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基于PCA-SaDE-ELM优化算法的煤层底板破坏深度预测及工程应用 被引量：1
1
作者 刘世伟 赵家鑫 +3 位作者 孙利辉 袁乐忠 杨江华 王中海 《煤炭技术》 CAS 2024年第6期69-73,共5页
基于煤层底板破坏深度实测结果统计分析,通过优化数据样本空间,引入自适应差分进化改进的极限学习机算法,构建了煤层底板破坏深度预测模型,与实测结果对比分析验证,并应用于云驾岭煤矿9^(#)煤层底板破坏深度预测。结果表明:模型预测的... 基于煤层底板破坏深度实测结果统计分析,通过优化数据样本空间,引入自适应差分进化改进的极限学习机算法,构建了煤层底板破坏深度预测模型,与实测结果对比分析验证,并应用于云驾岭煤矿9^(#)煤层底板破坏深度预测。结果表明:模型预测的最大绝对误差不超过0.7 m,相比现有其他预测模型,该模型预测精度提高约70%;云驾岭煤矿19101、19103和19105这3个典型工作面的破坏深度分别为10.80、10.94、11.34 m,介于规范方法和滑移场理论预测结果之间,进一步反映了模型的可靠性;建议对9#煤层底板加固改造后再进行回采。相关研究成果可为我国煤层底板破坏风险管理和煤炭资源的优化回采布置提供一定的理论支撑。 展开更多
关键词 自适应差分进化算法 极限学习机 底板破坏深度 预测模型
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基于RSEI的长时序区域生态安全格局构建——以太行山区河北段为例 被引量：2
2
作者 张贝贝 张晓楠 +2 位作者 张启斌 李悦 宋宏利 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期105-112,共8页
以太行山区河北段为研究对象,计算遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI),进而识别生态源地,选取土地利用类型、归一化植被指数、高程、坡度等多源空间数据进行综合阻力评价,采用电路理论模型提取生态廊道和生态夹点,构... 以太行山区河北段为研究对象,计算遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI),进而识别生态源地,选取土地利用类型、归一化植被指数、高程、坡度等多源空间数据进行综合阻力评价,采用电路理论模型提取生态廊道和生态夹点,构建“源地-廊道-节点”的长时序区域生态安全格局。结果表明:(1)研究区2002年、2007年、2012年、2017年、2021年的RSEI均值分别为0.507、0.538、0.554、0.493、0.541,20年间RSEI呈现“上升-下降-上升”的变化趋势;(2)研究区源地总面积逐期增加,初期至末期面积增加5705 km^(2),面积占比由2.66%增加至18.56%,源地斑块RSEI均值由0.774上升为0.834;(3)研究区主要生态廊道呈现南北纵向分布,研究末期识别生态源地16个,生态廊道21条,生态夹点5个。 展开更多
关键词 生态安全格局 遥感生态指数(RSEI) 电路理论 太行山区
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融合多源数据与机器学习算法的综合干旱监测模型构建——以河北省为例
3
作者 王晓 刘海新 +2 位作者 孙振宇 王佳璘 朱研 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期207-219,共13页
基于遥感数据、再分析数据以及土壤墒情站点数据,采用支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、径向基函数神经网络(RBFNN)和极限学习机(ELM)4种经典的机器学习方法,构建了2001—2022年河北省不同生态分区植被生长季月际尺度的综合干旱监测组合... 基于遥感数据、再分析数据以及土壤墒情站点数据,采用支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、径向基函数神经网络(RBFNN)和极限学习机(ELM)4种经典的机器学习方法,构建了2001—2022年河北省不同生态分区植被生长季月际尺度的综合干旱监测组合模型,并结合Sen趋势揭示了河北省干旱空间变化情况。结果表明:RF、RBFNN和SVM的拟合效果在生长季不同月份以及不同生态分区下均表现出较强的稳定性,ELM拟合效果相对较差,因此,基于不同生态分区选取RF-RBF-SVM组合模型来构建河北省综合干旱监测模型;该模型的拟合性能在湿润环境下监测能力表现更优,时间范围上以植被生长季中期监测能力表现更优;模型的总体平均精度为85.15%,模拟值与站点实测值的年变化趋势一致性较高;研究时段内SM 10的Sen趋势度的空间变化均值为0.174/a,土壤相对湿度呈增大趋势的面积占研究区总面积的77.21%,干旱情况有所缓解。 展开更多
