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孤岛工作面底板含水体综合物探技术研究
1
作者 史志红 姜鹏 《煤炭工程》 北大核心 2025年第5期56-63,共8页
为确保王坪煤矿8306孤岛工作面带压开采的安全性,分析奥灰水对该工作面回采的影响程度,采用矿井瞬变电磁法、音频电透视法和无线电波透视法,对工作面底板构造与富水性进行综合物探,查明了工作面底板富水和构造发育状况,再结合物探成果... 为确保王坪煤矿8306孤岛工作面带压开采的安全性,分析奥灰水对该工作面回采的影响程度,采用矿井瞬变电磁法、音频电透视法和无线电波透视法,对工作面底板构造与富水性进行综合物探,查明了工作面底板富水和构造发育状况,再结合物探成果分析了8306工作面带压开采的安全性。结果表明:8306工作面煤层顺层存在1处基本不含水的岩浆岩侵入体灰绿岩墙;在底板40 m范围内的隔水层存在几处富水性“一般~较弱”的裂隙水或低阻岩体,其中东南部区域有1处由断层导通奥灰水的含水体;底板40 m以下的奥灰含水层富水性推断为“较强~一般”的奥灰水。8306工作面正常带压开采时通常不会发生突水情况,但如果区段存在隐伏贯穿性导水构造,特别是矿井物探圈定的含水体与构造重叠区域,煤层底板可能面临奥灰突水危险,此时应做好钻探、水文监测预警等防治水工作。 展开更多
关键词 底板水害 矿井瞬变电磁法 音频电透视法 无线电波透视法 奥灰水
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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
2
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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煤焦油中酚类化合物分离提取技术研究进展 被引量：1
3
作者 孟德昌 赵渊 +3 位作者 秦丽英 赵佳伟 高建刚 郭旭斌 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期215-226,共12页
酚类化合物在煤焦油中含量较高,是煤焦油较为重要的高附加值组分,介绍了煤焦油中酚类化合物的分析方法,认为传统色谱分析方法需进一步在色谱柱制备、检测准确性方面进行优化,而将全二维气相色谱技术运用在煤焦油酚类化合物的分析中具有... 酚类化合物在煤焦油中含量较高,是煤焦油较为重要的高附加值组分,介绍了煤焦油中酚类化合物的分析方法,认为传统色谱分析方法需进一步在色谱柱制备、检测准确性方面进行优化,而将全二维气相色谱技术运用在煤焦油酚类化合物的分析中具有较大的发展潜力,能够进一步提高煤焦油酚类化合物的鉴别广度和分析精度。详细阐述了化学分离法和物理分离法这2类粗酚提取方法的研究现状,提出未来提酚技术发展重点是发展低成本、高选择性萃取剂的制备及筛选技术,进一步解决萃取剂的低耗回收及循环效能等问题。最后探讨了煤焦油中酚类化合物萃取分离机理研究现状,未来可以借助更先进的分析表征仪器和多尺度模拟计算,进行复杂模型体系下的萃取机理研究,进一步优化萃取剂设计和萃取工艺。 展开更多
关键词 煤焦油 酚类化合物 分离提取 萃取机理
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特厚煤层工作面强矿压显现及治理技术研究
4
作者 李江 赵斌 《煤炭工程》 北大核心 2025年第4期75-81,共7页
