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煤与瓦斯突出预测技术研究现状及发展趋势 被引量：148
1
作者 聂百胜 何学秋 +2 位作者 王恩元 刘贞堂 撒占友 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2003年第6期40-43,共4页
对矿井煤与瓦斯突出预测方法的研究现状及发展趋势进行了论述及分析。目前我国大量使用的是钻屑量S、钻孔瓦斯涌出初速度q、瓦斯解吸指标Δh2 、瓦斯放散指数ΔP等钻孔静态预测方法 ,这些方法花费大量的人力、物力和财力 ,而且准确性较... 对矿井煤与瓦斯突出预测方法的研究现状及发展趋势进行了论述及分析。目前我国大量使用的是钻屑量S、钻孔瓦斯涌出初速度q、瓦斯解吸指标Δh2 、瓦斯放散指数ΔP等钻孔静态预测方法 ,这些方法花费大量的人力、物力和财力 ,而且准确性较低。而声发射和电磁辐射等方法是很有前途的预测方法。未来煤与瓦斯突出预测的发展趋势是 ,利用声发射监测技术对变形破裂剧烈区域进行定位 ,利用电磁辐射监测技术工作面非接触连续预测 。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 预测技术 矿井 中国 准确性 声发射 电磁辐射 事故 安全
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电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理 被引量：121
2
作者 王恩元 何学秋 +1 位作者 聂百胜 刘贞堂 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期225-229,共5页
研究了瓦斯对电磁辐射（EME）的影响规律及影响机制，对电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理进行了探讨.研究结果表明：煤体变形破裂时，电磁辐射与煤岩体的载荷及变形破裂过程密切相关，煤体中的瓦斯能使电磁辐射增强，瓦斯在煤体中的流动... 研究了瓦斯对电磁辐射（EME）的影响规律及影响机制，对电磁辐射法预测煤与瓦斯突出原理进行了探讨.研究结果表明：煤体变形破裂时，电磁辐射与煤岩体的载荷及变形破裂过程密切相关，煤体中的瓦斯能使电磁辐射增强，瓦斯在煤体中的流动及冲击能产生电磁辐射；电磁辐射强度和脉冲数两项指标综合反映了工作面前方煤体的突出危险程度，用电磁辐射法预测预报煤与瓦斯突出是可行的，煤岩电磁辐射技术在预测煤与瓦斯突出和冲击地压等方面有着非常广泛的应用前景. 展开更多
关键词 含瓦斯煤体 电磁辐射 瓦斯突出 煤突出 突出原理
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煤吸附水的微观机理 被引量：124
3
作者 聂百胜 何学秋 +1 位作者 王恩元 张力 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期379-383,共5页
根据煤大分子和表面的结构特点,应用分子热力学和表面物理化学理论分析了煤表面自由能的特征和煤吸附水的微观机理.结果表明,煤对水分子的吸收从微观上看是由于水分子与煤表面相互吸引作用的结果,这些作用力包括分子间力和氢键.煤对水... 根据煤大分子和表面的结构特点,应用分子热力学和表面物理化学理论分析了煤表面自由能的特征和煤吸附水的微观机理.结果表明,煤对水分子的吸收从微观上看是由于水分子与煤表面相互吸引作用的结果,这些作用力包括分子间力和氢键.煤对水分子的吸附是多层吸附,吸附第一层水主要是由于煤对水分子的氢键作用占主要地位,对其余水分子层的吸附主要是由于分子间力引起的长程力作用的结果.对水分子与煤表面的分子间力进行了估算,结果是分子间力中色散作用力占主要地位.讨论了添加活性剂润湿煤体的作用,认为这是从微观上改变了水分子与煤表面的吸引作用力的结果.研究煤吸附水的微观机理为现场优化提高煤层润湿性措施奠定了理论基础. 展开更多
关键词 煤层注水 表面自由能 吸附 分子间力 氢键
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煤岩动力灾害电磁辐射监测仪及其应用 被引量：101
4
作者 王恩元 何学秋 +3 位作者 刘贞堂 窦林名 周世宁 聂百胜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期366-369,共4页
