基于改进DEMATEL-ISM-BN的人因视角下煤矿事故致因研究 被引量：2

1

作者 赵天亮 王冰山 +7 位作者 台发强 姜琦 王永杰 代宗 常金鹏 马晟翔 傅贵 姜伟 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期91-99,117,共10页

为深入探究人因视角下煤矿事故致因因素之间的相互作用关系和作用路径,找到关键影响因素,通过文献研究、资料收集和现场调研等方法,结合人因分析和分类系统(HFACS)模型理论,构建了包含规章制度完善和实施水平、安全培训水平和安全投入... 为深入探究人因视角下煤矿事故致因因素之间的相互作用关系和作用路径,找到关键影响因素,通过文献研究、资料收集和现场调研等方法,结合人因分析和分类系统(HFACS)模型理论,构建了包含规章制度完善和实施水平、安全培训水平和安全投入水平等14项指标的人因视角下煤矿事故影响因素体系,并运用基于灰色理论(Grey theory)和贝叶斯网络(BN)的决策试验与评价实验室法与解释结构模型(DEMATEL-ISM)对影响因素进行了分析,得到了各影响因素的关键程度、层次关系、作用路径和人因视角下煤矿事故最大致因链路径。结果表明:首先,利用Grey-DEMATEL法研究分析各影响因素中心度与原因度,识别出安全培训水平、员工安全意识水平、员工知识技能水平、员工安全心理水平等主要影响因素;然后,利用ISM法划分影响因素间的层次关系,得到安全文化水平是本质影响因素,规章制度完善和实施水平、安全投入水平、纠正问题水平等11个因素是过渡影响因素,违章指挥、违规作业是表层影响因素;最后,运用构建的BN模型反向诊断推理得到最大致因路径。研究结果可为人因视角下煤矿事故预防研究提供理论依据和决策支撑。 展开更多

关键词 煤矿事故 人因分析 灰色理论 决策试验与评价实验室法(DEMATEL) 解释结构模型(ISM) 贝叶斯网络(BN)

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二氧化碳地质封存协同上覆煤矿开采的安全风险评估数值模拟研究

2

作者 聂耀武 胡兵 +5 位作者 顾雷雨 李槟 周全超 李文辉 李琦 李霞颖 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期491-506,共16页

为评估鄂尔多斯盆地咸水层二氧化碳地质封存协同上覆煤矿开采的可行性,开展CO_(2)注入协同煤矿开采安全风险研究。基于有限元数值模拟软件实现CO_(2)注入协同煤矿开采二维流固耦合数值模拟,研究不同CO_(2)注入速率、注入时间以及煤矿开... 为评估鄂尔多斯盆地咸水层二氧化碳地质封存协同上覆煤矿开采的可行性,开展CO_(2)注入协同煤矿开采安全风险研究。基于有限元数值模拟软件实现CO_(2)注入协同煤矿开采二维流固耦合数值模拟,研究不同CO_(2)注入速率、注入时间以及煤矿开采程度对CO_(2)运移、地层孔压以及垂直变形的影响。考虑CO_(2)注入速率10~70万t/a及煤矿开挖一半和完全开挖,依据控制变量法开展了9种不同条件组合的数值模拟。结果显示,以20万t/a的注入速率注入20 a CO_(2)时:(1)地层稳定性受影响较小,注入过程中上部地层孔压变化量为3.4 MPa,有效应力变化相对于地应力较小;(2)地面隆起程度较小,最大变形为10 mm,位于注入井顶部,煤矿区变形量为7 mm;(3)CO_(2)运移范围较小,运移距离为540 m,距离矿区较远,对煤矿区域影响较小。研究表明,CO_(2)注入速率是影响孔压变化量、变形及CO_(2)运移范围的主要因素,注入速率的提高会增大孔压、变形以及CO_(2)的运移范围;煤矿开挖程度相对于CO_(2)注入产生的影响较小,CO_(2)运移范围几乎不受煤矿开挖影响,孔压、变形随煤矿开挖程度的增大呈小幅度增长趋势。研究结果为评估CO_(2)注入协同煤矿开采安全风险提供了参考依据。 展开更多

