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基于知识图谱的煤矿液态二氧化碳防灭火技术研究进展与展望
1
作者 白刚 王新阳 +3 位作者 周西华 张潇文 王继仁 宋双林 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期80-88,共9页
在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此... 在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此背景下,就中国知网中检索2000—2024年收录的190篇文献,利用文献可视化分析软件VOSviewer对我国液态二氧化碳防灭火技术研究进展进行探究,分析作者共被引、关键词共现等特征,并结合文献计量学方法,讨论了我国液态二氧化碳防灭火技术的发展历程、时空分布与热点方向等发展特征。研究结果表明:2000—2024年液态二氧化碳防灭火技术研究整体呈上升趋势,利用VOSviewer的作者共被引功能,发现目前存在6个科研成果产出较高的学术团体;VOSviewer的关键词共被引聚类图表明,目前已形成了3个相关性密切的关键词聚类,分别为采空区防灭火研究、液态二氧化碳防灭火技术研究、二氧化碳相变特征研究。在此基础上,剖析了我国液态二氧化碳防灭火研究存在的不足:(1)技术应用存在局限性;(2)二氧化碳灭火机理研究不足;(3)监测评估体系不完善;(4)关键技术突破与设备研发面临瓶颈。未来发展方向应聚焦于:(1)构建全流程综合应用策略,强化技术集成与协同创新;(2)深化微观机理探索,构建系统性理论模型;(3)完善监测体系建设,优化评估方法与手段;(4)攻克输送技术难题,研发智能管道安全设备。 展开更多
关键词 液态二氧化碳 防灭火 文献可视化分析 关键词聚类 研究进展 展望
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带式输送机回程托辊卡死故障摩擦升温实验研究 被引量：2
2
作者 梁运涛 张鹏成 +3 位作者 孙勇 贾宝山 崔鑫峰 王睿德 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期95-103,共9页
回程托辊卡死是导致带式输送机火灾的主要原因之一。为研究带式输送机回程托辊卡死故障摩擦升温特性,采用平台实验与数值模拟相结合的方法,研究了输送带速度、巷道风速和环境温度对卡死回程托辊温度的影响,结果表明:卡死回程托辊温度随... 回程托辊卡死是导致带式输送机火灾的主要原因之一。为研究带式输送机回程托辊卡死故障摩擦升温特性,采用平台实验与数值模拟相结合的方法,研究了输送带速度、巷道风速和环境温度对卡死回程托辊温度的影响,结果表明:卡死回程托辊温度随环境温度和输送带速度的增加而显著升高,温度达到稳态的时间延长;巷道风速的提高有效降低了卡死回程托辊温度并缩短了温度达到稳态的时间。考虑到输送带磨穿卡死的回程托辊导致托辊内部煤粉积聚并引发火灾的情况,进一步研究了输送带速度、巷道风速、环境温度及卡死回程托辊内煤粉积存比例(煤粉在托辊内部积存体积与托辊可容纳煤粉最大体积之比)对煤粉最高温度的影响,结果表明:输送带速度、巷道风速和环境温度对卡死回程托辊内煤粉最高温度的影响,与对卡死回程托辊温度的影响规律一致;卡死回程托辊内煤粉积存比例的增加会加剧煤粉温度的升高;在环境温度为20℃、输送带速度为3.5 m/s、巷道风速为1 m/s、100%煤粉积存比例的工况下,煤粉最高温度达87.5℃,较25%煤粉积存比例时升高了43.2℃,高于中低阶煤的自燃临界温度,火灾风险显著增加。 展开更多
关键词 带式输送机 回程托辊 托辊卡死故障 摩擦升温 外因火灾
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露天煤矿三维一体化管控平台及关键技术研究 被引量：1
3
作者 马旭伟 刘强 徐华龙 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期98-105,共8页
