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燕麦籽粒四种矿质元素含量与其在土壤中有效态含量的相关性分析 被引量：1
1
作者 祝天天 贺鹏 +2 位作者 李军辉 安桦 杨珍平 《麦类作物学报》 北大核心 2025年第4期502-509,共8页
为探究Zn(锌)、Fe(铁)、Ca(钙)、B(硼)4种矿质元素在燕麦籽粒中的含量与其在土壤中的有效态含量的相关性,在山西省燕麦种植面积较大的3个区县(朔州市平鲁区、右玉县和大同市左云县),选取了240个村庄的332个点位,采集耕层土壤,并收集其... 为探究Zn(锌)、Fe(铁)、Ca(钙)、B(硼)4种矿质元素在燕麦籽粒中的含量与其在土壤中的有效态含量的相关性,在山西省燕麦种植面积较大的3个区县(朔州市平鲁区、右玉县和大同市左云县),选取了240个村庄的332个点位,采集耕层土壤,并收集其上种植收获的燕麦籽粒样品,检测4种元素在土壤中的有效态含量和在燕麦籽粒中的含量,并分析二者的相关性。结果表明:(1)4种元素在3个生产区土壤中的有效态含量表现为Ca>Fe>Zn>B,且Ca含量属于高水平,Fe、Zn、B含量属于中等或低水平;在同一区县不同采样点间,土壤有效Zn含量差异较大,有效Ca含量差异较小,另两种元素含量的差异性介于二者之间。(2)4种元素在燕麦籽粒中的平均积累量为Ca>Fe>B>Zn,与其他学者的研究结果相比,Fe与Zn的平均含量相对较低,Ca的平均含量相对较高;同一区县不同采样点间,燕麦籽粒中B积累量差异较大,Zn积累量差异较小,Fe、Ca积累量差异居中。(3)经相关分析,土壤中有效态Zn、Fe、B含量间存在显著正相关关系(P<0.05),三种元素含量与Ca含量的相关程度存在地区差异;燕麦籽粒中Zn、Fe、B含量与Ca的积累量呈正相关;4种元素在燕麦籽粒中的积累量与其在土壤中的有效态含量的相关性在三个县区表现不一,其中在土壤有效态含量尤其Ca含量相对较高的右玉县,燕麦籽粒Zn含量与土壤有效态Zn、Ca、B含量均呈显著正相关。综上,本试验所在燕麦生产区,土壤有效态Fe、Zn、B含量与燕麦籽粒中Fe、Zn、B含量均有提升空间;钙质土壤区适当降低土壤有效态Ca含量有助于促进燕麦籽粒Ca积累。 展开更多
关键词 燕麦 中微量元素 有效态含量 籽粒矿质元素 相关性分析
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坚硬顶板特厚冲击煤层智能高效安全开采关键技术
2
作者 于斌 孟祥斌 +6 位作者 邰阳 尚子榆 彭明贤 匡铁军 郭飞龙 李东印 王世博 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期245-263,共19页
针对坚硬顶板特厚冲击煤层难以实现源头消冲和高效开采的难题,首先开发了坚硬顶板特厚冲击煤层安全开采保障技术,为智能放煤高效开采创造了有利环境;在此基础上攻克智能放煤技术瓶颈,形成了坚硬顶板特厚冲击煤层智能高效开采技术,具体... 针对坚硬顶板特厚冲击煤层难以实现源头消冲和高效开采的难题,首先开发了坚硬顶板特厚冲击煤层安全开采保障技术,为智能放煤高效开采创造了有利环境;在此基础上攻克智能放煤技术瓶颈,形成了坚硬顶板特厚冲击煤层智能高效开采技术,具体研究过程如下:在坚硬顶板特厚冲击煤层安全开采保障技术方面,采用Timoshenko梁理论建立了坚硬顶板周期破断弹性能集聚模型,分析了不同单轴抗拉强度下顶板能量密度分布规律,揭示了基于地面预制人工缝网的坚硬顶板特厚冲击煤层超前消冲机理,据此开发了地面水平井压裂技术和地面液体炸药爆破技术,形成了基于地面预制人工缝网的超前消冲技术;采用Reissner中厚板理论建立了坚硬顶板切顶前后的初次破断力学模型,分析了人工定向裂缝对顶板弹性能密度和煤体静载增量的影响规律,揭示了基于井下人工定向造缝的坚硬顶板特厚冲击煤层超前消冲机理,发明了复合爆破定向造缝技术,形成了基于井下人工造缝的超前消冲技术。在坚硬顶板特厚冲击煤层智能高效开采技术方面,发明了顶煤厚度雷达在线探测技术、基于近红外光谱的煤矸识别技术、基于振动特征辨识的煤矸识别技术、基于音频的煤矸识别技术和基于激光三维扫描的放煤量实时监测技术,形成了特厚煤层智能感知与识别技术;建立了智能综放工作面“人-机-环”多源信息数据库,开发了特厚煤层综放工作面采放协调决策模型,发明了智能放煤模式与工艺智能决策技术,形成了智能放煤模式与工艺智能决策技术;开发了智能综放工作面三机位姿高精度惯导检测与控制技术,建成了智能综放远程通信及综合控制平台,形成了特厚煤层远程放顶煤智能控制技术。