关键词 二氧化碳地质封存 煤矿开采 有限元分析 流-固耦合 孔压 变形 风险评估

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双巷掘进工作面煤柱带采关键技术研究及应用

3

作者 汪占领 高文 +1 位作者 刘志文 程利兴 《中国矿业》 北大核心 2025年第9期269-276,共8页

为解决双巷掘进工作面留设宽煤柱造成资源浪费的问题,本文研发了将窄煤柱沿空掘巷、水力压裂切顶卸压、锚杆回收相结合的煤柱带采关键技术,通过沿空掘巷将宽煤柱分割为护巷窄煤柱和可回收煤柱,在下一工作面回采时将可回收煤柱进行回收,... 为解决双巷掘进工作面留设宽煤柱造成资源浪费的问题,本文研发了将窄煤柱沿空掘巷、水力压裂切顶卸压、锚杆回收相结合的煤柱带采关键技术,通过沿空掘巷将宽煤柱分割为护巷窄煤柱和可回收煤柱,在下一工作面回采时将可回收煤柱进行回收,仅留设窄煤柱护巷来提高煤柱回收率,根据巷道围岩受力特点,提出了沿空巷道合理布置区间,采用水力压裂卸压降低作用在煤柱上侧向支承压力,达到转移护巷煤柱上的高应力、改善留巷的应力状态的目的,采用自行研发的锚杆回收装置,提高工作面过空巷回采的效率。并将研究成果在营盘壕煤矿2202工作面进行工程应用,经过理论计算确定了窄煤柱宽度为5m,结合顶底板岩层分布特征,制定了水力压裂方案,采用了自行研发的装置进行了锚杆回收。结果表明,水力压裂后窄煤柱沿空巷道在工作面回采周期内矿压显现不强烈,围岩稳定性好,煤柱回收率提高85.8%,锚杆回收率达到71%,表明该技术可显著提高双巷掘进工作面资源回收率和经济效益,具有较好的应用推广价值。 展开更多

关键词 煤柱带采 窄煤柱 水力压裂 侧向支承压力 锚杆回收

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新庄矿不粘煤分子模型构建及模拟研究

4

作者 杨宝伟 刘扬 +4 位作者 李永元 崇立国 栗磊 梁辉 苏嘉豪 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第9期2625-2633,共9页

从分子级层面认识煤微观结构对实现煤炭合理利用及煤层灾害治理具有重要意义。以不粘煤为研究对象,通过工业/元素分析、X射线光电子能谱和核磁共振碳谱测试方法对煤微观结构进行表征分析,结果表明:煤的碳结构以芳香碳为主,氮和硫的赋存... 从分子级层面认识煤微观结构对实现煤炭合理利用及煤层灾害治理具有重要意义。以不粘煤为研究对象,通过工业/元素分析、X射线光电子能谱和核磁共振碳谱测试方法对煤微观结构进行表征分析,结果表明:煤的碳结构以芳香碳为主,氮和硫的赋存状态以吡啶氮、吡咯氮和硫醇、硫醚为主,氧结构的赋存状态以C=O为主,根据煤微观结构参数表征信息,构建不粘煤分子结构模型(C_(219)H_(161)N_(3)O_(25))。使用密度泛函(DFT)方法对煤分子的表面静电势、轨道能级和福井函数进行了分析,结果表明:煤中含氧官能团和含氮官能团的负静电势强于芳香环,HOMO和LUMO能级轨道分布在煤分子的不同芳香环边缘区域,煤中氧原子的自由基反应活性普遍高比氮原子,吡啶氮的自由基反应活性高于吡咯氮。 展开更多

关键词 煤微观结构 煤分子模型 静电势 能级轨道 福井函数

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特厚煤层大巷变形破坏特征及控制技术研究 被引量：3

5

作者 汪占领 刘志文 +2 位作者 赵华山 李永元 程利兴 《煤炭工程》 北大核心 2024年第4期53-59,共7页

针对特厚煤层大巷变形破坏特征分析及控制技术难题,以砚北煤矿二水平回风大巷为研究背景,在分析巷道围岩地质力学测试及围岩变形破坏特征与机理的基础上,提出了全断面注浆加固与高预应力支护综合围岩控制技术,制定了煤层大巷修复加固具... 针对特厚煤层大巷变形破坏特征分析及控制技术难题,以砚北煤矿二水平回风大巷为研究背景,在分析巷道围岩地质力学测试及围岩变形破坏特征与机理的基础上,提出了全断面注浆加固与高预应力支护综合围岩控制技术,制定了煤层大巷修复加固具体实施方案,并确定了相应的技术参数,开展了井下工业试验,试验结果表明:修复加固后35 d左右巷道变形趋于稳定,两帮最大位移量63.5 mm,顶底板最大移近量79.8 mm;注浆后水泥浆液与巷帮煤体裂隙及破碎区充分胶结,围岩裂隙明显减少,钻孔成型效果显著提高。研究表明采用高预应力锚杆支护及全断面注浆加固后,在巷道围岩内形成锚注加固体,提高了巷道围岩稳定性与抗变形能力以及浅部锚杆(索)锚固基础力学性能,巷道围岩变形得到有效控制。 展开更多

关键词 特厚煤层 动压巷道 注浆加固 锚杆支护

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某电厂锅炉补给水系统全膜法调试问题及对策 被引量：3

6

作者 张凯 陈玉强 +4 位作者 陈阳 李小军 王牛旺 刘贵栋 胡明睿 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期199-205,共7页

