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论“碳、水、环”约束下的煤炭减损开采地质保障
1
作者 王双明 李识博 +6 位作者 孙强 侯恩科 耿济世 师庆民 王生全 周书涛 郑鑫超 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期1-11,共11页
受“缺油,少气,相对富煤”能源资源禀赋制约,煤炭开发是中国能源安全的兜底保障。当前,煤炭开发中,碳排放增加、水资源损害和水质污染、生态环境损害等是制约煤炭工业高质量发展的“碳、水、环”三重约束难题,如何协调煤炭资源的安全开... 受“缺油,少气,相对富煤”能源资源禀赋制约,煤炭开发是中国能源安全的兜底保障。当前,煤炭开发中,碳排放增加、水资源损害和水质污染、生态环境损害等是制约煤炭工业高质量发展的“碳、水、环”三重约束难题,如何协调煤炭资源的安全开采和绿色开采,保障“碳达峰、碳中和”、生态文明建设和美丽中国的战略需求,成为煤炭工业高质量发展亟待破解的瓶颈。围绕煤炭开采地质条件演化和多圈层结构响应,提出了破解煤炭安全开采、环境保护和可持续发展问题的“6R”(可恢复“Recover”、可再用“Reuse”、可减损“Reduce”、可再储“Restore”、可循环“Recycle”、可再生“Renewable”)开发理念和煤矿区资源安全、绿色开采和减损地质保障的科学内涵和研究思路,主要内容包括:明晰煤炭开采地质条件的演化规律,厘清安全开采与绿色开采的关系,建立煤炭安全开采和绿色开采的协调机制,应用地质工程手段保障煤炭安全减损开采和绿色开采,形成煤炭开发、多资源利用、水土保护、生态屏障、土地安全等一体化的全链条调控策略和开发理念;基于安全开采和绿色开采协调的“碳、水、环”约束下煤炭开采区采动影响地质结构和地质条件功能再利用理念,建立基于煤炭开采区地质结构保护与煤炭安全、绿色开采的多方位、全时空监测-预测-预警体系,剖析减损开采的地质主控因素,提出关键岩层组合关系和隔水封闭层位的动态评价和保护与修复方法,形成基于关键岩层和隔水层损害程度、宏观裂隙形态与地下水导流能力控制的减损开采理论与模式;推进“煤炭安全、绿色开发→地质条件保护、修复、利用→资源再利用和可持续发展”全周期和全链条减损保障研究,通过开采调控、岩层控制、工程防治和修复重构,形成多圈层功能服务的煤矿区地质条件保护和重构技术及理论,打造“碳、水、环”约束下地质条件再利用的煤炭开采区“碳-水-生态-能源”的储蓄库,发展人地和谐和产业可持续开发模式。“碳、水、环”约束下的煤炭减损开采地质保障研究,服务于煤炭安全、绿色开采和地质环境保护、经济社会可持续发展,实现煤炭开采区地表生态和谐与地下空间功能利用,形成能源安全牵引、减碳低碳驱动、水资源和水环境保护、生态环境和谐下的煤矿区可持续发展的全链条开发减损地质保障格局。 展开更多
关键词 “碳、水、环”三重约束 多圈层响应 减损机制 煤炭开采地质保障 全链条综合开发
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基于机器学习的煤系地层TBM掘进巷道围岩强度预测
2
作者 丁自伟 高成登 +6 位作者 景博宇 黄兴 刘滨 胡阳 桑昊旻 徐彬 秦立学 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期49-60,共12页
为研究全断面掘进机(TBM)掘进参数与煤系地层岩体力学参数之间的互馈关系,准确、实时预测巷道围岩强度特征,基于TBM掘进过程中的现场监测,通过岩-机互馈关系分析,确定模型的输入特征参数,并建立了对应的数据库;将梯度提升决策树(GBDT)... 为研究全断面掘进机(TBM)掘进参数与煤系地层岩体力学参数之间的互馈关系,准确、实时预测巷道围岩强度特征,基于TBM掘进过程中的现场监测,通过岩-机互馈关系分析,确定模型的输入特征参数,并建立了对应的数据库;将梯度提升决策树(GBDT)、随机森林(RF)、支持向量回归(SVR)3种机器学习算法作为基学习器,线性回归(LR)算法作为元学习器,提出了一种基于Stacking集成算法的预测模型,并对比分析了Stacking集成算法与单一机器学习算法模型的预测性能。结果表明:二值判别与箱线图可有效对原始数据进行预处理;模型的主要输入特征参数为刀盘推力F、刀盘扭矩T、贯入度FPI、刀盘转速RPM、刀盘振动加速度A;Stacking模型在测试集上的拟合优度可达0.976,而均方误差、平均绝对误差、平均绝对百分误差分别仅有0.031,0.148和0.092,与其他3种模型相比,其拟合优度最高,误差指标数值最小,集成模型具有更高的预测精度,能够有效地预测煤矿TBM掘进巷道围岩点荷载强度。研究验证了Stacking模型的准确性,可为煤矿TBM掘进参数控制和巷道支护参数调整提供科学的参考依据。 展开更多