基于以上研究得出:①当抗拉强度分别为0.76、1.57、2.68、3.95和5.68 MPa时,坚硬顶板对应的弹性能密度峰值分别为6.5、25.4、71.6、168.2和340.1 kJ/m,弹性能密度峰值U_(max)^(e)与坚硬顶板抗拉强度σ_(0)呈现二次函数关系,具体关系为U_(max)^(e)=10.715σ_(0)^(2)-0.718σ_(0)。②定向人工裂缝改变的坚硬顶板的边界条件,以兖矿能源集团103_(上)02工作面为例,理论上人工缝网使得工作面砂岩层的初次破断步距从250 m减小为123 m。③基于地面预制人工缝网的超前消冲机理:大量人工缝网在岩层中形成结构弱面,有效降低了坚硬顶板弹性能集聚量,削弱顶板破断产生的矿震强度,从而控制了工作面及巷道内的冲击地压;基于井下人工定向裂缝的超前消除机理:定向裂缝能降低甚至消除坚硬顶板在巷道附近的弹性能,同时减小切顶侧的静载增量,从而控制了巷道内的冲击地压。 展开更多
关键词 坚硬顶板 冲击地压 智能识别与控制 源头消冲 地面压裂
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特厚煤层动压沿空巷道非对称底鼓机理及控制
3
作者 张琪 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期44-53,共10页
针对采掘关系紧张导致多重采动压力影响下特厚煤层沿空巷道底板非对称破坏问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场工业化试验等手段以5209回风巷道为研究对象对巷道非对称底鼓产生的机理和控制对策开展研究。通过力学分析得出巷... 针对采掘关系紧张导致多重采动压力影响下特厚煤层沿空巷道底板非对称破坏问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场工业化试验等手段以5209回风巷道为研究对象对巷道非对称底鼓产生的机理和控制对策开展研究。通过力学分析得出巷道掘进期间两侧垂直应力及上工作面回采后侧向垂直应力计算公式,结合工作面回采数值模拟分析阐明了巷道非对称底鼓产生机理,结果表明:掘巷及工作面回采引起的应力叠加使得巷道煤柱侧应力大于实体煤侧,应力的非对称分布造成了巷道底板非对称变形;数值模拟掘巷时巷道底板位移曲线呈对称分布,底板最大位移量为29 mm,上工作面回采时底板变形呈非对称分布,巷道左侧底板距中轴线0.5 m处位移量最大,峰值位移为593 mm,随着上工作面开采巷道塑性区范围逐渐扩大,底板破坏时深度为5.5 m;依据顶帮底协同控制原则提出“起底+锚索支护+混凝土硬化”底鼓联合控制方案,并成功应用于现场实践。 展开更多
关键词 特厚煤层 沿空巷道 底鼓机理 联合支护 围岩控制
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千万吨级综放工作面智能化放煤理论及关键技术 被引量：4
4
作者 于斌 邰阳 +5 位作者 徐刚 李勇 李东印 王世博 匡铁军 孟二存 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期48-67,共20页
针对综采放顶煤工作面在智能放煤理论、智能感知与识别关键技术、智能放煤综合决策技术和远程放顶煤智能控制技术方面存在的问题,依托“十三五”国家重点研发计划——千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术及示范,开展了千万吨级综放... 针对综采放顶煤工作面在智能放煤理论、智能感知与识别关键技术、智能放煤综合决策技术和远程放顶煤智能控制技术方面存在的问题,依托“十三五”国家重点研发计划——千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术及示范,开展了千万吨级综放工作面智能化放煤理论及关键技术研究,取得如下成果:(1)开展了顶板顶煤组合体压缩试验、煤岩组合体破碎块度分布试验和不同顶板-顶煤条件下综放开采放煤相似模拟试验,阐明了顶板顶煤的破碎-运移的相互作用过程;开发了采空区三维激光空间探测技术,证明了群组放煤过程中顶煤“面接触块体成拱现象;开展以采放协调、高回收率、低含矸率为约束条件的特厚煤层多口群组智能放煤数值模拟,确定了群组放煤口数量;综上,为智能放煤工艺优化提供了可靠理论基础。(2)对工作面煤矸地质信息及物性特征、顶煤放落过程全周期感知要素进行探索研究,形成了包含“顶煤厚度在线探测-煤矸精准识别-煤流动态测量”的综合感知技术体系,为智能化放煤决策技术提供了充分的数据信息支撑。