关键词 多源数据 土壤相对湿度 机器学习 干旱监测 河北省
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西部矿区弱胶结地层工程围岩稳定性控制研究进展 被引量：14
4
作者 纪洪广 孙利辉 +3 位作者 宋朝阳 张月征 王九红 孟志强 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期117-127,共11页
我国西部矿区开采地层主要由侏罗系、白垩系地层构成,该地层岩石总体表现为强度低、胶结性差、易崩解等特性,属于弱胶结岩石。弱胶结地层工程围岩与中东部矿区地层岩石差异性较大,工作面顶板控制、巷道围岩控制等采用传统的控制技术很... 我国西部矿区开采地层主要由侏罗系、白垩系地层构成,该地层岩石总体表现为强度低、胶结性差、易崩解等特性,属于弱胶结岩石。弱胶结地层工程围岩与中东部矿区地层岩石差异性较大,工作面顶板控制、巷道围岩控制等采用传统的控制技术很难有效保障工程的安全性,常出现巷道大变形失稳、工作面压架、突水、溃沙、冲击地压等灾害。通过大量的调研和室内试验,获得弱胶结岩石抗拉、抗压等力学指标远小于中东部矿区同类岩石力学指标,建立了多因素耦合作用下的弱胶结岩石的变异程度评估指标体系,初步获得了典型矿区弱胶结岩石的变异性程度。以红庆河煤矿弱胶结岩石为例,发现了弱胶结岩石在力、水等载荷作用下,具有“类相变”现象,分析了胶结度对类相变现象的影响,给出了弱胶结粗粒砂岩的“类相变”状态特征及其敏感性参数。分析了导致工作面支架压架、突水溃沙灾害发生的覆岩垮落带、断裂带动态发育规律以及巷道围岩大变形规律,推演了弱胶结地层大采高工作面不同开采阶段垮落带动态变化表达式,建立了支架-围岩相互作用模型,给出了工作面来压和非来压期间支架工作阻力;针对弱胶结地层的松散弱特性,提出了巷道围岩双壳加固技术,可为工作面安全开采和巷道围岩控制提供保障。 展开更多
关键词 弱胶结岩石 围岩控制 围岩稳定性 岩石力学 双壳支护
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煤矿矿区地面生态环境特征模型及损伤阈值界定研究
5
作者 张健 黄辉 +3 位作者 赵家巍 周平平 白冰 王紫鑫 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期32-39,共8页
煤矿开采活动对地表的主要扰动包括地表变形、水资源变化和环境污染,可能导致地裂缝、塌陷坑、地下水位下降及煤矸石污染等问题。为阐明矿区地表生态系统的构成及其各要素之间的相互作用,提出了生态损伤阈值设定方法,介绍了涵盖土地利... 煤矿开采活动对地表的主要扰动包括地表变形、水资源变化和环境污染,可能导致地裂缝、塌陷坑、地下水位下降及煤矸石污染等问题。为阐明矿区地表生态系统的构成及其各要素之间的相互作用,提出了生态损伤阈值设定方法,介绍了涵盖土地利用类型、景观格局、植被覆盖度、物种多样性、地表水系等综合量化指标体系。通过遥感技术和实地调查相结合的形式,形成了矿区地表生态评价模型,针对矿区地表建筑物、道路、农田等关键区域的生态损伤阈值的设定提出见解。以冀中能源股份有限公司邢东矿开采为例,分析地表生态元素特征及损伤保护模型,展示了该技术理念的应用优势。基于研究结果,采用合理阈值和动态监测能够有效减少矿区生态环境的破坏,促进资源开发与环境保护的协调发展,实现矿区生态系统的可持续发展。 展开更多
关键词 煤炭开采 生态环境模拟 植被损伤 保护阈值
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基于岩层挠曲变形的“竖三带”理论判别方法及工程应用 被引量：7
6
作者 杨伟强 郭文兵 +2 位作者 赵高博 马志宝 杨达明 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期42-50,共9页
