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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇安全工程论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2安全工程专业卓越工程师培养模式的建立
2.1培养方案的制定根据培养目标,制定了卓越安全工程师四年本科教学的培养方案,该培养方案有以下特点:(1)形式上:采取“2+1+1”模式,即2年基础理论教学,1年专业理论教学和综合能力培养,1年企业实训,其中,企业实训以企业现场教学为主,校企教师联合授课。(2)内容上:理论教学学分占60%;实践环节占40%。理论课程内容覆盖现场工程师知识要求和人文素质培养要求,强调安全管理能力提升要求;实践教学系统化,着重现场工程师能力培养和工程素养的提高,取得从事安全工程相关的职业资格证书或具备相应职业资格要求的能力。(3)专业课教学上:将人事部组织的国家注册安全工程师职业资格考试、劳动保障部组织的国家安全评价师职业资格证书考试要求以及企业安全标准化相关要求纳入专业课教学内容中;教学模式采用课堂教学和现场教学相结合的方式,将生产中的事故案例进行现场教学讲解,加强实践应用能力的培养,强化课程体系对于工程师能力的训练功能。(4)企业实训课程:企业实训课程考虑目前的就业形势,分为建筑安全及化工安全两个模块,以满足不同学生的兴趣要求。
2.2校内培养方案校内培养方案分为两部分,一部分为基础理论教学,该部分课程以数学、体育、英语、物理、化学、计算机等基础课程为主,目的是培养学生具有较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感、工程职业道德和服务意识,通过学习获得从事安全专业所需的自然科学知识和经济管理知识,有一定的国际视野和跨文化交流、竞争与合作的能力。另外一部分是专业理论教学,该部分课程体系由安全系统工程、安全人机工程、安全管理学、工程热力学、燃烧与爆炸原理等理论教学体系和安全工程实验、课程设计等实践教学体系构成,目的是要求学生掌握安全科学、安全工程、安全管理、职业健康的基本理论、基础知识和基本技能。
2.3企业培养方案企业培养方案分为现场教学及实践教学两部分,现场教学部分分两个专业方向,其中化工安全方向课程体系由石油化工工艺及设备安全,化工安全设计,化工安全管理标准化,化工事故案例分析四部分组成;建筑安全方向课程体系由建筑施工组织设计,建筑施工安全,建筑安全管理标准化,建筑事故案例分析组成。授课教师采用校企联合,要求企业教师专业职称至少为安全高级工程师,并具备多年的从业经验。现场授课重点提高学生分析能力、解决实际工程问题能力、安全技术管理能力以及技术创新素质的培养。内容侧重行业需求、行业发展方向、工程师素质、工程伦理、工程技术理论、工程技术方法、企业的主要生产工艺流程、原料、物料及产品的理化性质,各生产作业环节及主要生产设备存在的隐患及危险性,初步认识和了解安全防护装置、安全设施的维护与运行情况,一旦发生事故可能的事故类型、事故原因及防范措施等方面。目的在于使学生了解安全工程专业发展以及需求,培养学生的专业兴趣,从介绍安全工程的基本原理、知识和方法入手,对学生进行专业能力培养。
企业实践教学部分由认识实习、专业设计、毕业设计三部分组成,认识实习主要通过现场参观,使学生对各工艺过程、设备设施,尤其是安全设施作用有所了解,进而为后期的理论知识的学习提供基础。认识实习时间为两周主要内容。专业设计是毕业设计前的一项实践教学活动,其主要目的是通过专业设计,使学生掌握安全工程的基本原理及基础知识,并用所学知识完成一个理论问题探索的基本方法和基本技能,加深对所学专业的理解和认识,最后提交设计方案。与企业课程相对应安全工程卓越工程师专业设计分为两个方向即化工安全方向和建筑安全方向。化工安全设计方向通过对主要工艺流程的危险辨识、评价提出保证工艺安全的设计方案。建筑安全设计方向通过对主要施工过程的危险辨识、评价提出保证施工安全的设计方案。毕业设计通过16周时间,学生在企业工程师及校内指导教师的共同指导下,选择企业实际现场技术问题作为毕业设计选题,查阅、学习相关科技文献资料,确定设计方案与技术路线,完成规定的设计任务,通过校企联合组织的毕业设计答辩。
2010年,南华大学发挥自身几十年为我国核工业事业培养了大批专业人才的优势和特色,凭借扎实的专业建设基础,积极申报高等学校战略性新兴产业相关本科专业———核安全工程,并获得教育部批准设置。2010年即从新生中通过转专业的方式转入一个自然班开始培养工作,该专业2011年获批湖南省特色建设本科专业,2012年获批湖南省专业综合改革试点专业。2012年普通高等学校专业目录修订后,原“核安全工程”与“辐射防护与环境工程”专业调整为“辐射防护与核安全”。2013年经湖南省教育厅批准,南华大学以“核安全工程(专业方向)”继续招收本科学生,也是迄今唯一批准设置该专业的高校。本文从人才培养方案制定、培养目标、课程体系、师资队伍建设、实验室建设、实习基地建设等方面阐述南华大学核安全工程专业建设,以期为核安全领域本科层次人才培养提供借鉴与参考。