(3)建立了综放面“人-机-环”多源信息数据库,构建了基于采放时间协调、采放空间协调、采放运能协调的特厚煤层综放面采放协调决策模型,开发了基于Q-learning算法的智能放煤决策软件,形成了基于煤矸识别、顶煤厚度探测和过煤量监测感知,结合煤矸运移时序特征和经验数据的人工智能决策技术。(4)研发了智能综放面三机位姿高精度惯导监测与控制技术,实现了采煤机、液压支架、刮板输送机的实时定位、姿态监测及动作控制;开发了智能化矿山融合通信调度系统,构建了智能综放远程综合控制平台,成功实现了“远程一键启动”模式的智能放煤。(5)在塔山矿8222工作面,开展了基于探地雷达的顶煤厚度在线探测技术、融合振动-音频-高光谱的煤矸精准识别技术、基于激光三维扫描的放煤量实时监测技术和综放工作面智能化放煤决策软件的应用,现场顶煤厚度探测、混矸率和放煤量的误差分别控制在10.71%、9.32%和7.8%以内,平均每个放煤循环节省时间约30 min,实现了年产1500万t的综放工作面智能高效放煤。 展开更多
关键词 特厚煤层 智能化 煤矸石识别 综合决策 远程控制
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复杂环境下煤矿井下胶带运输异物在线检测算法优化与分析 被引量：4
5
作者 高敏 李玲 +2 位作者 张辉 曹意宏 叶贵川 《煤炭工程》 北大核心 2024年第6期174-180,共7页
为解决煤矿井下胶带异物检测受煤尘干扰、光线不均、胶带高速运动造成传统检测算法精度低等问题,文章基于YOLOv7对矿井胶带异物检测算法进行优化。首先,通过自适应对比度增强算法,强化胶带监控图像对比度,提高目标图像轮廓清晰度;其次,... 为解决煤矿井下胶带异物检测受煤尘干扰、光线不均、胶带高速运动造成传统检测算法精度低等问题,文章基于YOLOv7对矿井胶带异物检测算法进行优化。首先,通过自适应对比度增强算法,强化胶带监控图像对比度,提高目标图像轮廓清晰度;其次,在主干提取网络中提出多尺度混合残差注意力机制,增强YOLOv7对异物特征提取能力与对背景干扰能力;最后,采用加权双向特征金字塔网络与4检测头输出模型预测结果,提升网络对不同尺寸异物检测效率。通过实验可得,改进后的YOLOv7模型对井下胶带异物识别精度和速度优于YOLOv5、YOLOv7,对井下胶带异物识别精度和识别速度分别为93.6%、26 f/s。识别平均准确率相较于YOLOv5模型、YOLOv7模型分别提高了3.9%,3.1%;平均召回率分别提高了4.1%,3.4%;检测时间分别有0.009 s, 0.005 s的提升。 展开更多
关键词 异物检测 YOLOv7 注意力机制 小目标检测 TensorRT
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窄煤柱沿空掘巷非对称支护力学特征与支护参数研究 被引量：7
6
作者 段计伟 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期147-153,160,共8页
为了研究窄煤柱沿空掘巷非对称支护下围岩变形与应力分布特征,采用理论分析方法,研究窄煤柱沿空巷道对称支护与非对称支护力学机理;基于马道头煤矿现场工程实践,采用数值模拟与工程效验方法,研究非对称支护下巷道围岩力学特征与稳定性... 为了研究窄煤柱沿空掘巷非对称支护下围岩变形与应力分布特征,采用理论分析方法,研究窄煤柱沿空巷道对称支护与非对称支护力学机理;基于马道头煤矿现场工程实践,采用数值模拟与工程效验方法,研究非对称支护下巷道围岩力学特征与稳定性。理论分析结果表明,非对称支护可有效降低巷道顶板弯矩,减小巷道顶底板与两帮变形量。模拟结果表明,煤柱内部压应力增高区与弹性核区保障了煤柱承载性能。现场实测结果表明,采用“锚索+槽型钢”非对称支护,巷道顶板、窄煤柱侧巷帮与实体煤侧巷帮最大变形量分别为100、79、62 mm,巷道松动圈与裂隙发育处于中等水平。 展开更多
关键词 窄煤柱 沿空掘巷 非对称支护 围岩稳定 力学特征
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基于数字孪生的液压支架群跟机工艺虚拟调试方法 被引量：6
7
作者 李娟莉 郭清杰 +2 位作者 高波 边强 王冬波 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期197-205,共9页