针对露天煤矿开采作业中存在的信息化水平不高、数据孤岛现象严重及安全监管难度大等问题,对露天煤矿三维一体化管控平台关键技术进行了深入研究,旨在通过集成创新技术实现露天煤矿开采的智能化、可视化与高效管理。介绍了露天煤矿三维... 针对露天煤矿开采作业中存在的信息化水平不高、数据孤岛现象严重及安全监管难度大等问题,对露天煤矿三维一体化管控平台关键技术进行了深入研究,旨在通过集成创新技术实现露天煤矿开采的智能化、可视化与高效管理。介绍了露天煤矿三维一体化管控平台整体架构设计,详细阐述了露天煤矿三维一体化管控平台关键技术:统一数据中台技术通过标准化、清洗、融合及实时更新机制,有效整合多源异构数据,为平台提供全面、准确的数据基础;基于实景三维的“一张图”集中监测技术融合倾斜摄影模型轻量化技术、露天煤矿边坡三维监测技术、车辆人员三维监测技术实现了对露天煤矿开采全过程的实时、精准监测;可视化组态集中控制技术将复杂的设备运行监测数据转化为直观、易懂的图形化界面,不仅提升了管理者的决策效率,还增强了系统的交互性和用户体验。通过关键技术的综合应用,露天煤矿三维一体化管控平台能够提高煤矿安全管控能力,降低安全风险,为露天煤矿行业的数字化转型和智能化发展提供技术参考和实践范例。 展开更多
关键词 露天煤矿 管控平台 数据中台 三维集中监测 数字化转型
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高温作用后砂岩力学性能及裂纹演化特征研究
4
作者 王健翔 孙珍平 +1 位作者 王士奎 许蕾 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期61-68,共8页
为了评估高温对围岩力学性能的影响并确保巷道结构的安全性,针对取自山西东洼北煤矿9#煤层顶板的砂岩,在25~1000℃范围内热处理后进行单轴压缩试验。结合声发射监测与CT扫描技术,系统分析了该特定砂岩在不同温度处理后的力学响应及其裂... 为了评估高温对围岩力学性能的影响并确保巷道结构的安全性,针对取自山西东洼北煤矿9#煤层顶板的砂岩,在25~1000℃范围内热处理后进行单轴压缩试验。结合声发射监测与CT扫描技术,系统分析了该特定砂岩在不同温度处理后的力学响应及其裂纹演化特征。研究结果显示,随着温度的升高,砂岩的峰值应力和弹性模量呈现出先增加后减少的趋势,400℃是这一变化的转折点,在此温度下,砂岩强度达到最高值;超过400℃后,其力学性能显著下降。AE信号分析表明,高温加剧了砂岩内部裂纹扩展的活动性,尤其是在温度超过400℃之后,裂纹发展加速,导致破坏过程中AE活动显著增强。CT扫描结果证实,经过高温处理后,砂岩内部裂纹密度增加且连通性提高,裂纹分布变得更加复杂。这些发现为评估高温条件下围岩的稳定性提供了参考,并有助于制定相应的灾害防控策略。 展开更多
关键词 高温作用 砂岩 单轴压缩试验 力学性能 裂纹分布
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基于BP神经网络算法的注CO_(2)煤体CH_(4)置换率预测研究
5
作者 贾东旭 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期158-163,共6页
为精准预测煤层注CO_(2)气体后的CH_(4)置换率,以无烟煤为研究对象,基于不同煤层温度T、不同CO_(2)注入压力P_(0)及不同初始吸附平衡压力P_(1)条件下煤样的CH_(4)置换率η实验数据,采用BP神经网络算法,建立了该煤样的CH_(4)置换率预测模... 为精准预测煤层注CO_(2)气体后的CH_(4)置换率,以无烟煤为研究对象,基于不同煤层温度T、不同CO_(2)注入压力P_(0)及不同初始吸附平衡压力P_(1)条件下煤样的CH_(4)置换率η实验数据,采用BP神经网络算法,建立了该煤样的CH_(4)置换率预测模型,并通过决定系数R^(2)、均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE对预测模型精度进行评估。结果表明,煤样的CH_(4)置换率η随煤层温度T和CO_(2)注入压力P_(0)的增加而增大,但随初始吸附平衡压力P_(1)的增加而减小;所建立的预测模型在测试集实验数据的应用中,其决定系数R^(2)值为0.986,均方根误差RMSE值为0.349,平均绝对误差MAE值为0.312,并且预测值和实际值的误差不超过2.30%,说明所建立预测模型的预测精度较高,可为煤层注气技术开采提供指导。 展开更多