一、核安全工程专业培养方案制定的思考
随着我国环境压力日益突出,核能作为一种几乎是零排放的清洁能源,在我国的能源结构调整中将发挥越来越重要的作用。为了保证我国核电建设的安全、高效发展,国家环保部核安全局已在国内实施注册核安全工程师制度。为了适应核安全人才的强大的需求现状,南华大学于2007年率先在安全工程专业下设置了核电安全工程和铀矿冶安全工程两个专业方向,并在人才培养目标方面进行了积极探索[1]。为了制定核安全工程专业培养方案,学科建设团队首先以需求为导向,先后调研了中核福清核电站、中核三门核电站、中国原子能科学研究院、中核北方核燃料元件有限公司(二二厂)、中核锦原铀业有限公司等十多个核工业企事业单位,获得了中核北方核燃料元件有限公司、中国核动力研究设计院、秦山核电有限公司、西安中核蓝天铀业有限公司等单位的信函回执反馈意见,并利用南华大学为中核集团开办的安全工程领域工程硕士班学生来校学习的机会,分企业类别(核电企业、研究院所、铀矿冶企业、核燃料加工企业、核废物处理企业等)召开学员座谈会,听取意见与建议。同时,组织南华大学相关专业(特别是核类专业)教师多次研讨核安全工程专业人才培养方案。最终确定以“核安全工程师应用型人才培养”为办学宗旨,主要参照国家《注册核安全工程师》、《注册安全评价师》和《安全工程专业中、高级技术资格评审条件》的知识要求,根据“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的原则制定该专业人才培养方案,并分别于2012年和2014年进行了两次修改。
二、核安全工程专业的培养目标
专业培养目标是各个高等学校根据自身办学特点和服务对象所确定对所培养人才的特殊要求。培养目标需要全面贯彻党的教育方针,满足国家或地方经济社会发展对人才的要求,体现先进的教学理念和教育方法,实现学校培养目标。南华大学核安全工程专业培养目标为:适应我国国民经济建设和现代化核工业发展需要,培养具有扎实的自然科学基础知识、较好的人文知识和文化素质,掌握安全科学与工程、核与辐射安全、安全应急管理和职业健康基本理论、基础知识和基本技能,具备专门从事核安全与辐射防护工程设计、研究、检测、评价、监察和管理等工作能力的高素质应用型专门工程技术人才。为了实现这一专业培养目标,南华大学提出了核安全工程专业人才培养的具体要求:本专业学生在学习工程专业基础、人文社科知识的基础上,主要学习安全科学和核物理基础理论、核与辐射安全工程技术及安全应急管理相关课程,接受校内外实践环节、专业相关课程的课程设计和毕业论文与毕业设计的基本训练,具备注册核安全工程师所需的基础知识、专业能力和素质,具备服务于核工业各个领域的核与辐射安全研究、设计与监管的技能,并具有在核与辐射安全行政管理、核环境与核安全中介等机构中工作的能力。
三、核安全工程专业的课程体系
南华大学核安全工程专业课程体系重在体现核工业对核安全工程师基础知识、专业能力和素质的要求,以注册核安全工程师的核安全综合知识、核安全相关法律法规、核安全案例分析、核安全专业实务四大专业知识结构和能力要求为导向,建立适应核安全工程领域专业人才需求的课程体系。整个课程体系分为公共基础课、专业基础课、专业主干课、专业选修课、实践性教学和第二课堂,共计183学分。核心知识领域有工程理化基础、原子核物理、安全人机工程、事故致因理论、安全应急管理及其系统方法、核与辐射安全。核心课程包括“原子核物理”、“安全学原理”、“安全人机工程”、“安全系统工程”“、核与辐射安全”、“防火防爆技术”、“安全检测及监控技术”、“核电安全工程”、“核通风与空气净化”、“锅炉压力容器安全工程”、“铀矿开采安全技术”。实践性教学环节有金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习及安全评价课程设计、核安全设施课程设计、辐射防护课程设计、核通风与防护课程设计、防火防爆课程设计。第二课堂包括各级大学生创新性实验、社会调查报告、各类竞赛活动获奖、发表的学术论文以及全校性的素质选修课程等。
四、核安全工程专业的师资队伍建设
教师是人才培养的主体,南华大学核安全工程师资队伍建设充分利用多年的积累与沉淀。学校合并前的原中南工学院和原核工业第六研究所隶属于原核工业部,有多年从事核工程与核技术、铀矿开采等方面教学研究工作积累;学校现有核反应堆工程、核工程与核技术、核化工与核燃料工程、核物理、辐射防护、采矿工程、放射医学等多个涉核专业。核类学科专业建设为我校核安全工程师资队伍建设打下了良好的基础。由此,核安全工程师资队伍建设围绕组建“核电安全专业课程教学团队”和“铀矿冶安全专业课程教学团队”两个核心教学团队开展工作。教学团队成员由校内教师和校外实习基地研究人员或工程师组成。对校内教师鼓励中青年骨干去企业锻炼或攻读博士学位及出国进修学习,派出年轻教师参加注册核安全工程师的培训和考试,重视“传帮带”“、老带新”的措施落实到位。校外教师,我们主要聘请有一定工作经验或成绩的专业技术人员,他们既是学生实践教学环节的指导教师,有时也被请进校园课堂给学生讲课。这一系列的举措使得核安全工程专业师资队伍建设取得明显成效。