针对物理综采工作面“三机”跟机自动化工艺参数调试周期长,费用成本高,以及工作环境搭建困难等问题,基于数字孪生技术,研究了液压支架群跟机行为工艺虚拟调试关键技术。首先基于现代建模技术构建了1∶1构综采“三机”孪生体,利用虚拟... 针对物理综采工作面“三机”跟机自动化工艺参数调试周期长,费用成本高,以及工作环境搭建困难等问题,基于数字孪生技术,研究了液压支架群跟机行为工艺虚拟调试关键技术。首先基于现代建模技术构建了1∶1构综采“三机”孪生体,利用虚拟现实引擎对综采“三机”运动单元进行了虚拟重构和虚拟仿真;然后基于现代设计理论,依据“三机”协同原则实现了跟机自动化过程中的不同参数配置,建立了采煤工艺的支架行为工艺决策模型和支运装备直线度协同控制模型,并在虚拟场景中对决策模型进行预演;最后利用TCP协议建立了虚实交互通道,通过半实物仿真试验对决策模型进行了验证。结果表明:虚拟场景在执行采煤工艺时可对物理工作面场景进行精准复现,通过支架群行为决策模型可提前对液压支架工艺行为进行决策规划,通过反向控制试验可对支架控制器进行实时虚实交互,有望克服井下调试环境阻碍,对综采“三机”电液控程序的合理制定与修正提供参考价值。 展开更多
关键词 虚拟现实 虚拟调试 液压支架群 “三机”协同 行为决策
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基于灰色关联分析法的煤矿顶板事故研究及防治 被引量：1
8
作者 赵丽娟 李迎 +7 位作者 吕文陵 于振建 王新贵 郝海春 杨本高 高明忠 池明波 段宏飞 《矿业安全与环保》 北大核心 2024年第6期54-62,共9页
统计分析了2018—2022年顶板事故在全国煤矿事故中的占比、顶板事故的百万吨死亡率,以及不同事故等级、不同类型煤企、不同作业场所及作业时间的顶板事故发生情况,并对顶板事故的诱发因素进行分析。采用灰色关联分析法对顶板事故的诱发... 统计分析了2018—2022年顶板事故在全国煤矿事故中的占比、顶板事故的百万吨死亡率,以及不同事故等级、不同类型煤企、不同作业场所及作业时间的顶板事故发生情况,并对顶板事故的诱发因素进行分析。采用灰色关联分析法对顶板事故的诱发因素、发生的作业场所、发生的作业时间与顶板事故发生数量之间的关系进行分析,探究系统内部因素之间的强弱程度,揭示影响煤矿顶板事故发生的主要因素,并提出相应的防治对策。结果表明,2018—2022年,全国煤矿顶板事故得到了有效控制,但顶板事故在全国煤矿安全事故中占比仍然较大,呈多发趋势,特大事故也时有发生,民营企业煤矿顶板事故数量居高不下;采用灰色关联法分析得到违规作业是导致顶板事故发生的最主要因素,采掘工作面是顶板事故发生的最主要作业场所,20:00—22:00是顶板事故发生的最主要作业时间段。 展开更多
关键词 煤矿 顶板事故 统计分析 诱发因素 灰色关联分析 防治对策
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数字孪生驱动的综采装备虚拟生产关键技术与系统 被引量：5
9
作者 朱怀森 杜文勇 +2 位作者 李娟莉 陈思远 王鑫 《煤炭工程》 北大核心 2024年第1期156-161,共6页
为提升煤矿井下综采工作面智能化水平,研究了基于数字孪生和虚拟现实的综采装备虚拟生产关键技术,构建了数字孪生驱动的综采装备虚拟生产系统。该系统基于综采装备动态仿真技术和综采工作面离线仿真技术,以及基于数据驱动的虚实双向交... 为提升煤矿井下综采工作面智能化水平,研究了基于数字孪生和虚拟现实的综采装备虚拟生产关键技术,构建了数字孪生驱动的综采装备虚拟生产系统。该系统基于综采装备动态仿真技术和综采工作面离线仿真技术,以及基于数据驱动的虚实双向交互映射技术与虚拟监测技术,构建了综采工作面离线仿真系统和半实物仿真系统。将上述虚拟综采工作面离线仿真系统和综采工作面半实物仿真系统集成为数字孪生驱动的综采装备虚拟生产系统并进行了测试,结果表明:所构建的虚拟工作面离线仿真系统能够实现对物理工作面准确与可靠的孪生仿真,综采工作面半实物仿真系统能够使虚拟液压支架准确执行所下发的动作。综采装备虚拟生产关键技术与系统的应用有望为煤矿井下综采设备的智能监测与运行方式提供新思路,为煤矿井下提高生产效率、降低生产成本、降低事故风险等方面带来积极的影响。 展开更多
关键词 综采工作面 数字孪生 虚拟现实 半实物仿真 虚实映射
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超声空化诱导煤微观孔隙损伤的原位测试技术研究 被引量：2
10
作者 李傲 王玉娟 +3 位作者 郭晓阳 邓存宝 李岩峰 徐家骅 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第8期30-35,共6页