针对特厚煤层综放工作面强矿压显现问题,以龙王沟煤矿61607工作面为工程背景,通过理论计算与现场实测相结合的方式,系统的分析了工作面强矿压显现特征与采动应力分布规律,并在此基础上提出了“巷道常规水力压裂+工作面定向钻水力压裂”... 针对特厚煤层综放工作面强矿压显现问题,以龙王沟煤矿61607工作面为工程背景,通过理论计算与现场实测相结合的方式,系统的分析了工作面强矿压显现特征与采动应力分布规律,并在此基础上提出了“巷道常规水力压裂+工作面定向钻水力压裂”相结合的强矿压治理措施,结果表明:工作面超前支承压力影响范围大约为140 m,支承压力峰值点距离煤壁距离大约50 m,采动影响扰动一度达到底板上方200 m,开采过程中来压强度大,震顶现象频繁,支架工作阻力可达51.5 MPa,采取顶板预裂措施后,周期来压步距、压力持续长度等参数分别减小了26.05%、41.56%,微震事件也呈现出明显的“高频+低能”分布规律,防治效果显著,可以为周边类似矿井探索强矿压治理技术提供借鉴。 展开更多
关键词 特厚煤层 强矿压显现 矿震 水力压裂 效果检验
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神府矿区采空区精细化综合勘探技术研究 被引量：10
5
作者 刘立仁 徐慧 +3 位作者 吕明杰 李杰 陈凯 牟义 《煤炭工程》 北大核心 2024年第4期28-35,共8页
为精细化查明神府矿区亿源煤矿井田内原不明小煤窑采空区,为采空区治理提供科学依据,需开展瞬变电磁法、钻探及测井等综合勘查技术工作,以明确采空区分布范围及富水情况。结果表明:从测井曲线中可以看出煤岩层物性稳定,曲线形态明显,煤... 为精细化查明神府矿区亿源煤矿井田内原不明小煤窑采空区,为采空区治理提供科学依据,需开展瞬变电磁法、钻探及测井等综合勘查技术工作,以明确采空区分布范围及富水情况。结果表明:从测井曲线中可以看出煤岩层物性稳定,曲线形态明显,煤层具有高电阻率、低密度、低伽玛特性,煤层属导电性较差的高阻层(最高大于1000Ω·m),其他泥岩、砂质泥岩、砂岩等呈现相对低阻特征,煤层与围岩物性差异明显;瞬变电磁法采用280 m矩形发射线框、发射频率25 Hz、增益2^(2)~2^(5)之间、发射电流8 A、积分时间15 s的参数组合进行探测,对已知采空区反映明显,推断3^(-1)煤层房柱式采空区总面积0.985 km^(2);通过钻探揭露了2^(-2)煤和3^(-1)煤房柱式采空区,验证了物探推断的3^(-1)煤采空区。测井、瞬变电磁法探测、钻探相互依托、相辅相成,达到了精细化综合勘探的目的。 展开更多
关键词 地球物理测井 瞬变电磁法 钻探 神府矿区 综合勘探
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煤中有害矿物质富集特性及其热工艺中迁移转化规律的研究进展
6
作者 唐跃刚 张军营 +6 位作者 王绍清 许德平 陈博文 胡耀锋 袁东营 丁华 白向飞 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期452-490,共39页
低碳、零减排与提效是当今煤炭清洁利用的主题,煤中矿物质的结渣与污染性是制约洁净煤工艺的瓶颈。为揭示其瓶颈背后的科学问题,重新定义了有害矿物质,查阅大量国内外期刊、论著及标准文献,回顾了煤中矿物质及微量元素的研究现状,梳理... 低碳、零减排与提效是当今煤炭清洁利用的主题,煤中矿物质的结渣与污染性是制约洁净煤工艺的瓶颈。为揭示其瓶颈背后的科学问题,重新定义了有害矿物质,查阅大量国内外期刊、论著及标准文献,回顾了煤中矿物质及微量元素的研究现状,梳理有害矿物质类型、元素的赋存形式,介绍亲石元素及其矿物的结渣特性和亲硫亲铁元素及其矿物的污染性,提出了工业与环境有害元素及其矿物的分类,其有害性取决于元素及其矿物的赋存状态。分析了煤中矿物质赋存与富集分异特性,归纳了有害矿物质的成因类型,探讨了煤中矿物质热迁变的煤阶、矿物质结合方式、元素的地球化学亲和性、矿物质成分和反应温度、反应气氛、反应压力、灰中其他成分等地质与工艺影响因素,综述了煤中有害矿物质在气化、液化、热解炼焦以及燃烧过程中的迁移转化机制机理,揭示了气化、液化、热解和燃烧过程中微量元素的不同挥发程度。最后提出了目前存在的无定形矿物质、仪器精确定量、快速高温、碱性元素与硅元素相互作用、预测结渣出入、地质与工艺耦合和洁净度等主要科学、技术与工程问题,展望未来发展,应关注原煤非晶的类矿物和热熔融态无定形物的基础研究,关注同位素等示踪技术在热工艺的应用,建议大力发展洁净煤有害矿物质脱除与稀有元素提取的研发,促进洁净煤技术发展。 展开更多