关键词 煤层注气 注CO_(2)气体 甲烷置换率 瓦斯预测 瓦斯涌出 驱替CH_(4)实验
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饱和岩石在水和空气环境下的单轴力学特性试验研究
6
作者 宋晓东 胡利峰 +3 位作者 苏亚超 侯成恒 常剑 苏强 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期36-42,共7页
水环境的存在对矿山开采过程中岩石的力学性能及破坏模式影响较大。为了探讨水环境对岩石力学性能的影响,对3种具有代表性的岩石(红砂岩、大理岩和花岗岩)在水环境和空气环境下进行了系列的单轴压缩及单轴蠕变力学测试。结果表明,水环... 水环境的存在对矿山开采过程中岩石的力学性能及破坏模式影响较大。为了探讨水环境对岩石力学性能的影响,对3种具有代表性的岩石(红砂岩、大理岩和花岗岩)在水环境和空气环境下进行了系列的单轴压缩及单轴蠕变力学测试。结果表明,水环境显著降低了饱和岩石的单轴抗压强度与蠕变强度,且加剧了饱和岩石在初始加载过程中的非线性变形和峰后破坏的程度,尤其是剪切破坏特性更加显著。水环境还显著提高了饱和岩石的蠕变应变及蠕变速率,缩短了蠕变破坏时间。不同岩石对水环境的敏感性有所不同,其中,强度低且孔隙率及渗透性较高的岩石(如红砂岩)受到水环境影响最为显著。此外,水环境促进水分持续渗透至岩石内部裂隙,降低裂隙端部的断裂韧性,加剧岩石的应力腐蚀作用,进一步加速岩石的破坏过程。研究结果为理解在水环境下岩石的力学行为特性提供了依据,为复杂环境下地下工程中岩体稳定性评估提供了基础。 展开更多
关键词 水岩作用 力学性能 单轴压缩试验 蠕变试验 应力腐蚀
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环保型防冻抑尘剂的制备及性能研究
7
作者 薛彦平 《应用化工》 北大核心 2025年第2期310-314,共5页
针对冬季负温环境下矿山公路扬尘逸散,传统防冻抑尘剂的喷洒在防冻的同时可能会产生二次扬尘或环保性问题,研究通过聚乙二醇(PEG)与聚乙烯醇(PVA)进行接枝共聚,同时加入适量表面活性剂(APG)以进一步增强润湿效果,制备了一种环保型矿山... 针对冬季负温环境下矿山公路扬尘逸散,传统防冻抑尘剂的喷洒在防冻的同时可能会产生二次扬尘或环保性问题,研究通过聚乙二醇(PEG)与聚乙烯醇(PVA)进行接枝共聚,同时加入适量表面活性剂(APG)以进一步增强润湿效果,制备了一种环保型矿山公路用防冻抑尘剂(PVA-g-PEG/APG),并进行了理化性质与抑尘性能测定。结果显示,抑尘剂与煤体表面的接触角为29°,冰点在-16.5℃,在模拟振荡下煤粉损失率低于5.6%。这表明PVA-g-PEG/APG抑尘剂具有显著的抗冻效果、良好的润湿性和稳定的固结层,且环保性能优良,能够有效减轻低温环境下的道路煤尘污染问题,符合当前生态矿山的建设要求。 展开更多
关键词 道路煤尘 防冻抑尘剂 冰点 环保性 接触角
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综掘工作面粉尘运移规律及扰动拨流控尘技术研究
8
作者 刘子文 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期104-110,共7页
针对通风排尘、喷雾降尘等防尘技术在高浓度粉尘综掘工作面中应用效果不明显的问题,以山西蒲县宏源集团富家凹煤业有限公司11309综掘工作面为研究背景,利用Fluent软件构建了综掘工作面物理模型,通过数值模拟分析了风流场分布特征和粉尘... 针对通风排尘、喷雾降尘等防尘技术在高浓度粉尘综掘工作面中应用效果不明显的问题,以山西蒲县宏源集团富家凹煤业有限公司11309综掘工作面为研究背景,利用Fluent软件构建了综掘工作面物理模型,通过数值模拟分析了风流场分布特征和粉尘运移规律。数值模拟结果表明:利用正压风筒对综掘工作面供风时,风流到达工作面后沿壁面向下运动并扩散,受送风和吸尘风道吸力作用影响,风流形成漩涡,随着与工作面距离的增加,漩涡现象逐步减弱,直至消失;工作面区域风流流速较高,沿着巷道轴向向后风流流速逐渐降低;距综掘工作面越远,粉尘浓度越低;在综掘机司机位置附近粉尘浓度较高。在此基础上,提出了“以风控尘”为除尘思路的扰动拨流控尘技术。通过在正压风筒上增加扰动拨流装置,优化出风口布局,减少正压风筒最前端出口风量,以增加综掘机司机附近径向出风量;将除尘风机吸尘口前置,改变作业空间巷道风流方向,达到控尘、除尘的目的。通过工程实测验证了数值模拟结果和扰动拨流装置的可靠性,结果表明,使用扰动拨流装置后,综掘工作面粉尘浓度显著降低,降尘效率达90%以上。 展开更多