为促进超声波激励煤层瓦斯促抽技术的实际应用,深入探索超声空化损伤煤孔隙的科学内涵,该实验借助自主研发的煤孔隙超声空化损伤致裂实验系统和原位X射线纳米CT扫描技术,测试不同超声空化条件下煤孔隙结构变化,研究煤微观孔隙系统损伤... 为促进超声波激励煤层瓦斯促抽技术的实际应用,深入探索超声空化损伤煤孔隙的科学内涵,该实验借助自主研发的煤孔隙超声空化损伤致裂实验系统和原位X射线纳米CT扫描技术,测试不同超声空化条件下煤孔隙结构变化,研究煤微观孔隙系统损伤的超声空化诱导机理。实验结果表明:超声空化效应能够使狭缝孔隙形态向球型转变(转变率超20%),有效改善煤微观孔隙空间结构,连通孔隙团体积能得到提升。此外,超声空化效应能增加直径小于6 nm的喉道尺寸,主要诱导原始小尺寸孤立孔隙与连通孔隙团沟通,还可诱导非连通微观孔隙相互连接,以增强煤微观孔隙拓扑结构。超声空化对于提升煤体渗透性和促进瓦斯抽采具有很大的实际应用价值。 展开更多
关键词 超声空化 煤微观孔隙 无损检测 原位测试 孔隙损伤
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基于FLAC^(3D)-COMSOL序贯耦合的钻割煤体三维卸压瓦斯流场数值分析 被引量：3
11
作者 张浩 郭军伟 +4 位作者 王穗芳 范楠 杨淑晴 常家美 雷倩茹 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期478-489,共12页
水力割缝技术通过高压水射流在煤层中构建人工裂隙,可实现低渗煤层的区域性卸荷增透和瓦斯高效抽采。然而,经典的COMSOL软件难以对钻割煤体的三维卸压瓦斯流场进行解算,严重制约了水力割缝技术的工程应用。鉴于此,采用FLAC3D-COMSOL序... 水力割缝技术通过高压水射流在煤层中构建人工裂隙,可实现低渗煤层的区域性卸荷增透和瓦斯高效抽采。然而,经典的COMSOL软件难以对钻割煤体的三维卸压瓦斯流场进行解算,严重制约了水力割缝技术的工程应用。鉴于此,采用FLAC3D-COMSOL序贯耦合的数值解算方法,以中厚煤层钻割卸荷增透为例,对不同割缝半径、割缝厚度、埋深和割缝方式下钻割煤体的三维卸压瓦斯流场进行了数值分析。结果表明:水力割缝过程中,钻割煤体发生了卸荷损伤,形成了较大范围的圆台形塑性损伤区,煤体渗透率可大幅提高2~3个数量级;随着割缝半径和割缝厚度的增加,煤体的增透范围和瓦斯抽采半径逐渐增大,但在相同出煤量情况下增加割缝半径更有利于中厚煤层的卸荷增透和瓦斯抽采;深部高地应力环境导致煤层初始渗透率下降,但也可提高钻割煤体的增透范围和增透幅度,因此钻孔早期瓦斯抽采效果好,后期抽采效果差,在抽采过程中应尽量增加钻孔密度,缩短抽采周期;割缝方式对中厚煤层的整体卸压瓦斯抽采效果具有显著影响,单缝钻孔平行布置情况下煤层卸压瓦斯抽采效果最好,单缝交错布置情况下次之,而双缝间隔布置情况下最差。 展开更多
关键词 低透煤层 水力割缝 卸荷损伤 瓦斯抽采
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中西药组方治疗煤工尘肺46例胸部数字化摄影(DR)影像学追踪观察
12
作者 刘玉慧 李静 +3 位作者 赵胜伟 徐辉 丁冉 赵金垣 《中国防痨杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期165-167,共3页
目的:探讨中西药联合组方治疗煤工尘肺胸部数字化摄影(DR)影像观察。方法:筛选晋能控股煤业集团有限公司职业病防治院诊断并符合中华人民共和国职业卫生标准GBZ 70《职业性煤工尘肺的诊断》的煤工尘肺患者分别纳入治疗组46例(Ⅱ期22例,... 目的:探讨中西药联合组方治疗煤工尘肺胸部数字化摄影(DR)影像观察。方法:筛选晋能控股煤业集团有限公司职业病防治院诊断并符合中华人民共和国职业卫生标准GBZ 70《职业性煤工尘肺的诊断》的煤工尘肺患者分别纳入治疗组46例(Ⅱ期22例,Ⅲ期24例),给予中西药联合组方治疗;纳入对照组56例(Ⅱ期35例,Ⅲ期21例)给予常规消炎、止咳、平喘、对症治疗;每年均采用胸部数字化摄影(DR)进行一次影像学检查,观察两组患者胸部X线片变化,进而判断中西药联合组方治疗煤工尘肺后的影像学观察。治疗方法:对照组主要采用支气管扩张剂、氧疗等常规抗炎、止咳、平喘治疗。治疗组给患者使用拜阿司匹林肠溶片(片)、维生素C(片)、维生素E(胶丸)、乙酰半胱氨酸(胶囊)、通心络(胶囊)、银杏叶(片)、血塞通(胶丸)、汉防己甲素(片)。结果:与对照组比较,治疗1年、治疗2年、治疗3年后煤工尘肺Ⅱ期、Ⅲ期患者胸部影像学疗效明显,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:中西药联合治疗煤工尘肺对改善煤工尘肺患者的胸部影像表现效果明显。 展开更多