五、核安全工程专业的实验室建设
专业实验室是培养学生实践动手能力和创新能力的重要场所,实验室建设是专业建设中非常重要的部分。南华大学核安全工程专业实验室建设的思路是:充分利用学校相关专业的已有资源,重点建设特色实验项目。经过几年的建设,现已建有辐射安全监测实验室、核通风与空气净化实验室、核应急救援实验室。大型仪器设备有:用于核环境安全监测分析的EQF3220结合态/未结合态氡子体及氡/钍测量仪、用于核通风与空气净化实验的粒子图像速度分析系统(PIV)、APS-3321空气动力学粒径谱仪以及正在建设的环境模拟风洞实验室。
六、核安全工程专业的实习基地建设
校外实习基地是培养学生实践能力和创新精神的重要场所,是学生接触社会、了解社会的纽带[2]。核安全工程实习基地建设时采用两条途径,一是充分利用南华大学现有实践教学资源。学校已有的国家级工程实践教育中心“南华大学—中国原子能科学研究院工程实践教育中心”、省“十二五”研究生培养创新基地“尾矿库退役治理技术中心研究生实践中心”和“核测控与核安全防护基地”,都已经成为了核安全工程的实习基地。另一条途径是新建校外基地。由于核安全工程具有鲜明的行业特色,为此,我们以国家核电产业链为导向,补充完善校外实习基地建设。先后与中核韶关锦原铀业有限公司、中核通辽铀业有限公司、中核二七二铀业有限公司、中核四四有限公司、广东核电集团有限公司等单位签订了实习基地协议。我们与这些基地间采取顶班替岗、校企科研协同、为企业选拔后备人才等多种互惠的合作模式,基地建设取得了较好的成效。这些基地在满足了学生认识实习1周、生产实习4周和毕业实习2周的要求的基础上,我们还在开展部分课程设计和毕业设计在基地完成的教学改革。南华大学核安全工程是目前唯一批准设置的本科专业(专业方向),人才培养没有现存的参照模式。经过几年的探索与实践,我们在培养目标与要求、课程体系、实践教学条件建设等方面取得了一定的成绩。今后,还需在人才培养模式、课程知识点要求等诸多方面进行深入系统的研究与实践,也希望各相关用人单位提出宝贵的意见与建议。
作者:刘迎云 蒋复量 王淑云 单位:南华大学
2.注册工程师执业能力的要求我国安全生产领域的职业资格包含注册安全工程师和安全评价师两种,分属执业资格和从业资格。前者注册安全工程师,主要为企业服务,必须具备安全法律法规、安全生产管理、安全生产技术和事故分析处理等方面的知识,按照所要求的知识和能力实际上是管理型人才。而后者安全评价师,主要为评价机构服务,要求具备危险分析、安全评价及系统安全工程等知识和技能,对建设项目和生产经营单位生产安全存在的风险进行安全评价,属于安全技术型人才。两者分工重点明确,侧重点不同。两种职业资格要求人才的基本素质与能力也不同(见表2)。以上的认证标准和注册执业能力要求是对我国高等安全人才的基本要求,既符合业界对安全人才的需求,也符合国际化的发展趋势。综上分析,笔者认为高校安全专业人才培养除基础通识教育外,还需要比较系统的安全科学、安全工程与技术、安全管理能力、安全实践技能四个层次的知识,具备安全工程方面的设计、研究、检测、评价、监察和管理等基本专业素质,还应当掌握组织协调、沟通协作、主动创新、职业道德、科学态度等多方面的技能。为此,从安全人才长远发展来看必须加快安全工程专业高等教育改革,以专业认证和注册制度来提升安全教育的质量,使学生的能力满足行业市场执业的需要。
二、面向土木工程的安全专业教育体系的建设与应用
进行面向土木行业的安全工程教学体系改革,首先必须以安全专业认证标准和“安全工程职业注册资格”的要求为总的指导框架,确定人才培养的规格和目标,融合土木安全的办学特色,建立课程体系,选择教学内容和方法,开展实践创新,争取毕业后经工程实践达到注册工程师标准。
1.建设合理的课程体系根据认证标准框架的基本要求,广泛征求土木施工业界对安全人才的意见调整课程体系,包括通识教育、基础课、专业基础课、专业课程模块,集中实践环节、课外教育环节[2]。课程设置做如下考虑:强化基础和通识课程,如数学、力学、物理、热力学、化学以及电工学等,这些对学生安全科学和技术知识的学习具有基础学科的重要作用;英语、计算机等的学习为适应安全工程国际化、信息化发展提供保证;人文、社会学、心理学、安全管理知识和法律法规等的学习为安全人才适应未来从业岗位要求消除障碍,在职业道路上快速成长。专业基础和专业课程设置强调行业特点和安全科学的共性。学位课和必修课学分构成上,按一般工科要求设置。专业基础课程按照专业认证标准设置,同时考虑学生未来专业发展的潜力和后劲,设置土木和安全两个学科中的重要基础课程,为后续专业课程的学习奠定基础。专业课是土木安全专业的主干课程,在满足安全工程专业认证标准要求的同时,考虑注册工程师执业考试的需要设置。安全工程专业学生必备知识的课程为指定限选,其余为任选课程。