煤矿采动覆岩“竖三带”(垮落带、断裂带与弯曲下沉带)范围的合理确定,对瓦斯抽采、“三下”采煤和采煤沉陷区建(构)筑物的地基稳定性评价等具有重要意义。采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法研究了基于岩层挠曲变形的采动覆岩“... 煤矿采动覆岩“竖三带”(垮落带、断裂带与弯曲下沉带)范围的合理确定,对瓦斯抽采、“三下”采煤和采煤沉陷区建(构)筑物的地基稳定性评价等具有重要意义。采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法研究了基于岩层挠曲变形的采动覆岩“竖三带”的理论判别方法,并将该理论判别法进行工程应用。根据某矿采矿地质条件,通过数值模拟试验方法,从采动覆岩的离层、破断和垮落三方面系统分析了采动覆岩的破坏运移规律,得到了垮落带和断裂带的分界判别依据(破断岩层能否形成稳定“砌体梁”结构)、断裂带和弯曲下沉带的分界判别依据(岩层是否发生破断);基于上述分界判别依据采用理论分析方法,推导出了破断岩层的形成“砌体梁”的稳定条件和岩层破断临界条件下的挠度弯曲变形公式,提出了基于岩层挠曲变形的“竖三带”理论判别方法及其适用条件;该方法被应用于采动覆岩“竖三带”的理论计算与判别,并与现场双端堵水器观测法和钻孔电视观测法的实测结果进行了对比验证。研究结果表明:应用提出的理论判别法计算得到了采空区上方垮落带高度、导水裂缝带发育高度与弯曲下沉带厚度,该计算结果与现场实测结果相近,验证了所提出采动覆岩“竖三带”理论判别法的合理性及实用性。 展开更多
关键词 采动覆岩 “竖三带” 垮落带 导水裂缝带 岩层移动
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软岩巷道工程的最佳支护时间和最佳支护时段
7
作者 李海良 于海成 +1 位作者 么红超 苏敏 《中国高新技术企业》 2008年第11期190-190,194,共2页
在巷道工程施工过程中,软岩巷道的支护原理和硬岩巷道的支护原理是不同的。理论和实践表明,巷道开挖以后,巷道围岩的变形会逐渐加大。根据变形速度可划分为减速变形阶段、近似线性的恒速变形阶段和加速变形阶段,三个阶段大大降低了岩石... 在巷道工程施工过程中,软岩巷道的支护原理和硬岩巷道的支护原理是不同的。理论和实践表明,巷道开挖以后,巷道围岩的变形会逐渐加大。根据变形速度可划分为减速变形阶段、近似线性的恒速变形阶段和加速变形阶段,三个阶段大大降低了岩石强度,解决这个问题的关键是确定最佳支护时间概念和最佳支护时段。 展开更多
关键词 巷道 支护 围岩 应力
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河北省城镇化与生态环境耦合关系时空演变研究
8
作者 谢意 王贺封 +1 位作者 曹媛 赵傲 《安徽农业科学》 CAS 2023年第11期35-42,共8页
以河北省为研究对象,构建城镇化与生态环境评价指标体系,运用耦合协调度模型定量分析2008—2019年城镇化与生态环境耦合关系时空演变特征。结果表明,城镇化与生态环境综合水平呈现上升趋势,社会城镇化对城镇化综合水平贡献度最大,生态... 以河北省为研究对象,构建城镇化与生态环境评价指标体系,运用耦合协调度模型定量分析2008—2019年城镇化与生态环境耦合关系时空演变特征。结果表明,城镇化与生态环境综合水平呈现上升趋势,社会城镇化对城镇化综合水平贡献度最大,生态环境压力与保护表现为先下降后上升,生态环境水平不断提高;到2019年,各地级市城镇化和生态环境水平分别处于较高水平和较优水平。耦合协调度不断提高,各地级市均步入协调发展阶段且多属于良好协调发展型,石家庄率先成为优质协调发展型城市。各地级市耦合协调度空间集聚现象显著,京津城市辐射作用明显,环京津周边城市发展迅速,空间差异逐渐消失。总体来看,河北省城镇化与生态环境耦合协调发展程度不断提升,京津冀协同发展有效促进了河北省城镇化与生态环境协调发展。 展开更多
关键词 城镇化 生态环境 耦合协调 时空演变 河北省
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深埋倾斜特厚煤层窄煤柱护巷机理与围岩控制 被引量：5
9
作者 孟巧荣 王慧娴 +5 位作者 王朋飞 陈可夯 张建利 董恩远 高翔 侯伟 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期38-52,共15页