以华北地区某电厂锅炉补给水系统技改项目为背景,介绍了超滤-一级反渗透-二级反渗透-电去离子(EDI)全膜法处理工艺的设计特点和运行方式,剖析了各主要处理单元在启停、正常运行、反洗、化学清洗、加药、维护性冲洗等不同工况调试过程中... 以华北地区某电厂锅炉补给水系统技改项目为背景,介绍了超滤-一级反渗透-二级反渗透-电去离子(EDI)全膜法处理工艺的设计特点和运行方式,剖析了各主要处理单元在启停、正常运行、反洗、化学清洗、加药、维护性冲洗等不同工况调试过程中出现的典型问题,从管路设计、控制策略、调试参数等方面给出相应的解决方案和注意事项。调试后长期运行结果表明,整套工艺系统运行稳定,产水指标合格,产水电导率小于0.1μS/cm,硅质量浓度小于10μg/L,TOC小于200μg/L。对其经济效益进行分析,结果表明,新建锅炉补给水系统减轻了电厂环保压力,节约了取水成本,吨水运行成本约4.3元,运维成本较低,可为电厂化学制水系统提质增效。 展开更多

关键词 锅炉补给水 全膜法 调试 对策

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陕北浅埋煤层似膏体充填条带开采参数研究及应用 被引量：13

7

作者 邵小平 陶叶青 +6 位作者 刘二帅 赵兵朝 李鑫 王龙 李龙清 唐仁龙 张杰 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期63-70,共8页

陕北地区生态环境脆弱、水资源缺乏,同时该区域又赋存着丰富的浅埋煤层资源。为解决采煤引起的水资源流失问题,提出了在陕北“保水区”应用风积沙似膏体充填条带置换开采技术。基于弹性地基理论,构建了条带开采的煤柱-顶板力学模型,推... 陕北地区生态环境脆弱、水资源缺乏,同时该区域又赋存着丰富的浅埋煤层资源。为解决采煤引起的水资源流失问题,提出了在陕北“保水区”应用风积沙似膏体充填条带置换开采技术。基于弹性地基理论,构建了条带开采的煤柱-顶板力学模型,推导出了采后顶板下沉的挠曲公式,并结合Winkler地基理论及极限强度准则,计算出条带工作面合理的采宽及留宽。针对由风积沙作为骨料,由粉煤灰、水泥作为胶结料,与水经充分混合搅拌形成的充填体,经实验室合理配比试验,得出了最佳的充填材料配比及强度指标,并从微观层面揭示了充填体内结晶体穿插成网程度决定不同龄期充填体强度的机理。以榆林市上河煤矿为实例,通过对该矿3216工作面开采实践,数值模拟得到了开采过程中隔水层运移规律。研究结果表明:采后隔水层沉降量最大值为27.9 mm,表明开采过程隔水层保持稳定,采场覆岩结构得到了较好的控制。现场工业性试验表明,条带开采采空区充填效果良好,现场监测覆岩位移变化不显著,总体呈现出下部岩层位移>中部岩层位移>上部岩层位移。上河煤矿通过成功实践条带充填置换开采技术保证了覆岩的良好稳定性,大幅降低了覆岩导水裂隙带发育高度,3216工作面充填后涌水问题得到根本解决,并大幅提高了上河煤矿煤炭采出率。 展开更多

关键词 条带充填 保水采煤 弹性地基理论 条带煤柱

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区块链技术赋能下的煤矿安全监管监察变革 被引量：6

8

作者 孙林辉 贾元瑞 +1 位作者 吴升林 赵天亮 《煤炭工程》 北大核心 2022年第1期187-192,共6页

针对目前我国煤矿安全监管监察中存在的监管重复、信息孤岛以及信任机制匮乏等问题,提出了一种基于区块链技术的多元协同煤矿安全监管模式。该模式基于区块链去中心化特性,将监管监察机构、煤矿企业、煤矿工人及社会组织有效连接起来,... 针对目前我国煤矿安全监管监察中存在的监管重复、信息孤岛以及信任机制匮乏等问题,提出了一种基于区块链技术的多元协同煤矿安全监管模式。该模式基于区块链去中心化特性,将监管监察机构、煤矿企业、煤矿工人及社会组织有效连接起来,使任意节点之间可以直接进行点对点的信息交互,实现监管多主体间的信息共享、协同共治;利用区块链公开透明、可溯源、信息无法篡改等特点,设计了基于区块链技术的多元协同煤矿安全监管信息平台,确保信息真实、多方参与、智慧监管、精准追责。该模式创新了煤矿安全监管监察方式,探究了区块链技术在煤矿安全监管监察中的适用性及优越性,为区块链技术在煤矿监管及其他领域的应用提供了新思路。 展开更多