关键词 尘肺 体层摄影术 X线 肺纤维化
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基于CNN_BiLSTM的矿井瓦斯涌出量预测模型 被引量：1
13
作者 解恒星 张雄 +4 位作者 董锦洋 刘晓东 姚小兵 毕振彪 李磊 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期53-59,共7页
为了实现对瓦斯涌出量准确预测,从而有效预防瓦斯灾害。提出1种结合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)的瓦斯涌出量预测模型,采用CNN在时间序列上提... 为了实现对瓦斯涌出量准确预测,从而有效预防瓦斯灾害。提出1种结合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)的瓦斯涌出量预测模型,采用CNN在时间序列上提取瓦斯涌出量及其影响因素的局部关键特征,有效捕捉数据的局部时序相关性;BiLSTM模型利用这些特征,通过其前向和后向处理能力,全面捕捉时间序列中长期依赖性和复杂模式。研究结果表明:该模型预测准确率达93.6%,均方误差显著低于CNN、BPNN、LSTM、BiLSTM、CNN_LSTM、CNN_BiLSTM 6个模型,决定系数接近1,表明其出色的预测能力和解释力。研究结果可有效预测瓦斯涌出量波动,有助于提高矿井瓦斯风险预警能力,提升矿井安全管理水平。 展开更多
关键词 瓦斯涌出量预测模型 卷积神经网络 双向长短时记忆网络 反向神经网络 基线对比
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近距离下煤层中空注浆锚索注浆前后周边剪应力作用机理 被引量：1
14
作者 吴晓宇 周豪 吴晓伟 《煤炭工程》 北大核心 2024年第4期112-118,共7页
为解决近距离下煤层破碎巷道围岩难以控制的问题,基于理论分析和数值模拟研究中空注浆锚索注浆前后对破碎围岩的控制效果,即注浆前后中空注浆锚索与围岩的周边剪应力作用机理。结果表明:注浆前锚固段符合粘弹性本构模型,剪应力曲线呈现... 为解决近距离下煤层破碎巷道围岩难以控制的问题,基于理论分析和数值模拟研究中空注浆锚索注浆前后对破碎围岩的控制效果,即注浆前后中空注浆锚索与围岩的周边剪应力作用机理。结果表明:注浆前锚固段符合粘弹性本构模型,剪应力曲线呈现线性增加到非线性下降再到稳定的单峰值,注浆后巷道周围预应力场沿锚索形成一个渐变式的整体,使巷道围岩应力场重新分布,剪应力强度随之降低,应力曲线转变二次线性快速增加到非线性快速下降再到稳定的双峰值曲线,有效提高破碎围岩和软岩巷道的抗剪强度。 展开更多
关键词 中空注浆锚索 破碎围岩剪应力 作用机理 巷道支护 应力控制
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宽煤柱非连续卸压诱发冲击地压机制研究
15
作者 赵平平 张立明 《煤炭工程》 北大核心 2024年第12期103-107,共5页
针对西部矿区宽煤柱非连续卸压诱发冲击地压现象,通过现场实测和理论分析,研究了卸压区域与未卸压区域的来压特征、煤柱应力分布特征和微震活动特征,建立了非连续卸压宽煤柱诱发冲击的分析模型,揭示了非连续卸压宽煤柱的冲击地压诱发机... 针对西部矿区宽煤柱非连续卸压诱发冲击地压现象,通过现场实测和理论分析,研究了卸压区域与未卸压区域的来压特征、煤柱应力分布特征和微震活动特征,建立了非连续卸压宽煤柱诱发冲击的分析模型,揭示了非连续卸压宽煤柱的冲击地压诱发机理,在此基础上探讨了宽煤柱冲击地压防治方法,研究结果表明,上覆侧向顶板与超前支承压力作用下,应力集中区域会向未卸压煤体的中部转移,容易发生非稳定性失稳。未弱化顶板破断产生的动载扰动也是诱发宽煤柱冲击的重要因素。最后提出,宽煤柱体连续性卸压与上覆顶板岩层弱化,有助于防治宽煤柱诱发冲击地压。该研究结果将为煤矿巷道宽煤柱冲击地压的防治提供技术支撑。 展开更多
关键词 非连续卸压 冲击地压 宽煤柱 防治技术
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特厚煤层开采坚硬顶板覆岩结构及其演化特征分析 被引量：37
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作者 于斌 匡铁军 +1 位作者 杨敬轩 朱卫兵 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期95-104,共10页