我国中东部地区采深大、巷道变形和冲击风险大,窄煤柱沿空掘巷技术可改善巷道围岩环境。为掌握窄煤柱护巷机理并形成针对性围岩控制技术体系,以800 m埋深倾斜特厚煤层3 m窄煤柱沿空掘巷为背景,开展了理论分析、现场实测及数值模拟研究,... 我国中东部地区采深大、巷道变形和冲击风险大,窄煤柱沿空掘巷技术可改善巷道围岩环境。为掌握窄煤柱护巷机理并形成针对性围岩控制技术体系,以800 m埋深倾斜特厚煤层3 m窄煤柱沿空掘巷为背景,开展了理论分析、现场实测及数值模拟研究,结果表明:①该巷围岩破碎程度及变形煤柱侧比实体煤侧严重,煤柱破碎程度及变形采空区侧比巷道侧大,尽管埋深大,但已稳定采空区承担较大覆岩载荷,高应力已充分向深部岩体分流;②巷道变形非对称,实体煤侧顶板下沉量比煤柱侧大,巷帮以浅部变形为主,煤柱帮上部和实体煤帮中部变形较大;③采空区是掘巷卸荷后主要的形变通道,利于形变能向采空区缓释、降低冲击风险;④卸压区形状由掘巷前三角形扩展为掘巷后平行四边形,掘巷后应力集中区转移至实体煤帮右上方实体煤岩体中;⑤窄煤柱一次和二次剪切破坏的交界面及掘巷右上方实体高应力区为围岩关键控制区,据此提出基于煤柱多重塑性破坏区发育规律的煤柱加固和高应力区精准卸压联合的围岩控制技术体系。研究可为邻近工作面以及其他类似深埋倾斜特厚煤层开采提供理论支撑和科学依据。 展开更多
关键词 深部开采 倾斜煤层 特厚煤层 沿空掘巷 窄煤柱 矿压显现
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基于D-S证据理论改进AHP-熵权的流域洪涝灾害评估研究 被引量：1
10
作者 苑希民 高瑞梅 +1 位作者 田福昌 侯玮 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期9-16,共8页
考虑致灾因子危险性、孕灾环境敏感性以及承灾体易损性,选取指标构建小清河流域洪涝灾害风险评估指标体系,提出一种基于D-S证据理论的改进AHP-熵权法计算指标权重,求取洪涝灾害风险指数,运用自然断点分级法确定洪涝灾害风险等级,分析小... 考虑致灾因子危险性、孕灾环境敏感性以及承灾体易损性,选取指标构建小清河流域洪涝灾害风险评估指标体系,提出一种基于D-S证据理论的改进AHP-熵权法计算指标权重,求取洪涝灾害风险指数,运用自然断点分级法确定洪涝灾害风险等级,分析小清河流域洪涝灾害风险空间分布情况。结果表明:小清河流域洪涝灾害风险总体上表现出南低北高的趋势,其中高风险区和较高风险区分别占流域面积的8.7%和14.3%,主要分布在小清河干流以及主要支流两岸。所得评估结果同“利奇马”台风发生期间实际洪灾风险分布情况一致,对比证明基于D-S证据理论的改进AHP-熵权法优于AHP和熵权法,可为小清河流域防洪减灾决策提供依据。 展开更多
关键词 D-S证据理论 AHP 熵权法 洪涝灾害评估 小清河流域
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深部放顶煤开采下煤层应力场-渗流场耦合演化特征 被引量：1
11
作者 赵洪宝 荆士杰 +4 位作者 李作泉 刘超 张鸿伟 侯玮 李新潮 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第5期91-103,共13页
为了研究高应力区煤体在放顶煤开采方式下的应力场-渗流场的耦合演化规律,以横观各向同性下的火柴棍模型为基础,构建了由煤基质和裂隙组成的弹性系统,建立了三向应力条件下煤体渗透率演化规律模型,并结合采场应力场空间分布规律,构建煤... 为了研究高应力区煤体在放顶煤开采方式下的应力场-渗流场的耦合演化规律,以横观各向同性下的火柴棍模型为基础,构建了由煤基质和裂隙组成的弹性系统,建立了三向应力条件下煤体渗透率演化规律模型,并结合采场应力场空间分布规律,构建煤层增透率空间分布模型。在改变围压、轴压和气体压力的条件下,将渗透率模型和室内试验结果对比,并将增透率空间分布模型与顺层抽采钻场的瓦斯抽采相关数据对比分析,结果表明:煤体渗透率随载荷与气体压力的增加而减小,并呈指数型;渗透率模型可以较好地定量描述煤体渗透率在加卸载条件下的变化,与多组试验数据的相关系数和拟合优度均大于0.9;增透率空间分布随距离增大呈指数下降,可分成4个阶段:原岩稳定阶段、增压降低阶段、卸压增加阶段、破坏稳定阶段;根据增透率模型和现场数据对比,煤层在卸压增加阶段和破坏稳定阶段处于增透状态,煤层增透范围Lr=55.62 m;煤层增透率模型可以较好地描述煤层增透率的空间分布规律,其与现场数据的相关系数和拟合优度均大于0.96。 展开更多
关键词 横观各向同性 渗透率模型 增透率模型 增透范围