2.优化调整教学内容认证标准强调了课程体系内课程结构、内容与相互间的联系问题。因此,设置的课程必须尽可能考虑知识的连贯性、系统性、实用性和前瞻性,使学生建立整体的知识结构。作为面向土木建筑的安全专业,在认证和注册制度导向下,提出“学生能力培养配套体系”,即按照标准、执业技能要求将知识在整个学科体系内整合,使它们互相支撑、互相配合,适应国家、社会、企业对安全人才知识的要求,最终与学生能力培养建立直接对应关系。首先,专业课程内容突出行业发展时代特征非常重要。近年来安全学科发展迅速,安全工程课程内容不断丰富,专业课程需要吸收安全领域最新研究成果、新理论、新方法。其次,在课程开设上施行订单培养,按企业紧缺人才调整培养方案,补充课程内容,为企业培养出更适应当前岗位需求的人才。同时,在课程开设学期、先后顺序上也根据知识的连贯性进行了科学设置,使课程教学体系更加完善。另外,在培养方案的课程体系和内容中,要注重与注册安全工程师、安全评价师考试等有关知识点的设置。未来的安全工程师将会向职业化、国际化的方向发展。这样培养的毕业生才能符合社会对职业化人才的技术岗位需求,使其毕业后迅速成长为具备职业资格、服务于企业、安全中介机构和政府的骨干与精英。
1.1施工人员安全意识薄弱,业务水平不足
我国建筑工程施工人员来源复杂,其中,农民工所占比例最大。由于流动性大,难以组织管理,使得施工人员普遍缺乏应有的业务培训和安全教育,直接导致施工人员安全生产技能不足,安全意识十分薄弱。在施工过程中,对安全生产技术规范等重视度不够,为了方便,不采取安全措施,或安全措施执行不到位的现象十分常见。由于市政工程中高空作业、高危作业相对较多,一旦没有严格遵照安全规定,切实落实保护措施,就极有可能导致安全质量事故的发生。据有关统计,安全意识缺乏已经成为引发我国工程建设中质量安全事故的最主要原因。
1.2市政工程设计不科学
工程设计是工程建设的最基本前提,也是工程施工的蓝图,是整个工程建设的起点。工程设计的好坏直接影响着后续施工质量安全。由于我国市政工程建设事业发展迅猛,而相关工程技术管理人员的培养机制有没有完全建立起来,专业人员相对匮乏。此外,少数政府部门急于树立形象,过于追求施工进度,导致市政工程施工建设设计科学性、规范性降低,从而给工程施工造成大量质量安全隐患。此外,由于少数市政工程急功近利,缺乏长远规划,使得市政工程的实施往往与城市整体规划相矛盾,工程建成后几年内就要拆除,从而造成政府建设资金的大量浪费。
1.3市政工程施工技术水平不高
尽管近些年来,我国工程建设施工技术取得了长足发展,但和国外先进水平相比还存在很大的差距。施工工艺、建筑材料、施工标准等方面都有不同程度的落后,特别是现代化城市建设对于工程施工技术的高要求,使得上述差距表现得更加突出。由于施工技术水平不够,使得市政工程质量安全难以全部达到要求。
1.4施工材料和施工设备不过关
施工企业过于追求经济效益,使用质量性能水平低于技术要求的建筑施工材料和施工设备,或者是缺乏质量意识,材料入场检验把关不严,没能及时清除劣质材料,或者施工设备保养维护不到位,以上种种,都给市政工程建筑施工安全质量造成严重威胁。
2解决措施
针对上述问题,必须加强市政工程质量安全管理,切实落实各项促使,严格遵守质量安全管理条例,保障工程的顺利平稳推进。
2.1加强施工监管力度,提高施工人员业务素质和安全意识
首先,要建立健全工程施工质量管理体系。通过高效的组织管理机构对整个施工过程予以科学严密的质量安全管理。项目部要充分发挥工程施工的组织管理作用,实施质量安全责任制,制定并实施科学规范的施工质量安全管理制度,将施工过程中的每一道工序、每一个环节都用科学的方法规范起来,辅以严格的监督管理机制,确保施工的各个步骤都能满足技术要求和安全规范。要加强施工人员的业务素质和安全意识教育培训工作。施工单位要定期开展技术培训工作,确保每一名施工人员都能够熟练掌握本岗位应有的安全施工技术。对于重要岗位,要坚决执行持证上岗制度。开展形式多样的安全教育活动。让安全教育更加贴近建筑工人生活实际,要让施工人员切实认识到安全生产与自己人身安全和家庭幸福的重要联系,真正树立安全生产意识,把安全观念融入贯彻到日常施工的每一个细节中。质量安全管理单位要加强监管力度,不定期开展抽查活动,督促施工企业做好安全生产管理,对于检查过程中发现的安全问题要限期整改,预期没有整改完成的予以行政或经济处罚。
2.2提高工程设计水平
针对市政工程设计人才缺乏的问题,政府有关部门要与对口的大专院校充分沟通,建立人才培养机制,通过中、长期教育为市政工程输送合格的技术人才。在此基础上,加大市政工程设计规划审批力度。在市政工程项目立项之初,通过召开规划会议等方式对项目的可行性进行深入讨论,确保工程与当地长期规划符合,防止资源、资金的不合理使用。在工程施工设计完成后,由建设单位组织相关领域的专家组成审核小组,对设计方案进行严格的审查,确保设计中使用的数据计算准确,引用规范合理适当,避免因为设计方案的不科学严密,导致工程施工安全隐患的产生。