关键词 煤矿全断面掘进机 TBM掘进参数 Stacking集成算法 数据预处理 围岩强度预测
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深埋高应力隧道软岩大变形开挖补偿控制研究
3
作者 陶志刚 许闯 +2 位作者 李勇 王祥 王欢 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期86-97,共12页
随着中国西部地区隧道工程建设的蓬勃发展,深埋、高应力、高海拔隧道的软岩大变形灾害愈发严重,已经成为隧道灾害控制领域的研究重点和难点。位于横断山脉的大亮山公路隧道因其埋深大、断层多、突涌水、围岩强度低、地应力高等特点,隧... 随着中国西部地区隧道工程建设的蓬勃发展,深埋、高应力、高海拔隧道的软岩大变形灾害愈发严重,已经成为隧道灾害控制领域的研究重点和难点。位于横断山脉的大亮山公路隧道因其埋深大、断层多、突涌水、围岩强度低、地应力高等特点,隧道围岩大变形现象十分严重。为了探索这种类型隧道围岩大变形控制策略,提出了一种基于NPR材料的深埋隧道软岩大变形开挖补偿控制对策,为了验证其可行性和科学性,通过现场观测、室内物理模型试验与数值模拟进行深入研究。结果表明:NPR锚索可承受的最大动力冲击荷载为284.811 kN,抗冲击性能最高约为Q235锚杆的2倍,非线性吸能效果显著;NPR锚索开挖补偿控制体系能够有效调节围岩应力分布特征,及时为受开挖扰动的围岩提供补偿支护力,约束围岩塑性区扩展并吸收围岩释放的变形能;在正常与超载条件下,分别将软岩隧道围岩变形量控制在3 mm与5.8 mm以内,且无明显应力集中区域;NPR锚索开挖补偿支护体系可有效约束隧道围岩位移,最大水平位移量控制在3.35 mm以内,最大竖向位移量控制在15.21 mm以内。NPR锚索补偿开挖支护体系能够有效控制深埋高应力隧道软岩大变形灾害。 展开更多
关键词 NPR锚索 软岩隧道 大变形灾害 物理模型试验
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循环荷载尾砂胶结充填体声发射特征
4
作者 邱华富 李宇航 +1 位作者 刘浪 丁自伟 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期74-85,共12页
为了研究循环荷载作用下废石尾砂胶结充填体的力学特性与损伤规律,制备了4种不同废石含量的尾砂胶结充填体,开展了2种加载路径下单轴循环加卸载试验,并借助声发射监测系统,获取了不同加载路径下所释放的声信号,研究充填体损伤演化规律... 为了研究循环荷载作用下废石尾砂胶结充填体的力学特性与损伤规律,制备了4种不同废石含量的尾砂胶结充填体,开展了2种加载路径下单轴循环加卸载试验,并借助声发射监测系统,获取了不同加载路径下所释放的声信号,研究充填体损伤演化规律。结果表明:充填体力学强度随废石含量的增加呈现先增大后减小趋势,废石含量10%的充填体力学强度达到最大,在恒定下限循环加卸载和等幅循环加卸载路径下的强度分别为3.94 MPa和3.63 MPa,且充填体在等幅循环加卸载下的强度普遍高于恒定下限循环加卸载;恒定下限循环加卸载过程中,滞回环面积同循环次数呈二次函数关系,随循环次数的增多而增大,Felicity比值随循环次数增多而减小,充填体损伤程度不断加深;恒定下限循环加卸载和等幅循环加卸载过程中,充填体的声发射信号均呈“峰谷”现象,累计振铃计数和累计能量呈“阶梯式”上升趋势。研究可为矿山储库构建及稳定性无损检测分析提供理论基础。 展开更多
关键词 尾砂胶结充填体 循环加卸载 力学特性 声发射 损伤特性
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外包钢加固锈蚀箍筋混凝土柱抗剪承载力模型
5
作者 李强 曹腾飞 +3 位作者 陈少杰 阎沛霖 汪勇 刘晓岩 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期161-169,共9页