关键词 综掘工作面 粉尘防治 粉尘运移 风流场 扰动拨流控尘
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风化及阻化作用对煤自燃特性的影响研究
9
作者 王银辉 《应用化工》 北大核心 2025年第2期293-297,共5页
为探究风化煤自燃特性及阻化剂对其抑制效果,利用程序升温和红外光谱分析不同煤样的指标气体、交叉点温度和活性官能团的变化规律。结果表明:风化煤比原煤样指标气体生成量更大,交叉点温度更低,自燃危险性更大。复合阻化剂对原煤和风化... 为探究风化煤自燃特性及阻化剂对其抑制效果,利用程序升温和红外光谱分析不同煤样的指标气体、交叉点温度和活性官能团的变化规律。结果表明:风化煤比原煤样指标气体生成量更大,交叉点温度更低,自燃危险性更大。复合阻化剂对原煤和风化煤均有抑制作用,但阻化煤产气浓度比原煤和风化煤低,交叉点温度却要高。但是复合阻化剂对原煤的阻化率比风化煤高1.91%。风化煤甲基、亚甲基和羰基含量高于原煤,但低于阻化煤样,风化过程使得活性基团数量增加,煤氧反应更容易。阻化过程中阻化剂中的部分卤根离子、镁离子和钙离子能与煤中含氧官能团(如—C=O)发生取代或络合等化学反应并生成稳定的化合物,增加了煤分子的稳定性,达到良好的阻化目的。 展开更多
关键词 风化煤 阻化剂 抑制效果 交叉点温度 活性官能团
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不同结构内混式抑尘喷嘴雾化特性实验研究
10
作者 邵和 郑沂怡 +1 位作者 李文璞 梁忠秋 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第4期677-686,共10页
【目的】为了研究喷嘴结构对内混式喷嘴雾化特性的影响。【方法】采用粒径分析和粒子图像测速(PIV)系统,在相同的初始条件下对3种不同内混式喷嘴的雾化特性进行了对比分析。进一步地,利用Fluent软件对喷嘴的内部流动特性和雾化场射流特... 【目的】为了研究喷嘴结构对内混式喷嘴雾化特性的影响。【方法】采用粒径分析和粒子图像测速(PIV)系统,在相同的初始条件下对3种不同内混式喷嘴的雾化特性进行了对比分析。进一步地,利用Fluent软件对喷嘴的内部流动特性和雾化场射流特性开展了数值模拟,以揭示内部结构与雾化性能之间的内在联系。【结果】研究结果表明:随着供水压力的逐步增加,三种内混式雾化喷嘴在雾化射程、雾化角度、雾滴速度以及雾滴粒径方面均展现出显著的增大趋势,喷嘴的雾化范围受到喷孔形状的影响显著,其中扇形喷孔的喷雾作用范围最广,而圆形喷孔则在喷雾射程上表现最佳。在较高的气水压力比(ALR)下,混合腔较长的喷嘴能够维持理想的雾滴粒径,在相同的初始边界条件下,空气帽出口处为圆形的喷嘴所产生的雾滴速度高于扇形喷嘴。数值模拟结果与实验数据基本一致,VOF多相流模型预测的雾化角度与实验观测值几乎吻合。模拟进一步揭示了液相在扇形喷孔喷嘴混合腔内部的回流现象,导致大液滴被压缩空气推向两侧,形成了发散态的雾化场。相比之下,圆形喷孔喷嘴的混合腔内液相集中于中央,形成了集束态的雾化场,且在喷口附近,雾滴速度随轴向距离的增加而降低,雾滴粒径则随之增大。 展开更多
关键词 内混式喷嘴 空气助力 雾化特性 数值模拟 结构参数
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煤矿机械化膏体充填开采上覆地层运动规律研究
11
作者 陈明浩 郭佳策 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期423-428,共6页