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基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制研究
12
作者 马长青 李峰 +4 位作者 黄昱博 毛俊杰 李旭阳 魏祥宇 马肖杨 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期76-84,共9页
针对巷道掘进过程中自移式临时支架与顶板适应性差的问题,提出了一种基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制方法。分析了自移式临时支架的工作原理,并针对自移式临时支架必须具备适应顶板压力变化的能力问题,在支撑液压缸控制回路中增... 针对巷道掘进过程中自移式临时支架与顶板适应性差的问题,提出了一种基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制方法。分析了自移式临时支架的工作原理,并针对自移式临时支架必须具备适应顶板压力变化的能力问题,在支撑液压缸控制回路中增加了压力调整回路,建立了自移式临时支架支撑力控制系统。为了使自移式临时支架的支撑力(即支撑液压缸的输出力)能够快速稳定地跟踪预期值,建立了模糊PID自适应控制系统模型,对PID参数进行在线自调整,实现自移式临时支架的自适应控制,增强对顶板不平整、存在倾角等特殊工况的适应性。在Matlab/Simulink中建立传统PID控制与模糊PID自适应控制系统模型,仿真结果表明:基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制系统对围岩顶板压力的跟踪效果较传统PID控制更好,临时支架自适应控制系统跟随围岩压力的误差为0.0043,较传统PID控制降低了86.11%;基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制系统在0.12 s时接近平稳,而传统PID控制在8.685 s时才接近平稳,说明模糊PID自适应控制响应速度比传统PID控制有较为明显的优势。在AMEsim中建立支撑液压缸位移控制系统模型,并与Matlab/Simulink进行联合仿真,在调平过程中,选取相邻支撑液压缸间的数据进行研究分析,结果表明:相邻支撑液压缸间的同步误差基本控制在±5×10^(−15)m以内,精度较传统PID控制方法有较大提高,且曲线波动均匀平缓,幅值波动范围较小。 展开更多
关键词 自移式临时支架 支撑液压缸 支撑力控制 模糊PID自适应控制 临时支架立柱 相邻支撑液压缸同步控制
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烧变作用下巷道劣化围岩破坏机制与控制技术
13
作者 王志强 林陆 +4 位作者 李敬凯 李瑞 武超 岳元亮 王鹏 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第6期155-169,共15页
针对烧变岩巷道围岩力学性能显著偏低的问题,以王才伙盘煤矿烧变岩区3202工作面回风巷为研究对象,利用Hoek-Brown修正准则求解了巷道围岩各分区应力及塑性区半径解析表达式,揭示了围岩稳定性的关键影响因素;明确了烧变岩区围岩控制策略... 针对烧变岩巷道围岩力学性能显著偏低的问题,以王才伙盘煤矿烧变岩区3202工作面回风巷为研究对象,利用Hoek-Brown修正准则求解了巷道围岩各分区应力及塑性区半径解析表达式,揭示了围岩稳定性的关键影响因素;明确了烧变岩区围岩控制策略,阐述了巷道浅部注浆和主、被动支护控制原理;对无支护、锚杆(索)支护以及浅部注浆+主被动联合支护等3种支护方式的围岩应力分布、变形特征、裂隙发育以及支护系统受力特征进行了模拟。研究结果表明:巷道松动圈主要与地质强度指标、岩体破碎度等因素密切相关;综合理论计算和现场实测结果,得到松动范围为4.2 m;3种支护方式拉应力峰值分别为1.14,0.85和0.81 MPa;偏应力峰值距巷道表面的最大距离分别为2.59,1.44和0.83m;顶板最大移近量分别收敛于350,205和24 mm;采用“注浆+锚杆(索)+金属架棚”支护形式,可在围岩浅部形成稳定承载点,实现有效支撑,同时锚杆、锚索支护作用得到充分发挥。现场工程实践结果显示,采用联合支护方式,巷道顶板及两帮移近量均小于50mm,有效稳定了烧变岩区的巷道围岩。研究成果可为同类地质条件下的巷道围岩控制提供参考。 展开更多