为研究锈蚀箍筋混凝土柱外包型钢加固后的抗剪承载能力,设计9根不同箍筋间距的混凝土柱,对其中7根混凝土柱通电加速锈蚀箍筋,采用水泥基灌浆料或环氧树脂胶作为外包型钢加固柱的填充物,加固处理后进行低周往复荷载试验;以箍筋间距、箍... 为研究锈蚀箍筋混凝土柱外包型钢加固后的抗剪承载能力,设计9根不同箍筋间距的混凝土柱,对其中7根混凝土柱通电加速锈蚀箍筋,采用水泥基灌浆料或环氧树脂胶作为外包型钢加固柱的填充物,加固处理后进行低周往复荷载试验;以箍筋间距、箍筋锈蚀率和填充物为变量,综合运用试验研究与理论分析方法对其破坏形态和抗剪承载性能进行分析;基于混凝土柱极限抗剪承载力计算模型,引入外包型钢有效利用系数,建立外包型钢加固锈蚀箍筋混凝土柱斜截面抗剪承载力计算模型。结果表明:在低周往复荷载作用下柱底形成塑性铰、柱底加固型钢连接处失效,箍筋间距和箍筋锈蚀率等因素共同影响其抗剪承载力;相同箍筋间距及锈蚀率下采用水泥基灌浆料与环氧树脂胶对外包型钢与混凝土柱协同工作性能一致;加固后外包型钢对核心区混凝土约束能力的提升,显著提高了混凝土柱的抗剪承载力。研究可为外包型钢加固锈蚀箍筋混凝土柱采用水泥基灌浆料作为填充物提供实践指导,为抗剪承载力计算、耐久性分析提供理论参考。 展开更多
关键词 混凝土柱 箍筋锈蚀 抗剪承载力 外包型钢加固 抗震性能
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矿工安全生产责任压力的影响因素及路径研究
6
作者 陈铁华 畅嘉伦 李红霞 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期98-107,共10页
安全生产责任压力会影响矿工行为。探究矿工安全生产责任压力的影响因素,分析因素间的层级和结构关系,可有效管理矿工压力,规范矿工行为。基于此,首先通过文献梳理、深度访谈,并结合扎根理论,确定了13个影响矿工安全生产责任压力的因素... 安全生产责任压力会影响矿工行为。探究矿工安全生产责任压力的影响因素,分析因素间的层级和结构关系,可有效管理矿工压力,规范矿工行为。基于此,首先通过文献梳理、深度访谈,并结合扎根理论,确定了13个影响矿工安全生产责任压力的因素;然后采用决策试验与评价试验法(DEMATEL)计算了各因素的中心度与原因度,结合解释结构模型(ISM)构建了多层递阶模型,梳理了因素间的层次结构与路径;最后运用交叉影响矩阵相乘法(MICMAC)分析了因素的驱动与依赖关系。结果表明:矿工安全生产责任压力受3个维度13个因素的影响,包括生理、心理、个人发展3个最直接的表层影响因素,人口统计特征、早期绩效惩处经历、人格特征和监管障碍等6个连接表层与本质层的过渡层与深层次因素,以及领导风格、监管不确定性、安全责任与生产责任4个本质层因素。长期监控本质层和深层因素,重视过渡层因素,有针对性地调整表层因素,是改善矿工安全生产责任压力的有效路径。 展开更多
关键词 安全生产责任压力 矿工 影响因素 决策试验与评价试验法 解释结构模型 交叉影响矩阵相乘法 影响路径
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黄土层螺钉桩承载特性试验研究
7
作者 邓友生 庄子颖 +4 位作者 肇慧玲 魏焕卫 陈茁 吴阿龙 董晨辉 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期129-137,共9页
螺钉桩是一种新型可回收预制桩,具有经济、环保的特点。通过在桩侧表面增设螺纹结构,形同锯齿,可以改善传统桩土接触方式,能显著提升极限承载能力。为研究这种桩型的荷载传递机理与承载特性,采用模型试验与有限元分析相结合的方法,对比... 螺钉桩是一种新型可回收预制桩,具有经济、环保的特点。通过在桩侧表面增设螺纹结构,形同锯齿,可以改善传统桩土接触方式,能显著提升极限承载能力。为研究这种桩型的荷载传递机理与承载特性,采用模型试验与有限元分析相结合的方法,对比分析了螺钉桩和等截面桩在加载过程中的竖向承载特性及桩周土体位移特征,探索了螺纹段长度与螺纹间距对承载力的影响规律。结果表明:螺钉桩荷载-沉降曲线呈缓变型变化特征,极限承载力与桩身材料利用率均优于等截面桩;螺钉桩主要通过桩侧摩阻力传递上部荷载,桩侧阻力约为等截面桩的4.57倍,呈现端承摩擦桩的承载特性;螺钉桩桩侧表面独特的锯齿结构可以充分发挥桩周土体协同工作,以调动螺牙槽口内外侧土体间的抗剪力;增加螺纹段长度可以增大桩身侧面与土体间的齿状咬合区域,从而显著提升螺钉桩极限承载力和材料利用率;随着螺纹间距的增大,螺纹内外侧土体沉降差异变小,破坏方式发生变化。当距径比为0.75~1.0时,螺钉桩极限承载力与桩身材料利用率均取得较大值。研究成果可为螺钉桩基础的设计提供依据。 展开更多
关键词 螺钉桩 模型试验 数值计算 极限承载力 材料利用率
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温度循环下壁画地仗层与支撑体接触面力学性能
8
作者 秦立科 周效丞 +3 位作者 孔德翊 甄刚 谭可馨 郭斌 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期153-160,共8页