2.3加快施工技术的研究开发和国外先进技术的引进吸收工作
要坚持两条腿走路的方针,一方面加大国内建筑施工技术的研发力度,可采用政、产、学、研的联合机制,成立重点、难点施工技术攻关小组,以点带面,推动我国整体建筑领域技术水平的提高。同时,加大国外先进施工技术的消化吸收和引进工作。从我国实际需求出发,对国际先进建筑施工技术有针对性地予以引进。加大新设备、新技术的应用推广力度,并建立一套行之有效的配套保障机制,为先进技术、先进设备的顺利推广夯实道路。
2.4严把建筑材料质量关
建立严格的材料入场检查制度。对每一批进入施工现场的材料都要认真检查其名称、规格、批号等供应信息,并根据技术要求进行抽检,检验不合格的坚决不予使用。加强现场管理,规范放置现场的材料和设备,做好防火、防盗和防潮工作,保障材料质量稳定,设备运转正常。
2.5加强施工质量安全管理
对工程施工实行目标化管理,将工程质量安全目标细化分解,落实到每一个施工人员身上,并把质量安全目标的完成情况和个人的经济收入挂钩,通过经济手段加强质量安全控制。认真做好每一道工序的质量检查,检查不合格的不能进入下一道工序。
2结果
2.1单项指标合格率塔城地区共上报228份水样,各监测县(市)均有部分单项指标超标,超标率最高为托里县(8.59%),额敏县最低,各监测县(市)单项指标超标差异有统计学意义(χ2=86.45076,P<0.05)。单项指标以总大肠菌群超标最多共83份,超标率36.40%;其次是耐热大肠菌群55份,超标率24.12%;菌落总数48份,超标率21.05%,见表1。
2.2水质监测各项指标检测情况228份水样,共测7752项次,总超标率5.77%;除消毒指标外,微生物指标超标率较高,其次是感官指标;毒理学指标和一般化学指标较低,见表2。
2.3枯水期和丰水期监测情况监测枯水期和丰水期水样各114份,共检测570项次,枯水期水质检测指标超标数和超标率分别为139份,24.39%,丰水期为166份,29.12%,枯水期和丰水期除消毒指标外,毒理学指标超标率差异有统计学意义(χ2=6.7059,P<0.05),即丰水期高于枯水期,其余指标差异无统计学意义(χ2=6.7059,P>0.05),见表3。
2.4出厂水和末梢水水质检测结果抽检出厂水和末梢水水样各114份,共检测570项次,检出出厂水水样不合格140份,超标率24.56%,末梢水165份,超标率28.95%。除消毒指标外,出厂水和末梢水微生物学指标差异有统计学意义(χ2=4.8254,P<0.05),即末梢水超标率高于出厂水,见表4。
2入户管线的维护
由于人户管线大多采用中20、中25型号的PE管材。管线内径小,水流量小。而且人户管线土方工程主要由农民自已投资或投劳来完成,这就导致了由于开沟深度不够或由于水钻打孔过程中钻头不准,造成的人户管埋浅,到了冬季农民吃不上水。可以采用重新打孔或深埋等措施,如不能重新埋管,可以在人冬之前采用树叶或秸秆叶在管线上方进行覆盖,以保证管线安全越冬。
3冬季管线损坏的维修
由于冬季地下土层的变化或仪器、仪表的原因,冬季地下管线非常容易破裂。如果发现居民家中水压减小,或个别用水户不上水,要马上对管线进行巡检,一般管线损坏会造成地面积雪融化或地面形成水流,这就要求准确找到漏点,以便进行土方开挖,进行抢修。决不能盲目开挖,因为地面出水的地点不一定是地下管线破裂的漏点,由于地势的原因,有时地表地势高的地方地下管线损坏,水会在地势低的地方流出,出水点和漏点误差有时会有几米,甚至几十米,这就要求维修人员根据地形、地势和实际工作经验来做出准确的判断,以便找到准确漏点进行土方开挖,如果判断失误,会耽误抢修时间,增加土方开挖费用。一般可采用钎探法,听诊法等。
钎探法就是用一根15米的一头带尖的铁钎对出水点进行探测,如果出水点铁钎插不下去,就说明出水点不是准确漏水点,如果铁钎非常容易插到1米以下,就说明此处是准确漏点。听诊法就是沿管线出水点向地势高的方向逐米用铁管或其他传声较好的物体一头插地,一头顶住耳孔监听,会听到水流声,水流声越大说明离准确漏点就越近了,找到准确漏点之后进行土方开挖时,一定要根据管线埋深逐层开挖,如果不清楚管线确切深度,可就近咨询附近居民或当时施工人员和查找施工资料,一定不要盲目开挖,以免造成地下管线更大的损坏。机械开挖到离管线50厘米时必须停止机械工作,由维修人员用1米长的钢筋或竹杆(不能带锐利的尖头)进行探测,以找到准确管线位置,然后用人工清除管线上下左右的淤土,以便维修。