为了促进煤炭资源安全高效绿色开采和能源可持续发展,提高煤矿生产效率及上覆岩层支撑效果,采用理论分析、数值模拟、现场实践相结合方法,对12403工作面膏体充填机械化开采上覆地层运动规律进行研究。确定了影响充填工作面顶板沉陷的主... 为了促进煤炭资源安全高效绿色开采和能源可持续发展,提高煤矿生产效率及上覆岩层支撑效果,采用理论分析、数值模拟、现场实践相结合方法,对12403工作面膏体充填机械化开采上覆地层运动规律进行研究。确定了影响充填工作面顶板沉陷的主要影响因素为顶板岩性参数、工作面充填步距、充填材料强度、充填率等相关参数。研究了上覆岩层运动特点,当工作面膏体充填率超过80%时,充填工作面顶板保持完好,出现较小弯曲和下沉。提出了充填体强度为3.5 MPa、充填率为80%、三采一充相结合采充配合方案。膏体充填后上覆岩层稳定期显著缩短,岩层运动相对平缓,最大地表沉降位移为210.22 mm。研究结果表明,工作面膏体充填开采使上覆岩层运动规律明显减弱,工作面围岩稳定性得到有效控制。为实现深层煤炭资源安全、高效、绿色开采提供理论依据和技术指导。 展开更多
关键词 膏体充填 上覆岩层 运动规律 绿色开采 可持续
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开挖蓄水条件下边坡破坏机理及稳定性研究
12
作者 费晓欧 缪海宾 陆丹丹 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期166-174,共9页
为研究开挖蓄水对边坡上部重要建(构)筑物的影响,利用物理实验探究开挖和蓄水过程中边坡岩体的应力、变形、地表沉降以及孔隙水压力的变化情况,对开挖扰动以及蓄水的作用下边坡体与断层构造带变形、破坏特征及其规律进行分析。研究结果... 为研究开挖蓄水对边坡上部重要建(构)筑物的影响,利用物理实验探究开挖和蓄水过程中边坡岩体的应力、变形、地表沉降以及孔隙水压力的变化情况,对开挖扰动以及蓄水的作用下边坡体与断层构造带变形、破坏特征及其规律进行分析。研究结果表明:开挖会导致岩体应力重新分布,近坡面应力变化较大,开挖时上盘岩体在自重力的作用下会沿断层破碎带产生相对错动。蓄水初期,边坡坡体表面受到动静水压力作用产生压密变形,内部孔隙水压力升高,边坡向临空向变形,坡顶出现沉降趋势。实验结果可为高陡露天煤矿滑坡防控提供理论参考。 展开更多
关键词 边坡稳定性 开挖卸荷 坡体变形 沉降 滑坡
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露天煤矿碎裂结构岩体滑坡参数反演及边坡失稳机理研究
13
作者 臧建领 张凯 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期93-98,共6页
为了研究露天煤矿碎裂结构岩体参数确定难、边坡变形失稳频繁和控制难度大等问题,本文基于某露天煤矿北帮碎裂结构岩体的地质特征,采用滑坡参数反演确定滑坡区域的黏聚力和内摩擦角参数,对滑坡区域不同变形程度A、B两剖面进行数值模拟,... 为了研究露天煤矿碎裂结构岩体参数确定难、边坡变形失稳频繁和控制难度大等问题,本文基于某露天煤矿北帮碎裂结构岩体的地质特征,采用滑坡参数反演确定滑坡区域的黏聚力和内摩擦角参数,对滑坡区域不同变形程度A、B两剖面进行数值模拟,利用FLAC^(3D)软件分析了边坡失稳破坏模式下边坡变形、塑性区分布规律及边坡滑移模式,基于分析结果探讨了边坡角参数优化。研究结果表明:对北帮边坡的滑坡区域进行参数反演,得到杂色泥岩的黏聚力为32.46 kPa、内摩擦角20.29°。剖面A的最大临坡面位移达到9.3 m,最大竖直位移达到6.6 m,其拉伸破坏区主要集中在坡面中上部,剪切破坏区集中在坡脚和坡体中部,受拉剪破坏的影响较大;剖面B的最大临坡面位移达到0.017 m,最大竖直位移达到0.012 m,其拉伸破坏区较少,剪切破坏区集中在坡脚和坡体内部。确定了边坡的破坏模式为沿底板泥岩的顺层剪切-拉裂破坏模式,与现场观测的滑坡失稳现象一致;随着边坡角度的减小,安全系数呈非线性上升趋势,塑性区高度显著降低。当边坡角选取为40°时,安全系数为1.23,塑性区高度为6 m,此时能够有效保证边坡的稳定性。结合现场监测数据与数值模拟技术,精确反演了岩体力学参数,并揭示边坡失稳的力学机制,为类似地质条件下的边坡设计提供了参考。 展开更多
关键词 露天煤矿 岩体参数 数值模拟 FLAC^(3D) 滑动模式
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露天煤矿智能化能力成熟度与演进逻辑研究
14
作者 王忠鑫 田凤亮 +7 位作者 孙鑫 郭晓松 黄俊婷 王磊 张忠文 赵广志 宋波 曾祥玉 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期119-125,共7页