为探究温度循环对壁画地仗层与支撑体接触面力学性能的影响,对天津明代壁画残块进行成分及配比分析以制作壁画地仗层与支撑体接触面试样,通过温度循环、单轴拉伸试验与直接剪切试验分析壁画地仗层与支撑体接触面的抗拉强度和抗剪强度的... 为探究温度循环对壁画地仗层与支撑体接触面力学性能的影响,对天津明代壁画残块进行成分及配比分析以制作壁画地仗层与支撑体接触面试样,通过温度循环、单轴拉伸试验与直接剪切试验分析壁画地仗层与支撑体接触面的抗拉强度和抗剪强度的变化规律,揭示壁画地仗层与支撑体接触面的力学损伤机理。结果表明:随着温度循环次数的增加,壁画地仗层与支撑体接触面试样损伤逐渐恶化,尤其是接触面处裂隙发育严重;壁画地仗层与支撑体接触面试样的抗拉及抗剪强度随着温度循环逐渐下降,循环30次后抗拉及抗剪强度明显降低;壁画地仗层与支撑体接触面试样强度的损失主要集中于循环的前30次,此后温度对接触面试样的抗剪强度影响逐渐减小。研究成果不仅证实了温度循环是造成壁画内部空鼓和脱落等病害的原因之一,也为壁画保护工作提供一定参考。 展开更多
关键词 壁画 力学性能 温度循环 接触面 破坏机理
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浅埋大断面运输顺槽锚索替代单体超前加强支护研究
9
作者 黄庆享 王雨凡 +4 位作者 杜君武 郭强 范东林 王生彪 高锦龙 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期12-25,共14页
浅埋煤层综采工作面大断面运输顺槽采用单体支柱超前加强支护,存在人员劳动强度大、效率低且不安全等问题,亟需革新超前加强支护技术,以适应矿井智能化建设的需求。为此,以哈拉沟煤矿浅埋煤层22523综采工作面的大断面运输顺槽为背景,采... 浅埋煤层综采工作面大断面运输顺槽采用单体支柱超前加强支护,存在人员劳动强度大、效率低且不安全等问题,亟需革新超前加强支护技术,以适应矿井智能化建设的需求。为此,以哈拉沟煤矿浅埋煤层22523综采工作面的大断面运输顺槽为背景,采用理论分析、数值模拟和工程实践相结合的方法,首先建立了单体支护效果评价力学模型,评估了不同巷道宽度及单体支护位置下的支护效果;然后设计了锚索替代单体超前加强支护方案及参数,并对比分析了锚索加强支护方式下使用单体支护的效果,最终验证了单体支护效果评价力学模型的可靠性。结果表明:当单体支护于巷帮0.8 m位置时,随着巷道宽度增大,其支护效果明显减弱;当巷宽小于2.7 m时,单体支护顶板挠度才减小10%以上;当巷宽大于4.0 m时,单体支护顶板挠度降低小于4%,效果微弱;超前加强支护段顶板额定支护强度为56.7 kN/m^(2),锚索超前加强支护强度为86.8 kN/m^(2),加强支护系数为1.53;对于浅埋煤层大断面运输顺槽较稳定围岩条件,锚杆锚索一次支护到位完全可满足超前加强支护要求;在22523工作面超前支承压力影响区,运输顺槽围岩安全稳定,工作面推进速度和生产效率明显提高。受一次采动影响的浅埋综采工作面大断面运输顺槽,采用锚索加强支护,替代传统单体支柱加强支护,具有明显优势,值得推广。 展开更多
关键词 浅埋煤层 回采巷道 超前加强支护 锚索支护 取消单体支柱
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巨厚煤层煤巷超前定向长钻孔高压注水卸压研究
10
作者 崔峰 高远江 +4 位作者 李宜霏 谭立 彭宝山 师为战 胡艳波 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期35-48,共14页
针对巨厚煤层煤巷掘进期间的卸压防冲合理调控问题,以准东二矿1101工作面巨厚煤层巷道掘进为背景,采用理论分析与数值模拟方法,开展超前定向长钻孔高压注水卸压研究,通过揭示巷道掘进期间冲击地压发生机制,提出定向长钻孔高压注水超前... 针对巨厚煤层煤巷掘进期间的卸压防冲合理调控问题,以准东二矿1101工作面巨厚煤层巷道掘进为背景,采用理论分析与数值模拟方法,开展超前定向长钻孔高压注水卸压研究,通过揭示巷道掘进期间冲击地压发生机制,提出定向长钻孔高压注水超前卸压调控模式,基于煤体裂缝扩展规律数值分析和湿润半径的计算,确定了巨厚煤层巷道围岩定向长钻孔卸压参数,掌握了不同卸压参数下围岩能量及塑性区演化规律,并优化钻孔合理布置参数。结果表明:围岩随着距巷帮深度增加,受力状态逐渐由一维向三维受力状态转变,局部形成高能量差造成冲击显现;当钻孔距巷帮宽7 m时,巷帮能量峰值为17.31×10^(4) J·m^(-3),相比未卸压状态超前区域,能量峰值下降幅度达10.03%;钻孔距底板6 m时,单位能量峰值梯度为1.17×10^(4) J·m^(-3),比未卸压状态超前区域能量峰值下降幅度达11.95%;不同卸压参数下,能量转移深度和梯度均呈现负相关关系,塑性区延伸深度和面积呈现正相关关系,钻孔距巷帮宽7 m,距底板深6 m时,塑性区深度和面积达到峰值,围岩的卸压效果较优;注水区域视电阻率降低幅度达到42%,注水后应力降低幅度约为12.73%,注水后围岩整体的卸压效果较好。研究结果为巨厚煤层巷道掘进期间卸压防冲提供了科学指导。 展开更多
