安全科学技术

安全文化学论纲

王秉，吴超

摘要：目的：安全文化学作为安全科学的主要学科分支之一，目前尚未有学者基于学科建设高度系统探讨安全文化学的学科架构，导致安全文化学研究与发展缺乏坚实的学科理论基础。因此，亟需深入讨论与研究安全文化学的学科建设问题，以期构建完整的安全文化学学科体系，从而促进安全学科体系建设及其发展。方法：基于已有的安全文化研究与实践成果，运用创立交叉学科的基本逻辑思路，以及文献分析法、内容分析法和思辨法，基于学科建设高度，提出安全文化学的定义，分析安全文化学的内涵，并论述安全文化学的4个学科基本问题（即安全文化学的研究对象、研究范畴、研究内容及研究目的）、学科基础与主要学科分支。结果：安全文化学以人本价值为取向，以塑造人的理性安全认识与增强人的安全意愿和素质为侧重点，以不断提高人在生产和生活中的安全水平为目的，以安全显现的文化性特征为实践基础，以安全科学和文化学为学科基础，通过研究与探讨安全文化的起源、特征、功能、演变、发展、传播与作用等规律，指导安全文化实践的一门融理论性与应用性为一体的新兴交叉学科。安全文化学的研究对象是安全文化，其布局是立体的。安全文化学的研究范畴主要涵盖物质层、行为层、制度层、精神层和情感层5个层面的安全文化元素。安全文化学的研究内容包括基础层、重要层与辅助层3个不同层次。安全文化学的最终研究目的是预防和减少事故与伤害，进而逐步提升企业和社会安全发展的保障水平。安全文化学的理论基础主要包括安全科学与文化学2门学科的理论与方法。此外，安全文化学的理论基础还涉及相关社会科学与自然科学（特别是安全社会科学与安全自然科学）的学科理论和方法。根据安全文化学的审视交叉研究方法，运用创立交叉学科的基本逻辑思路，可构建完整的安全文化学学科分支体系。结论：创建安全文化学具有坚实的现实与理论基础，安全文化学的学科分支体系主要包括安全民俗文化学、安全文化符号学、安全文化史学、安全文化心理学与比较安全文化学5门学科分支。

来源出版物：中国安全科学学报, 2017, 27(9)： 8-13

入选年份：2017

不同变质程度煤燃烧特性及动力学参数研究

白刚，周西华，宋东平，等

摘要：目的：煤矿火灾往往造成大量煤炭资源损失，危害生态环境，释放大量温室气体，是一种严重的灾害。火灾的发生主要是热量的产生与积聚的结果，同时热量变化也是物质发生物化反应过程中的一个伴生现象。同时，煤矿发生火灾后，生成气体组分复杂，可燃性气体较多，尤其是高瓦斯矿井火灾，极易诱发瓦斯煤尘爆炸等次生灾害。现有的研究主要集中在不同氧浓度下自燃产热特性、单一煤样放热量、低温阶段放热量等方面。然而煤化程度不同煤样氧化自燃到燃烧过程中燃烧放热特性研究甚少。研究不同变质程度煤燃烧特性及动力学参数对煤矿火灾时期烟气生成、火区温度分布、诱发次生瓦斯爆炸危险性、火灾事故处理物证痕迹分析意义重大。为此选取褐煤、长焰煤、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤6种不同变质程度煤样作为试验样品，研究煤的变质程度对煤矿火灾时期煤燃烧放热特性的影响。方法：采用STA-449C型同步热分析仪进行热重程序升温试验方法，研究6种煤样的质量变化、初始放热温度、特征温度点与放热量变化规律，通过对TG曲线进行一阶微分得到6种煤样失重速率（DTG）变化规律。根据TGDTG方法确定的煤样的着火温度θ3、最大燃烧速率对应峰温θs1、燃尽温度T4，计算得到各煤样综合燃烧特性指数S。采用等转化率法中的 Freeman-Carrol模型计算各煤样失水活化能、着火活化能与燃烧活化能等动力学参数。结果：（1）失重率和最大失重速率随着煤样变质程度升高逐渐降低，DTG曲线近似符合 Gauss分布；（2）随着煤样变质程度增加，吸热量及其峰值对应温度θs0增加，总放热量降低，特征温度θ1，θ3，θs1与θ4均升高，初始放热温度θf0呈线性下降趋势变化；（3）不同变质程度煤样放热量总体变化趋势相似，放热量相同时，煤样变质程度越高反应所经历的时间越长，相同温度时，煤样变质程度越低放热量越高；（4）随着煤样变质程度增加，综合燃烧特性指数S越大。变质程度相同的煤样在燃烧过程燃烧活化能＞着火活化能＞失水活化能。变质程度不同的煤样在同一阶段的活化能变化具有明显规律性，煤化程度越高，失水活化能、着火活化能与燃烧活化能均增加；（5）6种煤样预热失水阶段反应机理函数基本遵循三级化学反应函数，吸氧增重阶段的机理函数遵循收缩反应函数和二级化学反应函数，燃烧阶段的机理函数遵循收缩反应化学函数和一级化学反应函数。结论：根据不同变质程度煤样燃烧质量、放热量、活化能变化规律可判别火区燃烧状态与温度分布。结合瓦斯爆炸界限实验可判定煤化程度不同煤样火灾诱发瓦斯爆炸危险性，并根据不同煤质采取适用于该煤质的火区安全治理措施。研究成果可应用于火灾事故处理物证痕迹分析、工业生产中煤的液化、气化、焦化和燃烧等洁净化利用领域。

来源出版物：中国安全科学学报, 2017, 27(9)： 63-68

入选年份：2017