基于受载煤岩体的电磁辐射特性及规律,研制了具有电磁信号接收、数据处理、数据存储、通讯和灾害预报等功能的煤岩动力灾害电磁辐射监测仪,开发了基于Windows系统的具有数据通讯、参数设置、数据处理及分析和动态预报等功能的软件.该仪... 基于受载煤岩体的电磁辐射特性及规律,研制了具有电磁信号接收、数据处理、数据存储、通讯和灾害预报等功能的煤岩动力灾害电磁辐射监测仪,开发了基于Windows系统的具有数据通讯、参数设置、数据处理及分析和动态预报等功能的软件.该仪器在预测煤与瓦斯突出时,有突出危险煤层的电磁辐射水平远高于无突出危险煤层;在预测冲击地压时,矿压大的地方,电磁辐射较强,有冲击危险的区域,电磁辐射异常,表现为电磁辐射水平明显增强或变化剧烈.表明电磁辐射法预测煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力灾害危险性是可行的,研制的电磁辐射监测仪实现了非接触预测,省时省力,对生产影响较小,稳定性好,准确率较高. 展开更多
关键词 电磁辐射 监测仪 监测预报 煤与瓦斯突出 冲击地压
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孔隙气体在煤层中扩散的机理 被引量：93
5
作者 何学秋 聂百胜 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期1-4,共4页
分析了孔隙气体在煤体中的扩散模式和微观机理 ,得出在煤体中存在菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散几种扩散模式 ,并分析了抽放时瓦斯气体在煤层中的运移过程及其在煤微孔隙中的扩散过程 .根据分子运动论 ,从微观... 分析了孔隙气体在煤体中的扩散模式和微观机理 ,得出在煤体中存在菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散几种扩散模式 ,并分析了抽放时瓦斯气体在煤层中的运移过程及其在煤微孔隙中的扩散过程 .根据分子运动论 ,从微观上讨论了压强和温度对甲烷分子平均自由程的影响规律 ,并解释了升高压强和温度增强甲烷气体在煤层微孔隙中扩散能力的机理 .分析了前人测定的不同压力下瓦斯在煤体中的扩散系数与分子平均自由程之间的关系 ,表明孔隙气体在煤微孔隙中扩散的宏观参数从根本上来看是由于分子微观参数的改变引起的 . 展开更多
关键词 孔隙气体 甲烷 诺森数 扩散机理 分子平均自由程 扩散模式
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煤粒瓦斯解吸扩散规律实验 被引量：102
6
作者 聂百胜 杨涛 +2 位作者 李祥春 李丽 卢红奇 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期975-981,共7页
进行了不同粒径煤样、不同温度和不同吸附平衡压力条件下的等温吸附-解吸实验.通过对解吸实验前600s实验数据的甲烷解吸率和槡t线性拟合,并结合计算得到了煤粒甲烷的初始有效扩散系数和扩散动力学参数.结果表明:吸附平衡压力越大,初始... 进行了不同粒径煤样、不同温度和不同吸附平衡压力条件下的等温吸附-解吸实验.通过对解吸实验前600s实验数据的甲烷解吸率和槡t线性拟合,并结合计算得到了煤粒甲烷的初始有效扩散系数和扩散动力学参数.结果表明:吸附平衡压力越大,初始有效扩散系数越大,瓦斯解吸率越大;温度越高,初始有效扩散系数和扩散动力学参数也越大;煤样的粒径愈大初始有效扩散系数愈大,而动力学扩散参数越小,相同解吸时间内的甲烷解吸率越小.通过Arrhenius方程得到了甲烷解吸扩散活化能的表达式,通过处理数据得到1#和3#煤样的解吸扩散活化能分别为14.38kJ/mol和9.99kJ/mol. 展开更多
关键词 煤粒 瓦斯 扩散系数 活化能
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煤粒瓦斯扩散的理论模型及其解析解 被引量：86
7
作者 聂百胜 郭勇义 +1 位作者 吴世跃 张力 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期19-22,共4页
建立了第三类边界条件下的煤粒瓦斯扩散的物理数学模型 ,用数学物理方法求出了其解析解 ,并测算了煤粒瓦斯扩散参数 .分析结果表明 ,传质毕欧准数反映了煤粒瓦斯扩散场的特点 ,传质傅立叶准数则反映了扩散场随时间变化的动态特征 .该模... 建立了第三类边界条件下的煤粒瓦斯扩散的物理数学模型 ,用数学物理方法求出了其解析解 ,并测算了煤粒瓦斯扩散参数 .分析结果表明 ,传质毕欧准数反映了煤粒瓦斯扩散场的特点 ,传质傅立叶准数则反映了扩散场随时间变化的动态特征 .该模型包含以往研究的第一类边界条件下的扩散模型 。 展开更多