关键词 巨厚煤层 超前卸压 定向长钻孔 注水卸压 参数确定
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电荷耦合频响多光谱反演网络的煤矸石检测方法
11
作者 赵栓峰 王力 +1 位作者 李小雨 邢志中 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期117-128,共12页
煤矸石作为煤炭开采的副产品,其处理与监测对环境保护和资源利用具有重要意义。传统的煤矸石检测方法存在效率低下、资源消耗大等问题。为解决这些问题,提出一种基于电荷耦合频响多光谱反演网络的煤矸石检测方法。该方法利用无人机搭载... 煤矸石作为煤炭开采的副产品,其处理与监测对环境保护和资源利用具有重要意义。传统的煤矸石检测方法存在效率低下、资源消耗大等问题。为解决这些问题,提出一种基于电荷耦合频响多光谱反演网络的煤矸石检测方法。该方法利用无人机搭载高分辨率相机拍摄煤矸堆图像,首先,通过构建光谱重建网络模型MST++,实现对光谱数据的高效重建,弥补了RGB图像在光谱信息上的不足;然后,利用Faster R-CNN模型处理重建后的光谱数据;最后,对矸石堆中的煤炭含量进行预测。结果表明:与原始RGB数据集相比,多光谱重建后的煤矸石与煤炭图像的检测准确率显著提升至91.2%,将真实含碳量与预测结果进行比对,两者误差控制在5%以内,为煤炭资源的回收利用提供了科学依据。该方法充分利用了无人机遥感技术与深度学习算法的优势,通过光谱重建与目标检测的有机结合,实现了煤矸石的精准识别与定量分析,为煤矸石的高效处理与资源化利用提供了新的技术路径,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 光谱重建 多光谱图像 卷积神经网络 目标检测 煤矸石
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煤矿用输送带热解过程特征研究
12
作者 张铎 李艳 +3 位作者 文虎 钱万学 刘茂霞 王伟峰 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期202-210,共9页
带式输送机作为煤炭运输系统的中枢,在提升煤炭开采效率的同时也存在着火灾隐患。为探明煤矿用输送带热解过程,探索其发生热解后的行为特征,选取PVC-800S型输送带样品,通过热重-红外联用(TG-FTIR)试验,研究4种不同升温速率(5,10,15,20℃... 带式输送机作为煤炭运输系统的中枢,在提升煤炭开采效率的同时也存在着火灾隐患。为探明煤矿用输送带热解过程,探索其发生热解后的行为特征,选取PVC-800S型输送带样品,通过热重-红外联用(TG-FTIR)试验,研究4种不同升温速率(5,10,15,20℃/min)下输送带的热解特性,分析热解过程中不同阶段样本质量、物质结构及气体生成演变特征。结果表明:不同升温速率下,TG/DTG曲线、气体产物等具有相似规律和趋势,随升温速率增加,各参量特征值向高温区发生偏移;输送带热解经历4个明显失重阶段,第1,2失重阶段发生聚合物链的断裂和降解,多烯共轭结构断裂、热解产物交联、异构和芳香化;第3,4失重阶段主要为PVC中挥发分的失重以及剩余有机组分的碳化;热解过程中有CO_(2),H_(2)O,HCl,NO_(2)等气体逸出,其中第1失重阶段主要逸出HCl,NO_(2),CO_(2),H_(2)O,其中,CO_(2),H_(2)O逸出最多;第2,3失重阶段主要逸出CO_(2),H_(2)O,NO_(2),且逸出浓度均较高;第4失重阶段主要逸出NO_(2)。研究可为煤矿用输送带火灾早期阶段的预警提供相应理论参考。 展开更多
关键词 煤矿用输送带 热重-红外联用 多升温速率 热解气体
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止水帷幕插入比对基坑地下水控制的影响规律
13
作者 范新明 邓毅旁 +2 位作者 李辉 邱继生 刘慧 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期170-181,共12页