综合案例法:即在每章的结尾,提出需要解决的工程问题,引导学生综合利用本章所学知识,研究人、物、环境三方面潜在的危险因素及其出现的条件和形成事故的规律,探讨控制危险、预防事故的有效手段和对策,提高系统的安全可靠性。下文以几个实例来进行实例教学的说明和示范。化学工业的发展伴生着新危险,即:化工装置的大型化使大量化学物质都处于工艺过程或者储存状态;化工设备呈现多样化、复杂化及过程连接管道化特点,如果管线破裂或者设备损坏,则会有大量易燃气体或者液体瞬间泄出,迅速蒸发形成蒸气云团,云团随风飘移,遇明火爆炸,造成难以想象的灾难。(据估计50t的易燃液体泄漏,蒸发会形成直径为700m的云团)。讲到上述内容时,让学生利用所学知识进行实例问题计算,强化对这段话和相关灾害事故的理解。实例1:使用列管从高温热载体流体中除去易挥发物质。在维修过程中,水流进了两个阀门之间,正常的操作是开启一个阀门,使热油进来与冷水接触,结果却是水进来突然蒸发,给列管带来很大的破坏。假设水温25℃并处于1atm的环境下,如果水在100℃、1atm时气化,其体积会增加多少倍?解:水从液态迅速变为气态,体积膨胀,对列管带来破坏。在状态改变的过程中,水的量不变,假定为1mol。
结论:1mol的水从液态变为气态时,体积约变为原来的1697倍。如果是大量易燃液体泄漏,蒸发会形成巨大的灾害。另外注意:水在列管中发生了相变,不能使用水在1atm,100℃下的密度求体积;题目中并未提及水变为饱和蒸气,用1atm,100℃下的饱和水蒸气密度求体积也不妥当。压力容器有安全性问题。由于气压试验的危险性比液压试验高,气压试验比液压试验对安全防护的要求高,除了要有必要的保护措施外,还要有试验单位的安全部门人员在现场监督。我们用实验室的一个真实实例来讲:实验室购买了一台压力容器,厂方来人给用户调试设备,做气密试验时由于有一个螺栓未上紧,当压力上升到0.7MPa时发生泄漏,当时只听见一声巨响(本人处在监控室),设备快速泄压,所幸没有任何人员受到伤害,那情景希望大家一次也别遇上。所以,气密试验一定是在压力试验(包括液压和气压)后进行的。再讲泄漏源及扩散模式。化工厂的许多事故都会导致有毒、易燃易爆物质的溢出。准确地判断泄漏量的大小,掌握泄漏后有毒、易燃易爆物质的扩散范围,对于失事现场控制和处理非常重要。
实例2:含有少量有害废物的水经过内径为100mm的钢直管道,通过重力排出某一大型储罐。管道长100m,在储罐附近有一个闸式阀门。整个管道是水平的。如果储罐内的液面高于管道出口5.8m,管道在距离储罐33m处发生事故性断裂,计算直管道泄漏的速率?表格数据也显示了摩擦系数f随雷诺数变化很小。因此,对于粗糙管道中的完全发展的湍流,可以用近似式来估算。这里描述了一个有意义的流速。假设有15min的应急反应时间来阻止泄漏,总共有26000kg的有害物质泄漏出来。除因流动泄漏外,储存在阀门和断裂处之间的管道内的液体也将释放出来。必须设计另外一套系统来限制泄漏。这包括减少应急反应时间、使用较小管径的管道、对管道系统进行改造、增加一个阻止液体流动的控制阀。分析事故案例宜用真实的案例,阐明研究事故案例的重要性。事故案例将所发生的事故记录下来,包括原因、后果和防止类似事件发生所需的方法。在安全领域,研究事故案例很重要。工作中的任何人都能够从事故案例中吸取教训,避免危险情况的出现;或者忽视历史案例教训,使自己处于潜在的威胁生命安全的事故中。我们通过真实的历史案例,阐明使用化工安全基本原理的重要性。实例3:正在装载的油罐车发生爆炸。两名工厂的操作人员正在用乙酸乙酯充装油罐车。一名操作人员位于地面上,另一名站在车的顶部拿着充装软管的末端喷嘴。充装开始几秒钟后,油罐内的物质发生了爆炸。罐顶的操作人员被抛到了地面上,头骨发生断裂性骨折,身体的大部分被烧伤,最终死亡。事故调查表明:爆炸是由钢制喷嘴转移到油罐车的静电火花引起的。喷嘴没有同油罐车进行连接,导致静电积聚。使用非金属软管,可能也是引发事故的原因。
调查所揭示的事实是:1.容器上部的物质是可燃的;2.充装管线是不导电的软管;3.火花可能在充装喷嘴和油罐车之间转移;4.爆炸将位于车顶的充装人员冲击下来;5.不存在确定这类问题的检查或者安全检查程序。分层的建议是揭示根本事故原因的结果。第一层建议:直接的技术建议。1.使用导电的金属管道来输送可燃液体;2.将管道与油罐车连接起来,并将油罐车和管道接地;3.对充装油罐车进行浸渍管设计;4.充装操作期间,提供对油罐车进行氮气保护的方法;5.在充装平台上增设护栏,以避免操作人员从油罐车的顶部摔落到地面上。第二层建议:避免危险。1.建立新的油罐车充装工序;2.对操作人员进行特别的培训,以便他们熟悉每一个加载和卸载操作。第三层建议:改进管理体系。1.对所有加载和卸载操作进行初始的直接的安全检查;2.制订一个作为通常执行的制度,对所有新的加载和卸载进行安全检查;3.进行定期的审核(每6个月一次),以确保所有的标准和程序都能被有效地执行。实例教学显示,我校化工学院的化工安全工程采用这种教学方法对于提高教学效果大有益处。实例的运用促使学生很好地掌握了理论,并能用所掌握的理论知识尝试来解决工程实际问题,激发了学习热情,在学习方法和学习能力上都有大的提高。
作者:韩媛媛刘勇军单位:华侨大学化工学院
2改进方式与效果