关键词 瓦斯扩散模型 第三类边界条件 传质毕欧准数 传质傅立叶准数 煤粒甲烷扩散场
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煤矿采掘过程中煤岩体电磁辐射特征及应用 被引量：73
8
作者 王恩元 何学秋 +3 位作者 窦林名 周世宁 聂百胜 刘贞堂 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期216-221,共6页
运用研制的KBD5矿用本安型电磁辐射监测仪测试了煤矿采掘过程中工作面煤岩体的电磁辐射 ,分析了电磁信号与采掘工艺及煤岩动力灾害危险性等的关系 .研究表明 ,煤矿采掘过程伴随产生电磁辐射 ,电磁辐射是煤岩体受到采动影响后应力重新分... 运用研制的KBD5矿用本安型电磁辐射监测仪测试了煤矿采掘过程中工作面煤岩体的电磁辐射 ,分析了电磁信号与采掘工艺及煤岩动力灾害危险性等的关系 .研究表明 ,煤矿采掘过程伴随产生电磁辐射 ,电磁辐射是煤岩体受到采动影响后应力重新分布或变形破裂趋向新的平衡的结果 ;有煤与瓦斯突出和冲击地压危险时 ,有明显的电磁异常前兆 ;采取防治措施后 ,电磁辐射显著下降 .电磁辐射技术在煤矿可以用于预测煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩动力灾害 . 展开更多
关键词 煤矿采掘过程 电磁辐射异常 煤与瓦斯突出 冲击地压
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瓦斯气体在煤层中的扩散机理及模式 被引量：50
9
作者 聂百胜 何学秋 王恩元 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2000年第6期24-28,共5页
根据气体在多孔介质中的扩散模式 ,结合煤结构的实际特点 ,分析了瓦斯气体在煤孔隙中的扩散机理 ,得出瓦斯在煤体中几种扩散模式 :菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散。从微观上看 ,影响瓦斯气体在煤层中扩散的主要... 根据气体在多孔介质中的扩散模式 ,结合煤结构的实际特点 ,分析了瓦斯气体在煤孔隙中的扩散机理 ,得出瓦斯在煤体中几种扩散模式 :菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散。从微观上看 ,影响瓦斯气体在煤层中扩散的主要因素是瓦斯气体的平均自由程和煤不同尺寸微孔隙的分布情况。根据不同孔隙分布的煤层 。 展开更多
关键词 瓦斯 煤层 扩散机理 扩散模式 分子平均自由程 诺森数 孔隙分布 煤矿生产
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矿井煤岩动力灾害电磁辐射预警技术 被引量：62
10
作者 何学秋 聂百胜 +3 位作者 王恩元 窦林名 刘明举 刘贞堂 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期56-59,共4页
利用煤岩破坏力电耦合模型、煤与瓦斯突出和冲击矿压发生的不同特点及现场测试的大量数据,得到了两种灾害的电磁辐射预警临界值系数和动态变化趋势系数的确定方法.研究表明:煤岩动力灾害电磁辐射预警可以采用脉冲数和强度两个指标同静... 利用煤岩破坏力电耦合模型、煤与瓦斯突出和冲击矿压发生的不同特点及现场测试的大量数据,得到了两种灾害的电磁辐射预警临界值系数和动态变化趋势系数的确定方法.研究表明:煤岩动力灾害电磁辐射预警可以采用脉冲数和强度两个指标同静态临界值和动态趋势相结合的方法进行预警,电磁辐射可以将动力灾害危险分为无危险、弱危险和强危险的3级预警方案,对不同的预警级别可以采用对应的防治措施. 展开更多
关键词 矿井 煤岩动力灾害 电磁辐射 预警准则 分级预警
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水分对煤体瓦斯解吸扩散的影响 被引量：62
11
作者 聂百胜 柳先锋 +1 位作者 郭建华 朱飞飞 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期781-787,共7页