关键词 烧变作用 碎软顶板 HOEK-BROWN准则 围岩控制 联合支护
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特厚煤层垂直分层区段窄煤柱围岩稳定性及控制技术 被引量：5
14
作者 武超 王志强 +6 位作者 刘耀儒 李敬凯 耿新胜 林陆 李廷照 石磊 王鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3728-3744,共17页
针对特厚煤层垂直分层区段窄煤柱大变形失稳控制难题,采用理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法,对内蒙古老公营子煤矿特厚煤层窄煤柱围岩稳定性及控制技术展开研究。笔者在对窄煤柱内三向应力计算的基础上,基于摩尔−库伦破坏强度... 针对特厚煤层垂直分层区段窄煤柱大变形失稳控制难题,采用理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法,对内蒙古老公营子煤矿特厚煤层窄煤柱围岩稳定性及控制技术展开研究。笔者在对窄煤柱内三向应力计算的基础上,基于摩尔−库伦破坏强度得到窄煤柱平面应变的屈服准则,定性分析了窄煤柱破坏特征及损伤程度演化规律,进一步分析了区段窄煤柱失稳机理及其尺寸效应影响规律,最后给出区段窄煤柱围岩控制关键技术,并通过数值模拟及现场试验进行验证。研究成果表明:①窄煤柱中部破坏程度大于两帮,中部自顶端向下煤体破坏程度由严重向轻微发展。随着宽高比增大窄煤柱内破坏程度及严重破坏区域占比逐渐减小,当宽高比大于1∶1,窄煤柱中下部开始出现大范围的轻微破坏区,当宽高比大于5∶3,轻微破坏区占比超过50%。当黏聚力C≥3 MPa,或内摩擦角φ≥20°时,窄煤柱两帮破坏程度转变为轻微。②工作面回采巷道一侧为窄煤柱低强度承载区,在上部高应力作用下,大范围的低应力承载区煤体向巷道位移,造成两帮持续性大变形,进而影响顶板的稳定性。煤柱高度是中、底分层区段窄煤柱稳定的主控因素,窄煤柱宽高比增大,对高强度承载区承载强度影响程度较小,而低强度承载区承载强度增加较明显,合理的窄煤柱宽高比可平衡煤柱内高、低强度承载区比例,并提高承载强度。③分层窄煤柱留设需考虑工作面两侧采空时围岩稳定性,保证煤柱内部高强度承载区范围大于煤柱宽度及高度的一半,并通过联合加强支护措施使煤柱内形成由浅入深的多重联合控制区,共同维护煤柱的自稳能力。 展开更多
关键词 特厚煤层 垂直分层 窄煤柱 稳定性 围岩控制
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切顶沿空留巷卸压机理及支护技术研究 被引量：10
15
作者 孙利辉 纪权财 +5 位作者 王中海 张海洋 王宗泽 何勇 范宇 杨江华 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期105-113,共9页
云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层,采场矿压显现强烈,采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景,分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件,得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比... 云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层,采场矿压显现强烈,采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景,分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件,得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比了沿空留巷在厚硬直接顶条件下切顶与不切顶时围岩变形及应力、塑性区的分布规律,结果表明:切顶后采空区顶板更容易垮落,留巷顶板稳定时下沉量仅为同期不切顶时的28.2%,切顶后留巷侧顶板垂直应力变小、水平应力增大且围岩塑性区向顶底板深部转移,揭示了预裂切顶卸压的机理为阻断工作面动压的传递以及诱导采空区顶板提前冒落接顶承压,水平应力增大的原因为切缝两侧形成的长、短“悬臂梁”变形的结果。提出了针对厚硬直接顶切顶留巷的顶板控制理念为集中支护切缝端、适当让压和形成“组合悬臂梁”,采用了“长、短锚索+单体液压支柱+可缩性U钢梁”的综合支护技术及挂网喷浆的密闭措施。现场工业性试验效果良好,切顶后留巷顶板锚索受力峰值在350 kN左右,围岩稳定后巷道规格满足二次复用的条件。 展开更多
