缘电阻值，对于一些高分子材料，还存在由于“老化”导致的绝缘性能逐步下降的问题。5.5.1触电急救及安全防护2.安全防护（3）屏护某些开启式开关电器的活动部分不便绝缘，或高压设备的绝缘不能保证人在接近时的安全，应采取屏护措施，以免触电或电弧伤人等事故。屏护装置的形式有围墙、栅栏、护网、护罩等。所用材料应有足够的机械强度和耐火性能，若采用金属材料，则必须接地或接零。屏护装置应有足够的尺寸，并与带电体保持足够的距离，在带电体及屏护装置上应有明显的警告标志，必要时还可附加声光报警和联锁装置等，以最大限度保证屏护的有效性。（4）间距在带电体与地面之间、带电体与其他设备之间、带电体之间，均需保持一定的安全距离，以防止过电压放电和各种短路事故，以及由这些事故导致的火灾。5.5.1触电急救及安全防护2.安全防护（5）接地与接零接地是指把电气设备的某一部分通过接地装置同大地连接起来；接零是指把电气设备正常时不带电的导电部分（如金属机壳）同电网的零线连接起来。接地与接零是防止电气设备一旦漏电而可能发生触电事故的重要安全措施。（6）漏电保护装置漏电保护装置是在电气设备或线路漏电时用以保证人身及设备安全的保护装置，又称触电保安器。设备漏电时会出现两种异常现象：正常情况下不带电的金属部分出现对地电压；三相电流平衡被破坏，出现零序电流（或电压）。漏电保护装置，就是在故障时测得零序电流（或电压）或对地电压，经相应转换，使接触器跳闸，切断电源，实施保护作用。根据建筑物和构筑物的性质（是否储藏或生产危险品、是否具有重大政治意义及是否是重要公共建筑物）及雷击后对工业生产的影响，并结合当地气象、地形、地质、周围环境和雷电活动等情况，将其分类，并分别采取相应的防雷措施。如装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、接地装置等。5.5.2预防雷电破坏的措施1.建筑物和构筑物雷暴时雷云直接对人体放电，雷电流流入地下产生的对地电压以及二次放都可对人造成电击，因此必须注意防雷要求及措施。雷暴时，应尽量少在外逗留；如在户外，应尽量离开河、湖、池塘；离开小山、丘陵或突起的小道；离开铁丝网、金属晒衣绳、旗杆、烟卤、宝塔等；此外，离开没有防雷保护的小建筑物或其他设施；如依靠建筑物屏蔽的街道或高大树木屏蔽的街道躲避时，必须离开墙壁和树干8m以上。5.5.2预防雷电破坏的措施2.人身防雷措施雷暴时，在室内应离开电力线、电话线、广播线、收音机和电视机的电源线与天线；应关闭门窗，以