关键词 区块链 煤矿安全 监管监察 多元协同

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基于多功能复合表面涂层的井下设备防腐蚀技术研究

9

作者 刘志文 李永元 +5 位作者 高健勋 张华堂 杨小全 梁戈龙 刘艳 王秋里 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期179-187,200,共10页

在井下作业环境中,设备遭受的腐蚀问题极为严重,易造成设备损坏和重大安全事故。针对核桃峪井下设备的防腐蚀需求,提出了一种新颖的激光熔覆高熵合金内涂层与环氧树脂外涂层相结合的复合表面涂层防腐蚀策略。通过设置高熵合金内涂层以... 在井下作业环境中,设备遭受的腐蚀问题极为严重,易造成设备损坏和重大安全事故。针对核桃峪井下设备的防腐蚀需求,提出了一种新颖的激光熔覆高熵合金内涂层与环氧树脂外涂层相结合的复合表面涂层防腐蚀策略。通过设置高熵合金内涂层以提高涂层的整体黏附强度和耐磨性,进一步引入高致密性环氧树脂作为外涂层,并对环氧树脂进行化学改性以降低涂层的自腐蚀电流,同时,构筑高熵合金/环氧树脂Cassie界面模型,赋予涂层超疏水性。结果表明:对高熵合金进行1.0%的SiC掺杂后,涂层力学性能和抗氧化、抗化学腐蚀性能得到明显提升;引入改性环氧树脂涂层后,涂层的腐蚀电流显著降低,抗老化性能显著提高;宏观腐蚀测试结果也证明复合涂层具有优异的抗腐蚀性。该研究为复杂环境中设备的防腐蚀提供了新思路。 展开更多

关键词 防腐蚀 井下设备 激光熔覆 SiC掺杂高熵合金 改性环氧树脂 超疏水性

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弱固结地层特厚煤层综放开采覆岩破坏及水害防控研究 被引量：5

10

作者 李宣东 张风达 +7 位作者 张春牛 曹路通 宋文杰 申晨辉 于忠升 蔡昌伟 李汉汉 周全超 《中国矿业》 2023年第2期120-127,共8页

为解决多重含水层下弱固结特厚煤层水害防治问题,本文采用类比分析法、数值模拟法和相似模拟法,研究了灵东煤矿采空区下Ⅱ3特厚煤层顶分层开采的覆岩破坏特征,分析了导水裂缝带发育特征,提出了“物探+钻探”的方式提前疏放导水裂缝带内... 为解决多重含水层下弱固结特厚煤层水害防治问题,本文采用类比分析法、数值模拟法和相似模拟法,研究了灵东煤矿采空区下Ⅱ3特厚煤层顶分层开采的覆岩破坏特征,分析了导水裂缝带发育特征,提出了“物探+钻探”的方式提前疏放导水裂缝带内含水层的控水采煤方法。研究结果表明,位于Ⅱ3特厚煤层上覆的Ⅱ2特厚煤层回采时,覆岩破坏呈现“阶梯式”垮塌特征,Ⅱ3特厚煤层顶分层回采时,在工作面初次来压后,覆岩呈现出与Ⅱ2-1煤层层间岩层同步协调弯曲下沉的现象;预计导水裂缝带未波及Ⅱ2-1煤层采空区,采用“音频电透视+瞬变电磁”探测得出一含、二含(1)的采空区的富水异常区,重点针对富水异常区进行钻孔探测,兼顾非富水异常区,最终实现了首采工作面的安全回采。 展开更多

关键词 弱固结地层 特厚煤层 多重含水层 覆岩破坏 水害防治

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特厚煤层综放工作面防冲煤柱宽度优化 被引量：5

11

作者 张拴才 孙振于 +2 位作者 张玉亮 苏仁元 巩思园 《煤炭工程》 北大核心 2020年第9期7-12,共6页

为研究强冲击倾向性特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度,对华亭煤矿250102工作面频发的冲击地压现象进行分析,发现250102工作面20m区段煤柱内存在着极易诱发冲击地压的应力条件,具有典型的煤柱型冲击地压特征。采用数值模拟和理论计算... 为研究强冲击倾向性特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度,对华亭煤矿250102工作面频发的冲击地压现象进行分析,发现250102工作面20m区段煤柱内存在着极易诱发冲击地压的应力条件,具有典型的煤柱型冲击地压特征。采用数值模拟和理论计算的方法对2501采区工作面区段煤柱合理宽度进行模拟计算。研究表明:当煤柱宽度为5m时,应力集中系数最低,为1.14,冲击危险程度较低;当煤柱宽度为20m时,应力集中系数达到最高,为3.40,冲击危险程度达到最大;当煤柱宽度为25m以上时,应力曲线由单峰转化为双峰,煤柱由小煤柱的屈服阶段进入到大煤柱的承载阶段,冲击危险程度在不断降低;理论计算得出适合2501采区工作面区段煤柱宽度为5.64m,与数值模拟结果较为吻合。2501采区后续工作面均采用6m宽的区段煤柱,经实践验证,该宽度的区段煤柱对华亭煤矿冲击地压的防治效果较好。 展开更多