现有针对智能化露天煤矿建设的研究主要聚焦于智能化露天煤矿总体规划、基本架构、建设内容的完整性评价等方面,关于智能化露天煤矿建设完成后运行效果综合评价的研究很少。提出了露天煤矿智能化能力的概念,即矿山巨系统对内外部环境变... 现有针对智能化露天煤矿建设的研究主要聚焦于智能化露天煤矿总体规划、基本架构、建设内容的完整性评价等方面,关于智能化露天煤矿建设完成后运行效果综合评价的研究很少。提出了露天煤矿智能化能力的概念,即矿山巨系统对内外部环境变化能够自主做出合理响应的综合能力,是评价露天煤矿智能化程度最重要的标志。基于能力成熟度模型,从功能完整性、功能活跃性、系统结构性、数据利用高效性4个维度建立了露天煤矿智能化能力成熟度评价模型。分析了影响露天煤矿智能化能力成熟度的主要因素,发现单纯追加投资、扩建系统不能保障智能化能力的成熟,通过科学的规划,尽量采用少的功能来实现智能化建设目标,智能化建设效益将更加显著。从智能化露天煤矿能力成熟度评价模型出发,提出了露天煤矿智能化建设应遵循的减法逻辑、生态逻辑、重构逻辑与自洽逻辑,并给出了未来露天煤矿智能化发展的总体目标——全面建成“001”模式智能化露天煤矿,即移动设备及固定岗位全无人值守(“0人员”)、场景生态全覆盖(“0盲区”)、业务管控一体化(“1大脑”)。 展开更多
关键词 智能矿山 露天煤矿 智能化评价 智能化能力成熟度 演进逻辑
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基于SBAS-InSAR和NDVI监测的露天矿排土场受扰动时空演化态势研究
15
作者 臧建领 汪晶 张凯 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期99-104,共6页
时序InSAR监测技术因其高空间分辨率、全覆盖监测能力、非接触式数据获取优势,成为监测露天矿区地表沉降的重要技术手段。针对露天矿受井工开采扰动的排土场区域,本文以某露天矿排土场为研究区,基于SBAS-InSAR技术并利用22景哨兵一号(Se... 时序InSAR监测技术因其高空间分辨率、全覆盖监测能力、非接触式数据获取优势,成为监测露天矿区地表沉降的重要技术手段。针对露天矿受井工开采扰动的排土场区域,本文以某露天矿排土场为研究区,基于SBAS-InSAR技术并利用22景哨兵一号(Sentinel-1A)卫星影像,获取研究区的整体沉降分布特征,探究地下开采扰动对排土场稳定性的影响;同时基于哨兵二号(Sentinel-2)数据,探究地下开采扰动对地表植被生长状况的影响。研究结果表明:地下开采煤矿区域的地表沉降主要集中在6108工作面、4104工作面和4106工作面对应的地下开采扰动区,最大沉降值达-172 mm,而内排土场东部沉降最为严重,最大沉降值达到-572 mm;沿西北-东南方向选取的四条测线,监测结果表明,各测线均呈现出漏斗式沉降特征,且内排土场中心区域沉降值较大;根据时序形变监测发现,内排土场及地下开采扰动区的沉降范围随时间逐渐扩大,再结合应力分布特征发现,地下开采对于内排土场的扰动影响随时间也愈发扩大;外排土场地下开采引发的地表沉降导致地下水位下降与地表裂缝,一定程度上破坏了土壤的水分供给与植被生长环境。地表植被生长受到影响,并且NDVI值偏低。 展开更多
关键词 地表沉陷 SBAS-InSAR 露天矿 排土场边坡 滑动模式
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基于地球物理数据融合的大兴安岭中段东缘地壳结构研究 被引量：1
16
作者 赵维俊 秦涛 +6 位作者 李建平 肖锋 韩江涛 荣幸 郭宝东 葛欢 牛兴国 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2064-2083,共20页