水泵机组是农村饮水安全工程中的重要设施,如何以工程建设的良好配合来保障机组长久运行,少出故障,延长整个农村饮水安全工程的寿命,就需要建设有效的工程结构,提高系统的可靠性,降低系统故障的发生率。因此,以工程配合的方法来提高农村饮水安全系统的长久有效性,是十分必要的。分析当地农村饮水安全工程建设出现的问题:①为了保障水质不受污染和便于日常管理维护,泵机组均不安装在蓄水池上方,而是在旁边紧贴蓄水池单独建一座地下泵室,利用蓄水池中的静压水头起到自然充泵和加压的双重作用。②由于地区可挖开的土层较薄,为节省工程投资,建设的地下泵室普遍较浅。建设初期,通常以泵体蜗室的上平面略低于蓄水池的经常高水位,即所谓“淹泵”位置为限,基本实现自动充泵启动。实际运行中,尤其是地下水位再度下降涌水量变少时,却时常因蓄水池内的经常高水位常低于“淹泵”水位而形成无水启动的状态,从而造成水泵干磨损坏。在前述工程运行中,水泵机组出现故障,多因泵室建设时挖深较浅,预留的水头富裕量低所致,当蓄水池内水位稍有降低,水泵即不能得到充分灌水,底阀也常因卡阻而导致引水泄漏,不能正常启泵。针对这种情况,采取了如下两种做法:其一是降低泵室的深度。在改造或新建泵室时,首先要考虑可能发生的水位自然下降等因素,确定蓄水池中的经常高水位。根据经常高水位确定泵机组的位置,也就是要使泵机组的蜗室上平面低于经常高水位至少0.5m以下,如果岩层较低,开挖容易,还可再适当降低泵室深度,作为“淹泵”灌水的富裕量。按照当地的经验,一般最深为使水泵蜗室上平面低于蓄水池经常高水位1m左右,同时还要考虑当地冬天冰冻需要增加的保暖厚度。这样,基本可使泵长期处于“淹泵”状态,保证水泵能随时 启动而不会干磨,满足当地的供水需求。其二是采用前置水箱结构。对于有些乡镇村组,由于所在地岩层较高,开挖岩石的工程投资较大,而且工程早已建完,改造过程还要涉及相关的拆迁重建等诸多因素,不便于采取加深泵室的改造方法。针对这种情况,采取在不降低泵室的前提下,在泵前安装一个密闭的充水水箱,水箱内的经常高水位高于泵蜗室的上平面约150mm左右,通过负压作用,保证水泵借助于密闭水箱而长期处于“淹泵“状态,使水泵能随时启动。比较这二种方式,前者的土建工程量相对较大,工程投资相对较高,但不需要对设备系统增加改造;而后者毋须做土建工程,只对设备系统进行改造,需要掌握水泵机组的一些特性,较前者略显复杂,但工程投资低。经过实际比较,只要因地制宜,二者均很实用,在当地和附近地区都得到了很好的推广应用。
3典型案例分析
以凌源市松岭子镇某村为例,因滴水贵如油而导致村民间借水还水的现状已为时多年。虽然在20世纪70年代就开始打饮水井,但随着地区水环境的变化,却经历了从井泵直供、增加井深和换深井泵、增建蓄水池和地下泵室及2次异位再建等多种措施,终因地下泵室“相对变浅”而致泵机组频繁故障,最长的一次有一年多无法使用,导致村民多次上访,基层干部苦不堪言。针对这种现状,在遍历微机变频给水、机组软启动以及自动化检测等先进技术改造仍不完全奏效的过程后,进行了详细的总结分析和研究。对于这种贫水地区的农村供水系统,若不从结构配合上彻底解决,就不能从实质上解决村民饮水问题。后经多次试验,采用了前置引水箱的办法,利用现状泵室,在离心泵前端安装引水箱,使普通离心泵变成了可自吸的水泵,从而解决了水泵的稳定运行问题也即全村的饮水问题。
4经验和建议
农村饮水安全工程的建设是涉及千家万户的大事,不仅要提供良好的水源,更要有可靠可行的组成结构与之配合。从对凌源地区各种做法的比较和实际应用看,采取合适深度的泵室或前置水箱均能起到很好的作用。对于土层较厚的地区,一般采用加深泵室的方法;而土层较浅的地区,通常采取加前置水箱的方法,应用效果是比较理想的,值得在农村饮水安全工程建设中推广,保证机组稳定运行,延长农村饮水安全工程的使用寿命。
二、存在的问题及成因分析
一是工程季节性缺水问题比较突出。以水库为水源的工程水量相对稳定,以涵养林为水源的工程,水量受气候影响较大,在干旱时节,容易出现水源出水量不足、水眼位移等情况,导致下游供水不连续。二是维修经费短缺,对行业的可持续发展造成障碍。近年来的工程维修经费主要靠农村饮水安全项目的整合资金,随着农村饮水安全项目的实施完毕和水管单位收支两条线财政管理体制的执行,工程维修养护经费的来源缺少途径。三是饮水安全工程管理社会化程度不高。群众管水组织报酬落实没有渠道,工作人员积极性不高,群管组织的管护职责没有落实到位。四是早期建成的一些的人饮工程,受当时资金、技术等条件限制,设计标准低,供水管道管径偏小,调蓄能力弱,虽然有水可供,但由于输水能力有限,上游水源无法正常输送到用水户,造成管网末梢缺水或无水,需要进行更新改造。
2安全工程专业实验教学体系构建
通过对当前安全工程专业教学实验现状及其存在问题的剖析,安全工程专业综合教学实验结合国内外部分高校实验教学经验,不断深化实验教学体系,使实验教学内容、实验教学方法、实验教学管理及考核、实验仪器设备、实验师资队伍等相互有机匹配,探索出一条在专业课程实验教学中全面提高学生的综合素质和培养学生的动手能力的有效途径。图1为中国石油大学北京安全工程专业综合实验教学体系框图。