关键词 沿空留巷 预切顶 厚硬直接顶 卸压机理 长“悬臂梁”
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基于时间序列的冬小麦信息提取及灌溉信息识别方法研究 被引量：1
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作者 于锐 刘新侠 +1 位作者 杨鑫宇 赵博凡 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第9期68-82,共15页
河北是我国主要农业大省,一直是农业干旱多发区,其原因一方面在于区域水资源短缺严重,另一方面是仍以粗放型灌溉为主,造成水资源浪费。解决上述问题的关键在于提高我国农田灌溉用水效率,要做好该项工作,充分掌握农作物实际种植结构和灌... 河北是我国主要农业大省,一直是农业干旱多发区,其原因一方面在于区域水资源短缺严重,另一方面是仍以粗放型灌溉为主,造成水资源浪费。解决上述问题的关键在于提高我国农田灌溉用水效率,要做好该项工作,充分掌握农作物实际种植结构和灌溉信息至关重要。选取邯郸市邱县为研究区域,基于Landsat 8、高分1号影像数据以及无人机数据,结合冬小麦物候特征,构建冬小麦生长季时间序列数据集,采用支持向量机分类法进行了冬小麦信息提取;在此基础上,根据灌溉前后遥感指数变化规律,反演了地表温度(LST)、植被供水指数(VSWI)、温度植被干旱指数(TVDI)等因子,进行区域农作物灌溉信息提取模型实验。研究结果表明:①遥感影像时间序列数据SVM分类方法信息提取精度较高,Kappa系数为0.92;②Landsat 8影像LST、VSWI、TVDI灌溉面积提取结果对比发现,三类指数提取结果占冬小麦面积的比例均在60%以上,具有较好的一致性,调查证实基于VSWI反演灌溉面积效果最好;③三类指数提取结果叠加分析得到面积为128.357 km^(2),其中VSWI指数与此面积重叠率达88.48%。上述研究方法较准确的识别出冬小麦种植面积及其灌溉信息,可以作为区域水资源调度、种植结构调整、干旱防治的理论支撑和决策参考。 展开更多
关键词 灌溉信息识别 遥感反演 种植结构 植被供水指数
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超大采高工作面主回撤通道支护参数优化研究 被引量：1
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作者 王洋 王鹏 《煤炭工程》 北大核心 2024年第6期103-110,共8页
主回撤通道围岩控制质量的好坏直接影响工作面撤出效率以及矿井安全生产。为了进一步优化回撤通道支护方案,提高支护效率,以神东矿区大柳塔矿52501主回撤通道为例,采用FLAC3D数值模拟方法,对末采阶段回撤通道围岩塑性破坏区演化规律开... 主回撤通道围岩控制质量的好坏直接影响工作面撤出效率以及矿井安全生产。为了进一步优化回撤通道支护方案,提高支护效率,以神东矿区大柳塔矿52501主回撤通道为例,采用FLAC3D数值模拟方法,对末采阶段回撤通道围岩塑性破坏区演化规律开展研究,给出了末采阶段主动支护的作用范围及效果,提出主动支护优化的可行性。进一步对现有回撤通道支护方案进行优化,并在相邻工作面主回撤通道进行应用。研究结果表明:优化后巷道正帮和副帮变形量分别为302 mm和73 mm,较原方案变形量增加了5.9%和7.3%;顶板的变形量为236 mm,较原方案增加了4.8%。优化方案支护参数仍然可使主回撤通道保持稳定,并且支护强度适度降低,使得成本大幅下降,效率提高。 展开更多
关键词 超大采高工作面 主回撤通道 支护优化 围岩变形量
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山西省煤矿区生态现状评价 被引量：1
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作者 霍海鹰 任书樣 +1 位作者 彭可平 侯玮 《煤炭工程》 北大核心 2024年第1期32-40,共9页