关键词 特厚煤层 综放开采 防冲煤柱 强冲击倾向性

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深埋构造区实体煤巷道矿震机制及防治 被引量：2

12

作者 秦子晗 陈存强 +2 位作者 李福宏 张勇 杜涛涛 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期87-92,共6页

矿震作为矿井采掘活动中的常见动力现象,存在诱发冲击地压、破坏巷道、设备及造成人员伤亡的可能。为掌握深部矿井矿震发生规律及影响机制,并通过采取相应措施降低矿震对深部冲击地压矿井带来的威胁,以核桃峪煤矿大采深条件下的2804掘... 矿震作为矿井采掘活动中的常见动力现象,存在诱发冲击地压、破坏巷道、设备及造成人员伤亡的可能。为掌握深部矿井矿震发生规律及影响机制,并通过采取相应措施降低矿震对深部冲击地压矿井带来的威胁,以核桃峪煤矿大采深条件下的2804掘进工作面为工程背景,对千米采深条件下实体煤巷道掘进期间的矿震发生机制及防治技术进行了研究,通过微震监测和围岩变形监测,分析了巷道掘进期间的矿震响应特征,研究了深埋构造区实体煤巷道在卸荷作用下的矿震发生机制,并就矿震对冲击破坏的诱发过程进行了分析,进而采取相应的防治措施。研究结果表明:核桃峪矿掘进巷道在矿震能量达到104 J以上时,会发生轻度破坏;矿震源自地质构造高应力区掘进时发生卸荷作用,巷道围岩边界形成的高能量压降和高应力差促使围岩能量快速释放;矿震发生后震源本身造成围岩破裂,降低巷道抗冲击能力,且释放能量以矿震波形式向四周传播,在巷道极限平衡区能量叠加,达到其承载阈值时可诱发冲击破坏;针对现场掘进工作面,采用超前长距离钻孔卸压降低巷道开挖时的能量压降,大直径钻孔耗散围岩所积聚能量,同时增加帮锚索数量提高巷道破碎区抗冲击能力,保障工作面安全贯通。 展开更多

关键词 矿震 巷道破坏 围岩控制 冲击地压 深埋构造区

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孔隙砂岩电动化学注浆试验研究

13

作者 杨小全 李媛 +3 位作者 郑洁铭 周全超 谯贵川 李秀军 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期328-333,共6页

鄂尔多斯盆地南部诸多百万吨以上矿井,主采煤层为侏罗系延安组。由于煤层厚度大,煤层导水裂隙带高度导通了煤层上覆巨厚白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙含水层,造成矿井涌水量巨大,严重威胁矿井生产。为了对厚层顶板水进行有效控制,该地区开... 鄂尔多斯盆地南部诸多百万吨以上矿井,主采煤层为侏罗系延安组。由于煤层厚度大,煤层导水裂隙带高度导通了煤层上覆巨厚白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙含水层,造成矿井涌水量巨大,严重威胁矿井生产。为了对厚层顶板水进行有效控制,该地区开展了一系列顶板注浆堵水工程试验,但由于常规水泥注浆仅对较大裂隙填充效果明显,因此开发了电化学注浆试验加强对砂岩中微细孔隙裂隙的封堵效果。选取宁正矿区洛河组砂岩作为研究对象,利用河沙及水泥根据洛河组岩石类型比例制作了砂岩模型材料,采用CaCl_(2)和Na_(2)SiO_(3)浆液在砂岩模型材料中进行了2组电动化学注浆试验,浆液在阴极注入,各次注浆采用的电压均为40 V,浆液注入速度保持恒速,约10 mL/min,试验运行时间均超过了2 h。该试验验证了电动化学注浆在裂隙孔隙砂岩中的可行性。研究发现:相比胶体态的Na_(2)SiO_(3)浆液,溶液态的CaCl_(2)浆液更适宜应用在孔隙砂岩电动化学注浆过程中;CaCl_(2)溶液中的Ca^(2+)离子在电场作用下迁移发生化学反应,在砂岩微细孔隙中形成了胶体;单位体积CaCl_(2)溶液注浆需要的能耗为0.09(kW·h)/L;金属电极在注浆过程中损耗严重,且会对含水层造成Fe污染,未来需针对如何选择环境友好且损耗较小的电极开展研究。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地南部 顶板巨厚基岩水害 洛河组 孔隙砂岩 电动化学注浆