2.1具“石油”特色实验教学内容
1安全人机工程学实验。分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力,减少石油生产过程中的误操作及缓解操作疲劳。提高学生对石油安全、经济、高效生产的认知程度,降低石油石化行业的事故率。2安全检测与监控实验。根据实际检测与监控需要,加强学生的实际动手过程,培养学生进行安全检测。包括:检测对象的分析、检测仪器的熟练运用、实验数据的记录、实验数据的分析及如何搭建小型监控网络等的能力,缩短故障的处理时间,有效的预防故障的发生,提高工作效率。3石油安全技术实验。了解各种钻井设备的功能及钻井整个工艺过程,直观感受到各类气侵、溢流、井漏、井涌、井喷失控等钻井事故的重大危害性,掌握事故预防及事故各个阶段的有效应对方法,减少重大事故引起的危害或不良反应。4状态监测与故障诊断实验。掌握检测仪器组成、数据采集方法、信号分析与处理方法。加深学生对石油石化现场大型转动设备状态监测与故障诊断能力,避免恶性事故的发生,保证安全生产,降低能耗。5事故调查与分析实验。掌握钻进过程中发生溢流的可能操作诱因及井控操作流程,井喷类事故的发生流程、特征表现,及对井喷类事故的井控手段及流程,培养学生事故分析能力,使学生掌握事故调查和分析的方法。。6燃烧与爆炸学实验。加深对可燃气体爆炸极限、氧指数、可燃气体爆炸极限浓度、可燃气体火焰传播速度、闪点等概念的认识,掌握测量可燃气体爆炸极限、氧指数、可燃气体爆炸极限浓度、可燃气体火焰传播速度、石油产品闪点等的方法;提高学生对火灾及爆炸的认识,培养学生防火防爆意识。7计算机辅助安全工程上机实验。通过专业安全评价与风险分析软件系统的上机实验,强化学生对重大事故模拟评价、半定量安全评价、定性安全评价、事故树分析系统、重大危险源辨识等方法的使用,培养学生独立分析的能力。
2.2实验教学项目的设计
表1为中国石油大学北京安全工程综合实验教学实验室开设必修实验项目,其中85为综合设计型实验,15为演示型实验,专职实验员安排学生分组实验,避免了以往以简单的验证性实验为主,综合设计性实验偏少,或综合设计性实验重形式的现象。培养学生的创新意识,提高了创新和实践能力。
2.3改革实验教学方法、手段
[6-10]实验教学方法、手段的改革是实现教学目标、培养学生科技创新能力的根本保证。改革实验教学方法及手段主要包括以下八个方面:1围绕培养目标确定实验教学内容,制定和完善切实可行的实验教学大纲、实验教材,落实试验计划和任务,合理编排实验课表。2改进实验教师的指导方式:激励实验教师采用板书、多媒体投影教学与实物讲解有机结合的教学方式;实验过程中,认真检查学生测试完整的数据,观察、分析和处理实验结果;做好实验分组安排,为学生提供足够的动手、动脑时间;学生在实验过程中遇到问题,应从方法上给予启发和指导,培养学生的独立工作能力、分析问题及解决问题的能力和创新精神;实验报告的认真批改,综合各方面因素给出恰当的评语和评分。3规范实验教学环节:做好实验前准备工作调试仪器;实验前的试做,并测量完整的数据,观察、分析和处理实验结果,认真写出实验名称、实验目的、实验仪器、实验步骤及注意事项等,及实验讲授、实验操作及指导、实验报告的填写、实验考核等教学环节。4注重实验教学与工程实践的结合:一方面,防止科研和专业实验教学设备和器材重复投入的同时,弥补了实验教学经费的不足;另一方面,培养学生科学研究思想和方法,提高学生实际工作能力。5完善实验考核制度。实验课成绩由课前预习、实验操作、实验记录、实验作风、回答问题、组织管理、实验报告等七部分组成。重点考核放在课前预习、实验过程及实验报告的撰写三方面。6制定和完善实验教学管理条例、质量标准,做好实验教学工作评估。7加大实验室对外开放建设,培养学生的动手能力、技术创新能力。面向全体学生、教师及科研人员开放实验室,最大限度地发挥实验室资源效益的同时,学生可以自由的选择实验教学的内容和试验时间,调动了学生的创造性、主动性、积极性;开放形式主要有全天开放、定时开放、预约开放三种全天开放、定时开放的实验内容是固定的。8实验教学师资队伍的建设。实验课指导教师由理论课任课教师、专职实验课教师及实验室工程技术人员组成。
2.4安全工程教学实验室管理制度的建设
由于安全工程教学实验室存放有二氧化碳气瓶、液化气瓶、氧气瓶、氮气瓶等高压容器及易燃易爆气体的特殊性,导致安全工程教学实验具有很大的危险性,在实验教学中更应该加强实验室的安全管理。加强实验设备的管理,制定实验教学中心人员岗位责任制:实验员岗位职责清楚;设备采购、保管、维修制度和使用、维护记录齐全;安全和卫生管理到位。制定和完善实验室安全管理制度手册、学生实验守则、实验室安全防范条例,及危险化学品、易燃易爆气体的管理及处理办法等一系列规章制度。定期组织抽查和全面检查,及时纠正处理违章和事故隐患。制定和完善实验设备使用说明书。实验室安全管理制度及操作说明上墙。制定和完善事故应急预案和应对措施,防止意外事故发生。