针对当前煤矿区周边生态环境日益恶劣的问题,基于生态学概念,分别从生态敏感性、生态源地以及生态安全格局三方面对山西省煤矿区当前的生态现状进行评价。在生态敏感性方面,综合坡度、坡向、高程、植被指数以及土地利用类型五个因子,生... 针对当前煤矿区周边生态环境日益恶劣的问题,基于生态学概念,分别从生态敏感性、生态源地以及生态安全格局三方面对山西省煤矿区当前的生态现状进行评价。在生态敏感性方面,综合坡度、坡向、高程、植被指数以及土地利用类型五个因子,生成煤矿区综合敏感度,得出各煤矿区生态敏感性程度;并利用MSPA分析方法对生态源地进行识别,得出煤矿区对生态源地影响的程度;最后利用MCR分析方法对山西省煤矿区生态安全格局水平进行评价。结果表明,长治、临汾、晋中等市生态敏感度高的煤矿区较多,同时这些市区内煤矿区影响生态源地的面积较大,朔州、运城、长治等市煤矿区生态安全格局较低,在未来生态修复工作中需要对其着重治理。 展开更多
关键词 矿区生态 生态评价 生态敏感度 生态源地 生态安全格局 生态修复
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高偏应力煤巷围岩拉剪破裂特征及分区控制方法研究
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作者 高永格 徐振铭 +5 位作者 洛锋 陈振 王鹏 李盟 高帅 何团 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第4期62-75,共14页
为获得高偏应力巷道围岩拉剪破裂特征并提出优化支护方案,以山西某矿孤岛工作面为背景,采用理论分析、数值模拟、相似模拟相结合的研究手段,分析了高偏应力条件下巷道围岩拉剪破裂分布特征及演化规律,揭示了托顶煤巷道围岩拉剪破裂机制... 为获得高偏应力巷道围岩拉剪破裂特征并提出优化支护方案,以山西某矿孤岛工作面为背景,采用理论分析、数值模拟、相似模拟相结合的研究手段,分析了高偏应力条件下巷道围岩拉剪破裂分布特征及演化规律,揭示了托顶煤巷道围岩拉剪破裂机制,提出了高偏应力条件下巷道围岩沿掘进方向的全长分区控制方法。研究结果表明:(1)当侧压系数λ为0.60时,巷道围岩两帮呈“楔形”破坏,顶底出现明显卸荷并在巷道围岩四角点处产生应力集中;侧压系数λ逐渐减小至0.24的过程中,巷道围岩以两帮破坏为基础,在剪切应力作用下“蝶叶”逐渐发育,并最终形成蝶形破裂。(2)开挖破坏区围岩的浅部存在拉剪混合破裂区域,以张拉破裂为主;围岩深部为剪切破裂。围岩破裂演化过程可划分为3个阶段,分别为环自由面的自身破坏阶段、“蝶叶”孕育扩展阶段和“蝶叶”扩展稳定阶段。(3)定义了基于巷道全长分区的应力阈值,提出了掘进巷道全长分区支护方法,可为后续采煤工作面巷道的差异化支护提供理论参考。 展开更多
关键词 高偏应力 拉剪破裂 托顶煤巷道 分区支护
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西部某矿区土壤养分时空分异特征及自修复规律
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作者 王泽惠 宋子恒 +1 位作者 张健 池明波 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期631-640,共10页
为了探究煤矿开采扰动区环境变化特征,厘清生态自修复驱动因素,以西部某矿区为研究区域,测定了2014—2017年和2019年开采区及未开采区域的土壤养分、土壤酶指标,评价了土壤C、N、P化学计量特征。结果表明,工作面区和沉陷扰动区的全磷、... 为了探究煤矿开采扰动区环境变化特征,厘清生态自修复驱动因素,以西部某矿区为研究区域,测定了2014—2017年和2019年开采区及未开采区域的土壤养分、土壤酶指标,评价了土壤C、N、P化学计量特征。结果表明,工作面区和沉陷扰动区的全磷、碳氮比、氮磷比及碳磷比存在显著差异;随开采沉陷年限增加,工作面区和沉陷扰动区土壤因子变化规律相似,全磷浓度逐年提升,有机质、速效钾及脲酶等物质浓度呈先上升后下降趋势;根据随机森林分析,在不同年限下,土壤养分循环的关键因子为蔗糖酶、脲酶、速效钾、全氮、全磷、碳磷比、碳氮比及水溶性盐,在不同位置下为碳氮比、氮磷比、全磷、碱性磷酸酶及水溶性盐;工作面开采年限对土壤因子及土壤酶的影响路径存在差异。研究结果可为采煤沉陷区人工引导自修复方案提供参考,为西部矿区生态恢复提供技术支持。 展开更多
关键词 开采沉陷 自修复 生态化学计量 土壤养分 土壤因子
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