特厚煤层开采形成了大空间采场,坚硬顶板断裂扰动波及范围广,工作面来压具有强矿压特征,尤其当煤层顶板“见方”开采期间,采场矿压作用更加强烈。据此,采用现场实测和物理三维相似模拟方法,探讨了特厚煤层开采覆岩扰动高度及坚硬顶板断... 特厚煤层开采形成了大空间采场,坚硬顶板断裂扰动波及范围广,工作面来压具有强矿压特征,尤其当煤层顶板“见方”开采期间,采场矿压作用更加强烈。据此,采用现场实测和物理三维相似模拟方法,探讨了特厚煤层开采覆岩扰动高度及坚硬顶板断裂特征。首先基于现场实测研究分析了覆岩破断失稳规律,实测结果表明,特厚煤层开采过程中,煤层顶板存在超前断裂现象。伴随工作面的推进,顶板初始运动主要是围绕断裂线近区基点旋转下沉,滞后工作面一定距离;地表岩移观测结果表明,特厚煤层顶板分层构成顶板群组并产生组合运动,具有层位运动特点,且伴随工作面推进,层位顶板运动存在阶跃现象。基于地表裂缝形态及钻孔多点岩移观测反演,揭示了特厚煤层开采过程中的顶板断裂及运动特征,认为特厚煤层开采覆岩扰动高度大,坚硬顶板断裂具有转向特征,伴随煤层开采推进,由低位顶板层位的横向“O-X”断裂逐渐向高位硬岩的纵向“O-X”断裂转向;特厚煤层坚硬顶板开始发生断裂转向的临界位置即所谓的煤层开采“见方”区,合理解释了工作面开采的“见方”来压现象;高位顶板纵向断裂尺寸大,扰动影响范围广,是诱发采场强矿压的主要因素,确定了特厚煤层采后覆岩“低-中-高”层位结构的合理性,为大空间采场大小周期及强矿压显现的准确解释提供了依据。 展开更多
关键词 特厚煤层 坚硬顶板 覆岩结构 覆岩运动 见方来压
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双系煤层采动导水裂隙演化规律的 FDEM耦合模拟研究 被引量：8
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作者 李浩 白海波 +5 位作者 马立强 康志勤 李志永 缪小成 武鹏飞 韦婕 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4443-4454,共12页
采动覆岩裂隙分布演化是防治顶板水害、实现煤矿地下水资源保护的基础,其数值结果准确性的关键在于采动覆岩连续-离散转化及其耦合力学响应特征。在纯拉、纯剪断裂模式下引入弹塑性损伤力学,结合Benzeggagh-Kenane断裂准则,得到准脆性... 采动覆岩裂隙分布演化是防治顶板水害、实现煤矿地下水资源保护的基础,其数值结果准确性的关键在于采动覆岩连续-离散转化及其耦合力学响应特征。在纯拉、纯剪断裂模式下引入弹塑性损伤力学,结合Benzeggagh-Kenane断裂准则,得到准脆性岩石在拉、剪复杂应力下的混合型韧性断裂(MD)本构方程;构建离散块体接触状态判据,结合直剪实验数据与Sargin剪切摩擦关系,导出适用于多种法向应力下的粗糙结构面压缩-剪切摩擦(SF)本构方程。在此基础上,编制有限元V离散元(FDEM)数值计算程序,实现采动覆岩“连续”-“离散”介质转化过程。在数值计算中,分别将摩擦和断裂属性赋予结构面(接触对)、零厚度黏聚力单元,通过共享节点力的方式实现岩石断裂-摩擦耦合。采用断裂力学实验和直剪试验识别材料参数并验证MD-SF本构方程的合理性。在此基础上,模拟研究双系煤层采动导水裂隙随工作面推进的演化规律。结果表明:(1) MD-SF本构方程组及相应的FDEM数值计算方法,可实现岩体从连续介质到离散介质的转化过程,较好反映准脆性岩石混合型韧性断裂及粗糙结构面的剪切摩擦响应;(2)模拟条件下,岩层与煤层间距越小,导水裂隙总宽度随大,且开采过程中裂隙总宽度是覆岩运动稳定后的2.26~7.11倍,表明采动过程中更容易出现水害;(3)高岭土砂岩显著的韧性破坏特征能有效控制其内导水裂隙高度,但在双系煤层重复开采扰动下,覆岩裂高比为20.8,远超经验公式所得结果。采动覆岩导水裂隙高度成果在大同矿区得到应用和检验,为进一步开展采动覆岩运动、水体下安全采煤、保水采煤设计等提供理论支撑。 展开更多
关键词 双系煤层 导水裂隙带 连续-离散介质 韧性断裂 压剪摩擦
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煤矿褶皱构造区冲击地压机理研究及防治实践 被引量：15
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作者 曹安业 薛成春 +2 位作者 吴芸 王崧玮 郭文豪 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期82-87,共6页