设置止水帷幕是解决基坑地下水控制的一种有效方式,为研究止水帷幕插入比(嵌入基坑底部深度/基坑开挖深度)对地下水控制的影响规律,通过设计室内模型箱进行试验,研究了初始水位和止水帷幕插入比变化对基坑地下水控制的影响规律,利用验... 设置止水帷幕是解决基坑地下水控制的一种有效方式,为研究止水帷幕插入比(嵌入基坑底部深度/基坑开挖深度)对地下水控制的影响规律,通过设计室内模型箱进行试验,研究了初始水位和止水帷幕插入比变化对基坑地下水控制的影响规律,利用验证过的有限元模型进一步分析了止水帷幕插入比对基坑地下水控制的影响规律,并给出了止水帷幕有效插入比的确定方法。结果表明:止水帷幕插入比对地下水控制影响显著,与不设置止水帷幕相比,4种初始水位下基坑边缘处止水帷幕水位均有明显下降,引入止水帷幕插入比与坑内外水位差,求解出4种初始水位下的有效插入比,并根据模型试验及有限元分析结果提出了止水帷幕的设计方法。研究结果对进一步探究止水帷幕对深基坑地下水控制的影响规律并确定止水帷幕的插入比具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 地下水控制 止水帷幕 有效插入比 模型箱 数值模拟
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油气管道事故人因致因路径研究
14
作者 韦敏 史永晋 +2 位作者 范志炜 荆琦 熊毅 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期108-116,共9页
为探究油气管道事故人因因素及其关键致因路径,基于人因事故链防控油气管道事故,以油气管道事故人因分析与分类系统(HFACS)模型为基础,统计分析了70起油气管道事故。在此基础上,首先,运用卡方检验和让步比法探讨了相邻层级人因因素之间... 为探究油气管道事故人因因素及其关键致因路径,基于人因事故链防控油气管道事故,以油气管道事故人因分析与分类系统(HFACS)模型为基础,统计分析了70起油气管道事故。在此基础上,首先,运用卡方检验和让步比法探讨了相邻层级人因因素之间的关联关系和事故致因路径;然后,运用社会网络模型描述了非相邻层级因素间的关联关系,提出用统计结果OR值代替专家打分作为因素间边权重赋值标准,通过对度中心度、特征向量中心性和中介中心性的分析,考虑非相邻层级因素的事故关键致因路径;最后,提出了有针对性的应对防控措施。结果表明:仅考虑相邻层级因素关联关系时,油气管道事故致因路径有5条,而通过引入非相邻层级因素关联关系,能够定位出关键事故致因路径为“组织氛围不良-监督不充分-技术环境差-技能差错”;根据人因因素在关键事故致因路径的传递过程,能够形成更有针对性的系列化防控措施。油气管道事故关键人因致因路径的确定和研究,为更有效地阻断事故致因链条,防范油气管道事故提供了理论指导。 展开更多
关键词 人因致因路径 管道事故 人因分析与分类系统模型 相关性分析 网络分析
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地面井掏煤造穴卸压增透技术及工程应用
15
作者 童校长 文虎 +3 位作者 徐鹤翔 刘厅 温鸿达 程小蛟 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期61-73,共13页
为实现深部强突出煤层高效卸压,基于地面井掏煤造穴卸压增透技术,推导了掏煤孔洞周围应力分布解析解,分析了泥浆压力、黏聚力、内摩擦角等参数对掏煤区煤体应力及位移影响规律,并以张集矿A组煤为研究对象进行了现场应用。结果表明:煤体... 为实现深部强突出煤层高效卸压,基于地面井掏煤造穴卸压增透技术,推导了掏煤孔洞周围应力分布解析解,分析了泥浆压力、黏聚力、内摩擦角等参数对掏煤区煤体应力及位移影响规律,并以张集矿A组煤为研究对象进行了现场应用。结果表明:煤体黏聚力和内摩擦角对孔洞周围应力和位移分布影响最为显著,黏聚力由2 MPa降低至0.5 MPa,峰值环向应力降低5.04%,剪胀角的影响效果最弱;塑性区和破碎区范围与掏煤直径呈线性正相关关系,孔洞壁面附近位移量最大且衰减迅速;孔洞内部泥浆支撑压力会显著抑制卸压效果,在0~2 MPa影响显著;相同造穴半径条件下,泥浆压力越大,对应破碎区和塑性区范围越小,在泥浆压力较低时,破碎区和塑性区的范围对其数值变化较为敏感;在进行地面井掏煤造穴卸压后,掏煤区域煤层瓦斯压力由2.35 MPa降低至1.46 MPa,降低了37.8%,瓦斯含量由7.23 m^(3)/t降低至5.76 m^(3)/t,降低了20.3%,煤层透气性系数提高约10倍,钻孔数减少24%,减少21%钻孔量。该技术为深部突出煤层安全快速区域消突提供了一个范例。 展开更多
关键词 高瓦斯矿井 地面井 煤层卸压 应力重分布 解析解
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神经安全管理学理论基础及系统模型构建