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基于GSL-YOLO模型的综放工作面混矸率检测方法 被引量：1

14

作者 王福奇 王志峰 +4 位作者 金建成 井庆贺 王耀辉 王大龙 汪义龙 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期59-65,137,共8页

针对现有基于深度学习的综放工作面混矸率检测方法在井下低照度、高粉尘、煤矸堆叠等复杂条件下存在煤矸识别精度低、分割效果差、模型参数量和运算量大、未实现混矸率的实时检测等问题,提出了一种基于GSL-YOLO模型的混矸率检测方法。GS... 针对现有基于深度学习的综放工作面混矸率检测方法在井下低照度、高粉尘、煤矸堆叠等复杂条件下存在煤矸识别精度低、分割效果差、模型参数量和运算量大、未实现混矸率的实时检测等问题,提出了一种基于GSL-YOLO模型的混矸率检测方法。GSL-YOLO模型在YOLOv8-seg的基础上进行以下改进:在主干网络中引入全局注意力机制(GAM),通过减少信息弥散和放大全局交互表示提高模型特征提取能力;选用具有高效局部聚合网络的空间金字塔池化(SPPELAN)模块,提升模型处理不同尺寸目标时的检测性能;采用轻量级非对称多级压缩检测头(LADH),降低模型的训练难度,同时提高推理速度。提出了一种基于类别分割掩码的混矸率计算方法,该方法基于煤流图像处理结果中的分割掩码信息,计算其中矸石的像素面积与总像素面积的比值,作为瞬时混矸率。实验结果表明:(1)GSL-YOLO模型的m AP@0.5∶0.95达96.1%,比YOLOv8-seg模型提高了0.8%。(2)GSL-YOLO模型的参数量为2.9×10^(6)个,浮点运算次数为11.4×10^(9),模型权重为6.0MiB,比YOLOv8-seg模型分别降低了12.1%,5.8%,11.8%,实现了模型的轻量化。(3)GSL-YOLO模型在测试集上的帧率为12帧/s,基本满足实时检测要求。(4)与YOLO系列模型相比,GSL-YOLO模型分割效果最好,检测精度最高,参数量和运算量较少,综合性能最佳。(5)基于截取的综放工作面后部刮板输送机上煤流视频中的3帧图像,计算了瞬时混矸率,结果表明,提出的混矸率计算方法基本实现了综放工作面混矸率的实时计算。 展开更多

关键词 智能放煤 煤矸识别 混矸率检测 YOLOv8-seg 图像分割 全局注意力机制 非对称检测头

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基于组合赋权法的洛河组含水层富水性评价 被引量：2

15

作者 梁戈龙 万宝 +5 位作者 冯来宏 张瑞 焦建军 侯丽丽 李媛 顾雷雨 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期201-210,共10页

核桃峪井田生产能力大、煤层分布稳定,煤层顶板的厚层洛河组砂岩含水层是主要充水含水层。随着开采程度加深,导水裂隙带导通上覆含水层富水区域,发生煤层顶板水害,威胁矿井安全生产。因此,煤层顶板含水层的富水性评价是顶板水害防治的基... 核桃峪井田生产能力大、煤层分布稳定,煤层顶板的厚层洛河组砂岩含水层是主要充水含水层。随着开采程度加深,导水裂隙带导通上覆含水层富水区域,发生煤层顶板水害,威胁矿井安全生产。因此,煤层顶板含水层的富水性评价是顶板水害防治的基础,查清顶板含水层富水性分布规律对煤矿的安全开采尤为重要。以核桃峪井田首采区煤层顶板洛河组含水层富水性为研究目标,基于研究区的钻孔数据等井田资料,确定了含水层厚度、岩心采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量、渗透系数和单位涌水量等6个影响含水层富水性的主控因素。运用基于层次分析法(AHP)和CRITIC法分别计算指标的主观权重和客观权重,运用组合赋权法求取指标综合权重,各指标综合权重分别为0.1707、0.2078、0.0976、0.1171、0.1465、0.2603;运用基于FDAHP-独立权系数法确定含水层厚度、岩芯采取率、脆塑性岩厚度比、冲洗液消耗量等4个主控因素的权重分别是0.1675、0.3120、0.2575、0.2630。引入富水性指数研究,分别提出研究区不同方法下的含水层富水性指数模型,并对煤层顶板洛河组含水层进行富水性分区与评价。结果表明:基于AHP-CRITIC法和指标较少时的FDAHP-独立权系数法的含水层富水性区域分布不均,整体变化趋势一致,具有西强东弱的特征。对于中西部地区存在大面积较强富水区,西部的强富水区以及局部强富水点位开采时需要重点防治,提前做好探放水工作。 展开更多