位于中亚造山带东段的兴安地块和松辽锡林浩特地块被晚古生代贺根山-黑河缝合带分开。随后,大兴安岭与松辽盆地被中新生代嫩江-八里罕断裂分开。在大兴安岭中段,这两构造带的位置及板块拼合时间尚不明确。为研究大兴安岭中段东缘重要构... 位于中亚造山带东段的兴安地块和松辽锡林浩特地块被晚古生代贺根山-黑河缝合带分开。随后,大兴安岭与松辽盆地被中新生代嫩江-八里罕断裂分开。在大兴安岭中段,这两构造带的位置及板块拼合时间尚不明确。为研究大兴安岭中段东缘重要构造断裂、构造单元及结晶基底属性特征,在扎兰屯-阿荣旗地区采集处理一条长60 km的重力、磁法和大地电磁数据,重新处理了1:20万扎兰屯幅、阿荣旗幅区域布格重力异常数据。通过多种地球物理数据融合,解译了7条重要断裂,其中庞家街断裂和红星断裂是控制贺根山-黑河缝合带的深大断裂。北西向阿伦河断裂为深大断裂,至少切割到中地壳。发现了两个中地壳低阻带,其中C2异常解释为贺根山-黑河缝合带。通过1:25万阿荣旗幅地质填图资料,证实了地球物理数据融合的推断结果,为大兴安岭中段东缘构造带演化研究提供了重要支撑。 展开更多
关键词 贺根山-黑河缝合带 嫩江断裂 兴安地块 松嫩地块 大地电磁 重力 磁法 数据融合
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微纳米孔隙内气体流动特性与LBM数值模拟研究 被引量：2
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作者 王登科 袁明羽 +7 位作者 李振 张清清 尚政杰 付建华 王岳栩 唐家豪 郭玉杰 庞晓非 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期15-25,共11页
目的研究瓦斯气体在煤层中的流动特性对于揭示煤层瓦斯赋存机理和扩散运移特性具有重要意义。煤中微纳米级孔隙结构十分复杂,为研究煤层瓦斯气体在微纳米孔隙中的流动特性,方法以均质纳米多孔炭薄膜为测试对象,采用扫描电镜实验对其孔... 目的研究瓦斯气体在煤层中的流动特性对于揭示煤层瓦斯赋存机理和扩散运移特性具有重要意义。煤中微纳米级孔隙结构十分复杂,为研究煤层瓦斯气体在微纳米孔隙中的流动特性,方法以均质纳米多孔炭薄膜为测试对象,采用扫描电镜实验对其孔隙大小和孔隙率进行定性定量分析;利用纳米尺度气体流动特征实验装置开展微纳米孔隙的气体流动实验研究,通过对比分析传统达西渗流模型和适用于微尺度下气体流动模型,结果得到更为详细的微纳米孔隙内气体流动特性:纳米多孔炭薄膜的视渗透率随着进气口压力的升高而下降,二者呈负相关的线性变化规律;视渗透率随着努森数降低而降低,二者呈正相关的线性变化规律,表明气体在微纳米尺度下的流动不符合传统的达西定律,滑脱效应和气体扩散不可忽视。采用格子Boltzmann方法(lattice boltzmann method,LBM)模拟不同进气口压力下的气体流动,得到不同气体压力下出口的气体流量,与实验结果进行对比,LBM模拟的平均误差为8.25%,整体吻合性较好,表明LBM数值模拟可有效揭示气体在微纳米尺度下的流动特性。结论研究结果可为今后分析煤层中的瓦斯流动机制和流动规律提供理论借鉴。 展开更多
关键词 微纳米孔隙 纳米多孔炭 气体流动特性 LBM模拟 LBM-D2Q9模型
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硬岩顶板切顶留巷围岩变形分区补强控制研究 被引量：1
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作者 邵炜星 查文华 +4 位作者 杨国威 许涛 刘啸 程文博 陈登红 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第7期157-172,共16页
【目的】森达源煤矿传统的宽煤柱开采方式导致采掘接续紧张,并引发严重的围岩变形问题。切顶留巷技术可优化巷道支护条件,提高采煤效率,促进煤矿高效安全生产。【方法】以1号煤层的10101工作面为研究对象,运用FLAC 3D数值模拟软件,深入... 【目的】森达源煤矿传统的宽煤柱开采方式导致采掘接续紧张,并引发严重的围岩变形问题。切顶留巷技术可优化巷道支护条件,提高采煤效率,促进煤矿高效安全生产。【方法】以1号煤层的10101工作面为研究对象,运用FLAC 3D数值模拟软件,深入探究了切顶高度、切顶角度、注浆加固深度对巷道掘进、预裂切顶和切顶留巷过程中煤帮内部、采空区及顶板应力变形特性的影响。确定出最佳切顶留巷方案。在此基础上,进一步模拟分析工作面前后不同区域的围岩受力变形情况。提出回采工作面前方0~30 m内为超前补强区,采取“高预应力锚索+单体配合铰接顶梁”的联合支护。