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作者 田水承 王清焱 +3 位作者 李红霞 田方圆 宁世强 冯帅 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期26-34,共9页
为深化安全管理研究,提升个体与组织的安全管理水平,推动安全科学的发展。在现有安全管理的基础上,引入神经科学,分析了神经安全管理学提出的必要性与突破口,并阐明神经安全管理学的定义及内涵。从学科建设、研究对象与方法、研究框架... 为深化安全管理研究,提升个体与组织的安全管理水平,推动安全科学的发展。在现有安全管理的基础上,引入神经科学,分析了神经安全管理学提出的必要性与突破口,并阐明神经安全管理学的定义及内涵。从学科建设、研究对象与方法、研究框架、研究内容深入探究神经安全管理学的理论基础。进而,以人的认知神经机制为核心,构建“刺激-状态-行为”系统理论模型。结果表明:神经安全管理学由安全科学、行为科学、神经科学、管理科学4个核心学科和马克思主义哲学、心理学、工效学等边缘学科组成;核心研究主体为行为人,聚焦于个体与人、物、信息、环境等之间的神经交互过程;“刺激-状态-行为”系统理论模型揭示了外部刺激因素通过影响作业人员的不安全状态,引发行为变化的全过程。综上,神经安全管理学的研究为理解作业人员在特定环境中的心理过程和行为提供了新的视角,填补了传统安全管理理论在理解和预测人类行为方面的空白。 展开更多
关键词 安全科学技术基础学科 神经安全管理学 学科建设 理论基础 “刺激-状态-行为”系统理论模型
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TiO_(2)/O_(3)-MNBs协同催化降解煤化工废水
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作者 张哲 张小丽 +4 位作者 王标 张鹤 高碧荷 方雨菲 肖巍 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期182-190,共9页
煤化工废水严重阻碍现代煤化工的发展,优化环保技术是有效改善现状的最佳方法。煤化工废水中过量的苯酚和总有机碳(TOC)会对人体健康和生态系统造成危害,针对此问题,采用高级氧化技术,即TiO_(2)纳米粒子与臭氧微纳米气泡(O_(3)-MNBs)联... 煤化工废水严重阻碍现代煤化工的发展,优化环保技术是有效改善现状的最佳方法。煤化工废水中过量的苯酚和总有机碳(TOC)会对人体健康和生态系统造成危害,针对此问题,采用高级氧化技术,即TiO_(2)纳米粒子与臭氧微纳米气泡(O_(3)-MNBs)联用技术,去除煤化工废水中的TOC和苯酚,实现煤化工废水的高效处理;从TiO_(2)纳米粒子的投加量、O_(3)的投加量以及溶液的初始pH值3方面出发,探索TiO_(2)/O_(3)-MNBs联用技术对煤化工废水处理效果的影响,确定最佳反应条件,并对TiO_(2)/O_(3)-MNBs联用技术的使用成本进行分析。结果表明:当TiO_(2)纳米粒子投加量为4.0 mg/L,O_(3)通气量为20 mg/min,初始pH=10时,对煤化工废水中的TOC和苯酚去除效能最佳,且该体系运行成本为0.57元/t(水),相比传统O_(3)-MNBs技术,成本降低3.4%,经济效益有所提升。TiO_(2)/O_(3)-MNBs联用技术为煤化工废水的有效处理提供了新的途径。 展开更多
关键词 煤化工废水 TiO_(2)/O_(3)-MNBs催化降解 GC-MS分析 TOC去除效能 苯酚去除效能
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循环增减湿条件下黄土胶黏粒运移规律试验研究
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作者 郝志桃 李喜安 +2 位作者 安明晓 杨亚军 高荣荣 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期138-152,共15页