采用水蒸气吸附法,分别制取了6种不同水分含量的2类煤样进行瓦斯解吸扩散实验.利用Langmuir方程经验公式拟合,计算得到了极限瓦斯解吸量;对解吸实验前10min的甲烷解吸率和槡t进行线性拟合,通过计算得到了极限瓦斯解吸量和初始扩散系数,... 采用水蒸气吸附法,分别制取了6种不同水分含量的2类煤样进行瓦斯解吸扩散实验.利用Langmuir方程经验公式拟合,计算得到了极限瓦斯解吸量;对解吸实验前10min的甲烷解吸率和槡t进行线性拟合,通过计算得到了极限瓦斯解吸量和初始扩散系数,并分析了水分对瓦斯解吸扩散的影响机理.实验结果表明:水分含量对煤体瓦斯解吸扩散过程有显著影响,0.45 MPa平衡压力下,对于1#煤样,水质量分数由0.46%升高到3.5%时,极限瓦斯解吸量Q∞从8.63mL/g减小到4.24mL/g,降低50.87%,初期解吸率从70.87%减小至34.54%,降低36.33%;对于2#煤样,水质量分数由0.73%升高到4.16%时,Q∞从4.68mL/g减小到2.32mL/g,降低50.42%,初期解吸率从58.14%减小至37.16%,降低了20.98%;水分作用下,煤体瓦斯解吸能力大幅度降低;极限瓦斯解吸量、初期解吸率、初始扩散系数均随水分含量的增加而减小. 展开更多
关键词 水分含量 煤体 瓦斯 解吸扩散 初始扩散系数
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煤吸附瓦斯的本质 被引量：51
12
作者 聂百胜 段三明 《太原理工大学学报》 CAS 1998年第4期417-421,共5页
利用煤大分子结构研究的最新成果，根据分子热力学和表面物理化学的理论，对矿井瓦斯气体在煤表面的吸附本质进行了分析，并对主要瓦斯气体与煤表面的相互作用力进行了估算，结果与实测的吸附热数据基本一致。
关键词 吸附 瓦斯 吸附势 垒 吸附热 煤
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电磁辐射法预测煤矿冲击地压 被引量：49
13
作者 聂百胜 何学秋 +1 位作者 王恩元 窦林名 《太原理工大学学报》 CAS 2000年第6期609-611,624,共4页
简述了电磁辐射法预测冲击地压的原理 ,并用 KDB5本安型煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪在徐州三河尖矿进行了实测。结果表明 ,采用电磁辐射法非接触预测冲击地压不需打钻 ,实施需要时间短 ,准确率高 ,而且能够监测工作面前方的煤岩体活动情... 简述了电磁辐射法预测冲击地压的原理 ,并用 KDB5本安型煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪在徐州三河尖矿进行了实测。结果表明 ,采用电磁辐射法非接触预测冲击地压不需打钻 ,实施需要时间短 ,准确率高 ,而且能够监测工作面前方的煤岩体活动情况 ,是一种很有发展前途的预测预报方法。 展开更多
关键词 电磁辐射法 非接触预测 冲击地压 煤矿 预测 矿山压力
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受载岩石电磁辐射特性及其应用研究 被引量：54
14
作者 王恩元 何学秋 +4 位作者 刘贞堂 窦林名 聂百胜 张力 马尚权 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1472-1477,共6页
对砂岩、泥岩和混凝土在压、拉状态下的电磁辐射特性、规律进行了实验研究和分析。研究结果表明,砂岩、泥岩和混凝土在压、拉状态下能够产生电磁辐射;电磁辐射与载荷呈现正相关性;岩石电磁辐射具有记忆效应;在受载过程中最大电磁辐射强... 对砂岩、泥岩和混凝土在压、拉状态下的电磁辐射特性、规律进行了实验研究和分析。研究结果表明,砂岩、泥岩和混凝土在压、拉状态下能够产生电磁辐射;电磁辐射与载荷呈现正相关性;岩石电磁辐射具有记忆效应;在受载过程中最大电磁辐射强度与岩石强度间呈现正相关性。电磁辐射在测定原岩应力、测定围岩相对应力分布、评定煤岩体应力状态及其稳定性方面具有非常广阔的应用前景。 展开更多
关键词 岩石 电磁辐射 记忆效应 煤岩体 稳定性
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瓦斯气体在煤孔隙中的扩散模式 被引量：33
15
作者 聂百胜 何学秋 王恩元 《矿业安全与环保》 北大核心 2000年第5期14-16,共3页
根据气体在多孔介质中的扩散模式，结合煤结构的实际特点，分析了瓦斯气体在煤孔隙中的扩散机理，得出瓦斯在煤体中有以下几种扩散模式：菲克型扩散、诺森扩散、过渡扩散、表面扩散和晶体扩散，并分析了煤层中影响瓦斯扩散的因素和各种... 根据气体在多孔介质中的扩散模式，结合煤结构的实际特点，分析了瓦斯气体在煤孔隙中的扩散机理，得出瓦斯在煤体中有以下几种扩散模式：菲克型扩散、诺森扩散、过渡扩散、表面扩散和晶体扩散，并分析了煤层中影响瓦斯扩散的因素和各种扩散模式的适用条件。 展开更多