针对胡家河煤矿402103工作面褶皱构造区开采期间煤岩应力异常和强矿震事件频发问题,基于数值模拟和现场实测方法分析了褶皱构造区工作面回采期间顶板、煤层和底板的应力演化特征,探讨了褶皱构造区冲击地压发生机理。模拟结果表明:工作... 针对胡家河煤矿402103工作面褶皱构造区开采期间煤岩应力异常和强矿震事件频发问题,基于数值模拟和现场实测方法分析了褶皱构造区工作面回采期间顶板、煤层和底板的应力演化特征,探讨了褶皱构造区冲击地压发生机理。模拟结果表明:工作面开采至褶皱构造不同区域时,褶皱构造区垂直、水平应力场分布具有明显的分区特性;褶皱构造区工作面开采时,水平应力起主控作用,开采至背斜轴部区域时顶板围岩稳定性降低,开采至向斜轴部区域时底板围岩稳定性降低,开采至翼部区域时煤层稳定性降低;基于煤矿褶皱构造区冲击地压发生机理,制定了402103工作面巷道围岩系统的顶板、煤层定向爆破释能降载防治方案,卸压后日均微震总能量下降47.6%,日均微震总频次上升16.7%,有效降低了工作面冲击危险性。研究结果对煤矿褶皱构造区工作面开采动力灾害防范具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 应力演化 冲击地压 动力灾害 褶皱构造
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松软破碎煤层定向长钻孔高效抽采技术研究 被引量：13
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作者 吴金刚 张长远 李宏 《煤炭工程》 北大核心 2022年第5期68-73,共6页
为有效解决松软破碎煤层透气性低导致的抽采效率低的问题,利用超大功率的ZYL-17000D定向钻机实现在松软破碎煤层中进行长距离钻进,采用随钻测量装置对长钻孔施工时出现的实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹进行实时比对,对存在偏差的钻孔进行... 为有效解决松软破碎煤层透气性低导致的抽采效率低的问题,利用超大功率的ZYL-17000D定向钻机实现在松软破碎煤层中进行长距离钻进,采用随钻测量装置对长钻孔施工时出现的实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹进行实时比对,对存在偏差的钻孔进行及时纠偏,实现钻孔轨迹的实时跟踪控制。并在长平矿松软破碎煤层中进行现场施工,实现了钻孔长度达到300m的技术突破,每米钻孔抽采纯流量达到0.025m^(3)/min,与同一区域的普通顺层钻孔相比,抽采量提高了20.8倍,施工周期缩短了78d。大功率定向钻机长距离钻进的实验成功,验证了大功率定向钻机满足松软破碎煤层瓦斯治理需要,为松软破碎煤层的瓦斯治理提供了一种新的瓦斯治理思路。 展开更多
关键词 松软破碎煤层 定向钻机 长钻孔 瓦斯抽采
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我国金融市场间流动性风险传染与防控研究--基于中美贸易摩擦的影响 被引量：5
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作者 李延军 白云方 王诗惠 《金融发展研究》 北大核心 2021年第6期10-18,共9页
本文利用GARCH类模型度量了2017—2020年中美贸易摩擦期间我国股票市场、债券市场及外汇市场的流动性风险水平及风险传染程度,之后利用改进的事件分析法,量化分析了中美贸易摩擦对金融市场间流动性风险传染的溢出效应、水平效应和趋势... 本文利用GARCH类模型度量了2017—2020年中美贸易摩擦期间我国股票市场、债券市场及外汇市场的流动性风险水平及风险传染程度,之后利用改进的事件分析法,量化分析了中美贸易摩擦对金融市场间流动性风险传染的溢出效应、水平效应和趋势效应。研究结果表明,中美贸易摩擦事件对流动性风险传染的溢出效应显著,风险共担和投资者资产配置调整是该溢出效应产生的主要原因;从统计显著性、效应大小和影响持久度来看,金融市场间流动性风险传染的水平效应和趋势效应有着不同的反应特征;由于贸易摩擦事件频发,导致投资者产生惯性预期,进而出现“贸易摩擦事件尚未发生、流动性风险传染便已上升”的现象。本文不仅为研究金融市场风险提供了流动性的新视角,也为政策制定者防控流动性风险提供参考。 展开更多
关键词 中美贸易摩擦 流动性溢出 流动性风险传染 事件分析法
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