为了探究循环增减湿过程中胶黏颗粒运移对黄土物理力学性质的影响,开展了表观形貌、剪切强度、扫描电镜及Mapping和XRF等试验,分析了不同黏粒含量与不同干湿工况下试样质量参数、表面裂隙率、剪切参数、微结构特征及粒子赋存与含量变化... 为了探究循环增减湿过程中胶黏颗粒运移对黄土物理力学性质的影响,开展了表观形貌、剪切强度、扫描电镜及Mapping和XRF等试验,分析了不同黏粒含量与不同干湿工况下试样质量参数、表面裂隙率、剪切参数、微结构特征及粒子赋存与含量变化的差异性,研究了不同环境下循环增减湿与结构力学以及结构性成因的内在关系。结果表明:开放环境中试样的质量变化参数和表观裂隙率均随干湿频次与黏粒含量的增多而增大,封闭环境的总体变化参数和变化总参数的变化量都较小,只有经过大量的增减湿累积才能产生较少的裂隙与裂纹;而在相同正压力条件下,开放环境的剪切强度随干湿次数的增加而降低,封闭环境的剪切强度则随循环次数的增多而升高;微观图像显示开放环境中Na元素的图像亮度逐渐变暗,而封闭环境中高频次干湿黄土的图像更亮,且元素分布状态更均匀;不同环境中粒子运移的差异性是导致黄土结构特征和强度特性差异的关键因素。研究将有助于阐明循环增减湿黄土的结构性变化及粒子迁移本质,为地质工程和岩土工程领域的相关应用提供理论参考。 展开更多
关键词 干湿循环 胶黏粒运移 赋存环境 黏粒含量 结构效应
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基于多源卫星测高数据的青海湖水位变化
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作者 毋梦艳 陈鹏 +1 位作者 李祖峰 杨新越 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期191-201,共11页
为了更准确地获取各地的水位变化,需要建立时间和空间分辨率更高的水位监测方法。首先,利用Envisat、Cryosat-2和Sentinel-3A这3颗测高卫星分别提取青海湖2002—2010年、2011—2015年和2016—2020年的水位信息,构建统一基准的水体水位... 为了更准确地获取各地的水位变化,需要建立时间和空间分辨率更高的水位监测方法。首先,利用Envisat、Cryosat-2和Sentinel-3A这3颗测高卫星分别提取青海湖2002—2010年、2011—2015年和2016—2020年的水位信息,构建统一基准的水体水位的时间序列;然后,结合青海湖的实测水位,并使用均方根误差(RMSE)和相关系数(R)作为精度评估指标;最后,验证3颗雷达测高卫星在青海湖水位反演的精度,基于卡尔曼(Kalman)滤波融合多源测高数据获取了青海湖2002—2020年的水位时间序列。结果表明:青海湖的水位呈逐年上涨趋势,最快以0.36 m/a的趋势在升高;Envisat、Cryosat-2和Sentinel-3A在青海湖的反演水位与实测水位的RMSE分别为0.54,0.13,0.14 m,相关系数R分别为0.36,0.89和0.97;此基础上,使用Kalman滤波获取的多源数据融合反演水位的RMSE和R分别为0.20 m和0.98,较卫星反演水位RMSE降低了17.10%,R提高了5.10%。Kalman滤波的多源测高数据融合反演水位有效弥补了单个卫星的时间分辨率低的缺点,精度较卫星反演水位显著提高,为更多内陆水体水位的变化建立高时空分辨率的水位时间序列奠定了基础。 展开更多
关键词 卫星测高 多源数据融合 KALMAN滤波 青海湖 水位变化
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《西安科技大学学报》征稿简则
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《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期F0003-F0003,共1页
《西安科技大学学报》是由陕西省教育厅主管.西安科技大学主办,以矿业类为特色,兼顾理工学科各门类的综合性学术期刊。本刊坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,面向国内外矿业领域及相关学科的科技工作者,开展学术交流,为繁... 《西安科技大学学报》是由陕西省教育厅主管.西安科技大学主办,以矿业类为特色,兼顾理工学科各门类的综合性学术期刊。本刊坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,面向国内外矿业领域及相关学科的科技工作者,开展学术交流,为繁荣煤炭科学事业培养人才,为中国经济建设服务的办刊宗旨。主要刊载安全科学与工程、矿业工程、应急技术与管理、土木工程、地质资源与地质工程、矿山机械、测绘工程、工矿自动化、材料科学与工程、化学与化工等专业领域内具有创新性的学术论文和科研成果。 展开更多
关键词 陕西省教育厅 习近平新时代中国特色社会主义思想 办刊宗旨 科技工作者 科研成果 西安科技大学 材料科学与工程 煤炭科学
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