关键词 瓦斯 诺森数 扩散机理 扩散模式 煤孔隙 煤结构
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煤岩变形破裂的电磁辐射规律及其应用研究 被引量：44
16
作者 王恩元 何学秋 +2 位作者 刘贞堂 聂百胜 马尚权 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2000年第2期35-39,共5页
对受载煤体变形破裂电磁辐射规律进行了研究及分析 ,并对煤岩电磁辐射技术应用于预测预报煤与瓦斯突出进行了试验研究。研究结果表明 ,电磁辐射与煤岩体的载荷、加载速率及变形破裂过程呈正相关。煤岩电磁辐射技术在预测预报煤与瓦斯突... 对受载煤体变形破裂电磁辐射规律进行了研究及分析 ,并对煤岩电磁辐射技术应用于预测预报煤与瓦斯突出进行了试验研究。研究结果表明 ,电磁辐射与煤岩体的载荷、加载速率及变形破裂过程呈正相关。煤岩电磁辐射技术在预测预报煤与瓦斯突出等方面有着非常广阔的应用前景。 展开更多
关键词 煤岩 变形 破裂 电磁辐射 瓦斯突出 预测
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煤的表面自由能及应用探讨 被引量：41
17
作者 聂百胜 何学秋 王恩元 《太原理工大学学报》 CAS 2000年第4期346-348,共3页
分析了煤表面自由能的形成过程和特点 ,并根据表面化学原理计算了煤的表面自由能。煤的变质程度、瓦斯气体种类和温度对表面自由能都有影响 ,对难抽放瓦斯煤层 ,如果采取降低表面自由能的措施 ,会使抽放效果更好。
关键词 吸附 表面自由能 瓦斯抽放 煤
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煤层甲烷在煤孔隙中扩散的微观机理 被引量：34
18
作者 聂百胜 张力 马文芳 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期20-22,共3页
分析了煤层甲烷在煤体中的扩散模式和微观机理 ,得出在煤体中存在有以下几种扩散模式 :菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散 ,并分析了抽放时甲烷在煤层中的运移过程及其在煤微孔隙中的扩散过程。根据分子运动论从微... 分析了煤层甲烷在煤体中的扩散模式和微观机理 ,得出在煤体中存在有以下几种扩散模式 :菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散 ,并分析了抽放时甲烷在煤层中的运移过程及其在煤微孔隙中的扩散过程。根据分子运动论从微观上讨论了压强和温度对甲烷分子平均自由程的影响规律 。 展开更多
关键词 煤孔隙 扩散模式 煤层甲烷 微观机理 分子运动论
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煤吸附瓦斯过程的研究 被引量：36
19
作者 张力 何学秋 聂百胜 《矿业安全与环保》 北大核心 2000年第6期1-2,4,共3页
叙述了煤的物理结构及煤吸附瓦斯气体的本质；形象描述了煤体吸附瓦斯气体的全过程；分析得出不同控制步骤下，煤吸附瓦斯气体的吸附速率方程及相互间的关系。
关键词 渗流 扩散 吸附速率方程 物理结构 煤 瓦斯 吸附
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危险气体泄漏扩散的实验方法研究 被引量：31
20
作者 冯志华 聂百胜 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2006年第7期18-23,共6页
综述了研究危险气体事故泄漏扩散的3种实验方法,即全规模大型现场实验、实验室模拟和小型现场实验,详细讨论该3种试验方法在实施和应用中的优缺点。对小型现场实验的无量纲长度、速度、时间、大气稳定度、大气湍流、液滴的尺寸分布和沉... 综述了研究危险气体事故泄漏扩散的3种实验方法,即全规模大型现场实验、实验室模拟和小型现场实验,详细讨论该3种试验方法在实施和应用中的优缺点。对小型现场实验的无量纲长度、速度、时间、大气稳定度、大气湍流、液滴的尺寸分布和沉降、源动量通量比例等重要参数的确定方法重点进行分析和阐述。小型试验法特别适用于模拟化学性质活泼的危险气体的泄漏扩散研究,可为安全评价、应急救援提供有价值的参考数据。 展开更多
关键词 安全技术 危险气体 泄漏 扩散 实验 模型
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