关键词 核桃峪井田首采区 洛河组含水层 组合赋权法 独立权系数法 富水性分区与评价

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纵轴式掘进机行驶性能及履带力学特性研究

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作者 井庆贺 刘杰 +3 位作者 孟鹏飞 肖运智 王福奇 王彬 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第5期588-593,共6页

为提高纵轴式掘进机在巷道内的行驶性能,以天河科技EBZ200M-4型掘进机为研究对象,分析履带板与底板之间的力学性能,并结合EDEM、RecurDyn和Ansys软件对其行驶性能与履带力学特性进行仿真分析。结果表明:由于两侧履带张紧力不同,掘进机在... 为提高纵轴式掘进机在巷道内的行驶性能,以天河科技EBZ200M-4型掘进机为研究对象,分析履带板与底板之间的力学性能,并结合EDEM、RecurDyn和Ansys软件对其行驶性能与履带力学特性进行仿真分析。结果表明:由于两侧履带张紧力不同,掘进机在3 mm颗粒模型行驶向左侧偏移,在5和7 mm颗粒模型行驶向右偏移,但行驶偏移量范围均在5~6 mm之间,相差不大。掘进机在7 mm颗粒模型的下沉量最小,为16 mm。C型履带板沉陷量为14.6 mm,侧向载荷标准差为138.3 N,相比于传统A型履带板抗侧滑能力提升了22.1%,应力最大值为79.9 MPa,平均值为2.8 MPa,变形最大值为0.027 mm,平均值为0.006 5 mm。由此可知,掘进机在颗粒尺寸为7 mm模型下的行驶性能最佳,且将传统A型履带板更改为C型履带板后可进一步提高掘进机的行驶性能,为其性能优化提供一定参考。 展开更多

关键词 纵轴式掘进机 行驶性能 DEM-MBD耦合

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轴向冲击荷载下锚索动力响应特征试验研究 被引量：4

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作者 程利兴 郭洁 +8 位作者 高斌 周翔 李灵博 高健勋 李永元 李靖宇 李义朝 汪占领 周鹏赫 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第4期31-39,共9页

为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲... 为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲线、冲击力-变形曲线、锚索冲击变形以及吸收能量的特征曲线。结果表明:静载拉伸破断载荷为350.83~356.81 kN,平均延伸率3.49%,冲击载荷作用下锚索承受的冲击力明显大于静载破断载荷,而延伸率明显降低,平均最大降低35.24%,锚索脆性破坏特征突出;锚索变形-冲击力曲线变化过程分为初期震荡阶段、急剧增长阶段以及弹性回弹等3个阶段,冲击能量小于15000 J时,锚索主要发生弹性变形,锚索冲击力时程曲线峰值点与冲击能量峰值点基本一致,随着冲击能量的逐渐增大,锚索冲击力峰值也逐渐增大,在急剧增长阶段震荡型增长趋势较显著;冲击能量大于等于15000 J时,冲击能量未达到峰值前,锚索即发生破坏,随着冲击能量的增大,锚索塑性变形变化突出,冲击动能向锚索变形能转化,锚索吸收能量与塑性变形基本成正比。通过对锚索冲击载荷下的力学响应特征分析,可为冲击地压矿井的巷道支护设计和材料选取提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 冲击地压 锚索 冲击载荷 落锤试验 响应特征

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无反复支撑超前支护智能控制系统 被引量：3

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作者 韩哲 徐元强 +10 位作者 张德生 赵全文 杜明 李慧 周杰 张帅 刘杰 高健勋 温存宝 周翔 赵凯 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第4期141-146,152,共7页

针对无反复支撑超前支护装备在空间小、震动大、电磁干扰严重的环境下传感技术水平低、运动控制不精准、作业流程复杂的问题,提出一种无反复支撑超前支护智能控制系统。无反复支撑超前支护工艺的被控需求:具备姿态、障碍物、位置等周边... 针对无反复支撑超前支护装备在空间小、震动大、电磁干扰严重的环境下传感技术水平低、运动控制不精准、作业流程复杂的问题,提出一种无反复支撑超前支护智能控制系统。无反复支撑超前支护工艺的被控需求:具备姿态、障碍物、位置等周边环境信息检测技术手段;具备自适应、自调整、自决策的控制方法;具备快速、平稳、精准的执行部件。根据上述需求,提出智能控制系统的3项关键技术:智能感知、逻辑控制、执行。基于无反复支撑超前支护智能控制系统的控制功能和任务流程,提出了系统总体架构;基于姿态、障碍物识别、压力及位置和速度信息的多传感融合技术手段,提出了多工况运动控制策略。研制了运输巷超前支护“转-运-支”一体样机,并进行地面测试,测试结果表明:无反复支撑超前支护智能控制系统可实现支架中心点及障碍物视觉识别、支架搬运小车自动行走及行程判断、支架自动偏移及旋转、支架自动抓取及升降功能;视觉识别传感器可实现支架架号编码识别、支架姿态、支护区域决策功能;实现了“行—抓—降—转—行—转—升—松—降”自动化作业流程,能够达到应用要求。 展开更多