后方0~100 m内为滞后补强区,采用“工字钢+单体支柱”联合支护,同时对矸石帮实施注浆加固。通过工程应用验证了区分补强控制变形措施的有效性。【结果】结果显示:最佳切顶留巷方案为切顶高度6 m,切顶角度15°,矸石帮注浆深度1 m。此方案下,10101工作面的巷道顶底板的最终变形量为155 mm,两帮的为84 mm,均符合矿井使用要求,验证了切顶留巷技术具有良好效果。【结论】结果表明:切顶留巷技术能有效解决传统宽煤柱开采方式中存在的围岩变形问题。然而,该技术的实施受切顶高度、切顶角度和矸石帮注浆深度等因素的影响较大,需结合数值模拟和现场状况进行具体确定。总体上,切顶留巷技术和分区补强控制措施对围岩变形的控制效果显著,为类似条件下的煤矿开采提供了宝贵的经验借鉴,因而具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 硬岩 切顶留巷 围岩变形 分区补强 影响因素 力学性能 变形 数值模拟
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采动影响下构造发育区煤层瓦斯运移规律研究 被引量：1
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作者 原晓红 李宁 +4 位作者 程志恒 王朋 苏二磊 陈亮 曲晓明 《煤炭工程》 北大核心 2024年第11期149-157,共9页
为研究采动影响下构造发育区煤层瓦斯运移规律,以桑北矿区为工程背景,综合运用理论分析、现场实测与数值模拟的方法,通过构建采动影响下煤体渗透率动态演化模型,结合煤岩应力场、变形场和渗流场相互作用,研究了瓦斯运移流固耦合机制。... 为研究采动影响下构造发育区煤层瓦斯运移规律,以桑北矿区为工程背景,综合运用理论分析、现场实测与数值模拟的方法,通过构建采动影响下煤体渗透率动态演化模型,结合煤岩应力场、变形场和渗流场相互作用,研究了瓦斯运移流固耦合机制。研究发现,桑北整合区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南,构造复杂,含褶曲、断层等,地应力受重力与构造运动双重影响,3^(#)煤层应力值普遍小于15 MPa。基于含瓦斯煤层应力-损伤-渗流多场耦合模型建立数值模拟,模拟不同抽采时间下瓦斯运移情况。结果表明:原始区域抽采时瓦斯压力变化区域随时间外扩,30 d变化明显,180 d后幅度变小;完全卸压区域瓦斯压力随时间降低,卸压程度越高受抽采钻孔影响越明显,降低幅度越大;构造发育区瓦斯压力变化受构造发育程度影响,发育程度越高影响越小,且随抽采时间增加压力变化区域扩大,前90 d变化明显。现场实测与模拟结果对比显示,原始区域、完全卸压区域和构造发育区瓦斯压力变化趋势分别基本一致。 展开更多
关键词 瓦斯赋存 构造发育 采动影响 构造演化 瓦斯运移 数值模拟 卸压区域
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燃气管道泄漏爆炸应急救援物资需求及救援点优化选址研究 被引量：2
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作者 宋晓燕 李啸然 +1 位作者 梁忠秋 李瑞 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1136-1142,共7页
为研究燃气管道泄漏爆炸后的应急救援物资需求量和最佳救援点选址,采用案例推理方法,建立了燃气管道泄漏爆炸事故应急资源需求模型。以某化工园区发生燃气管道泄漏爆炸为案例,运用MATLAB编程对应急资源需求进行数值计算;利用ArcGIS可视... 为研究燃气管道泄漏爆炸后的应急救援物资需求量和最佳救援点选址,采用案例推理方法,建立了燃气管道泄漏爆炸事故应急资源需求模型。以某化工园区发生燃气管道泄漏爆炸为案例,运用MATLAB编程对应急资源需求进行数值计算;利用ArcGIS可视化、地图数据分析功能,建立网络空间数据集,获得该案例工业园区6个应急救援点。结果表明,可通过化工园区应急救援历史数据获得事故应急资源需求量,利用ArcGIS建立位置分配点和确定救援点数量,可获得优化的应急救援选址。 展开更多
关键词 公共安全 燃气管道 应急物资 案例推理
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