关键词 综采工作面超前支护 无反复支撑 智能控制 多融合感知 智能感知

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基于“源-径-受体”的高盐水灌注对地下水环境影响预测评价 被引量：2

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作者 梁戈龙 刘玲 +3 位作者 焦建军 顾雷雨 李继升 杜松 《煤炭工程》 北大核心 2023年第S01期155-161,共7页

深井灌注技术将在煤矿废水的处理中发挥越来越重要的作用,其对地下水环境影响的预测评价不可或缺,现有研究对地下水下游敏感受体的风险管理尚不够明确。基于此,以核桃峪煤矿矿井高盐废水和灌注井周边区域为研究对象,建立了基于“污染源... 深井灌注技术将在煤矿废水的处理中发挥越来越重要的作用,其对地下水环境影响的预测评价不可或缺,现有研究对地下水下游敏感受体的风险管理尚不够明确。基于此,以核桃峪煤矿矿井高盐废水和灌注井周边区域为研究对象,建立了基于“污染源-迁移途径-敏感受体”模型的地下水环境影响评价体系,指标主要包括了污染源、迁移途径和敏感受体三个部分,引入了地下水水质恶化对下游敏感受体的影响,考虑了地下水运移的全过程。结果表明:即使当灌注过程出现多处泄漏时,地下水污染风险评分为3.875,属于低风险。可见,无论正常灌注还是泄漏的状况,均不会对地下水环境保护目标造成影响。综合而言,研究提出的方法能够对高盐废水深部灌注对天然地下水水质的影响进行系统的风险评估,有助于相关工作者确定地下水水质恶化对周围生态环境和人体健康整体的危害,制定更科学、有效的场地应对措施。 展开更多

关键词 高盐水 深部灌注 污染源 迁移途径 敏感受体 地下水环境影响评价

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搭接长度对钢丝绳芯输送带接头承载能力影响的数值模拟 被引量：1

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作者 井庆贺 曹富荣 +6 位作者 葛伦贵 王耀辉 胡兵 李靖宇 张笃学 于忠升 陈杰 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第12期121-129,共9页

输送带接头区域钢丝绳的抽出力是衡量接头承载能力的重要指标。目前针对钢丝绳芯输送带接头的研究主要集中在接头的结构参数、硫化工艺及胶料的粘合性能,并没有指出搭接长度对接头承载能力的影响。为研究搭接长度对钢丝绳芯输送带接头... 输送带接头区域钢丝绳的抽出力是衡量接头承载能力的重要指标。目前针对钢丝绳芯输送带接头的研究主要集中在接头的结构参数、硫化工艺及胶料的粘合性能,并没有指出搭接长度对接头承载能力的影响。为研究搭接长度对钢丝绳芯输送带接头承载能力的影响,以st1250型钢丝绳芯输送带为研究对象,取输送带接头处单根钢丝绳部分建立接头模型,采用双线型内聚力模型模拟钢丝绳与橡胶的胶接状态,并通过切向拉剪试验与法向拉伸试验获得模型参数。将双线型内聚力模型与钢丝绳-橡胶接触界面相结合,对接头单根钢丝绳从橡胶中脱粘抽出的损伤演化过程进行仿真分析,发现接头损伤演化过程分为线性加载、损伤萌生、损伤扩展与完全失效4个阶段,且接头损伤失效曲线与双线型内聚力模型牵引力-位移曲线具有较好的一致性,验证了双线型内聚力模型可较好地模拟钢丝绳芯输送带接头损伤失效过程。对不同搭接长度的接头模型进行了仿真,得出搭接长度为350~750 mm时,随着搭接长度增大,接头刚度总体呈非线性增大,接头橡胶所受最大剪应力呈递减趋势,从而确定了接头搭接长度范围应控制在350~750 mm。对不同钢丝绳直径下搭接长度对接头承载能力的影响进行了仿真,结果表明:钢丝绳抽出力随搭接长度增大总体呈非线性递增;钢丝绳直径越大,接头钢丝绳抽出力随搭接长度增大的涨幅越大。拟合得到了不同钢丝绳直径下接头搭接长度与单根钢丝绳抽出力之间的函数关系,为不同承载能力要求下接头搭接长度的合理化选择提供了理论依据。 展开更多

关键词 钢丝绳芯输送带 接头 搭接长度 承载能力 内聚力模型 抽出力

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