关键词 煤 有害矿物质 微量元素 分类 赋存状态 结渣 环境 转化与利用 迁移转化 影响因素
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微型抗冲击应急监测机器人创成设计研究
7
作者 马龙 刘英杰 +2 位作者 常睿 张玥 蔡月日 《振动与冲击》 北大核心 2025年第19期131-140,共10页
针对当前应急监测机器人在面对矿山事故、灾害应急等高风险复杂救援环境时存在部署难度大、抗冲击能力不足等问题,提出一种微型抗冲击应急监测机器人的设计理念。通过柔性结构板和柔性铰链的组合布局,实现微型机器人结构柔度和刚度的合... 针对当前应急监测机器人在面对矿山事故、灾害应急等高风险复杂救援环境时存在部署难度大、抗冲击能力不足等问题,提出一种微型抗冲击应急监测机器人的设计理念。通过柔性结构板和柔性铰链的组合布局,实现微型机器人结构柔度和刚度的合理分配,进而实现通过结构柔性变形吸收冲击能量的目标,通过柔性车身模块、驱动结构以及轮轴结构之间的相互配合,使机器人结构具备弹性转动和大变形能力,能够在坠落、碰撞等高冲击环境中保持结构完整性,同时具备良好的运动性能和灵活部署能力。基于上述创成设计理念,研制微型抗冲击应急监测机器人MKYJ-R1样机,进行运动性能与抗冲击能力测试试验。试验结果表明,该机器人车身尺寸与质量可满足狭小复杂作业环境下的快速部署需求,具备灵活运动能力,可实现对作业环境气体与图像的监测,同时可承受6 m以上的坠落冲击,并且以四轮着地的姿态坠落较为安全。该研究成果将机器人的微型化设计与抗冲击设计进行了有效融合,为微型抗冲击应急监测机器人在矿山救援、灾害应急等场景中的大规模应用提供了技术基础和理论支持。 展开更多
关键词 应急监测 微型抗冲击 柔性框架 机构创成 灵活运动
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单一特厚煤层采动覆岩低位动态裂隙区卸压瓦斯抽采关键技术
8
作者 舒龙勇 张元龙 +2 位作者 宋鑫 凡永鹏 李阳 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期116-133,共18页
不同于我国中东部高瓦斯和突出矿区,西部矿区单一厚及特厚煤层回采工作面采动卸压瓦斯涌出量大且主要来源于本煤层,若按传统观点将采动覆岩卸压瓦斯抽采钻孔布置于裂隙带中,抽采浓度虽大但上隅角瓦斯很难得到有效控制。为研究西部矿区... 不同于我国中东部高瓦斯和突出矿区,西部矿区单一厚及特厚煤层回采工作面采动卸压瓦斯涌出量大且主要来源于本煤层,若按传统观点将采动覆岩卸压瓦斯抽采钻孔布置于裂隙带中,抽采浓度虽大但上隅角瓦斯很难得到有效控制。为研究西部矿区单一特厚煤层综放工作面顶板定向长钻孔最优布置区域,基于永陇矿区某矿特厚煤层综放工作面,运用理论分析、数值模拟及现场工程实践相结合的方法,研究了特厚煤层综放采场顶板覆岩结构,探讨了工作面后方顶板覆岩存在垮落-裂隙动态发育特征,提出了特厚煤层采动覆岩稳定前存在低位动态垮落区和低位动态裂隙区,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,确定了低位动态裂隙区为单一特厚煤层顶板走向定向长钻孔最优布置区域,并通过工程实践进行了合理性验证,探讨了低位动态裂隙区范围与煤层开采厚度、覆岩岩性、直接顶关键层层位、煤岩层倾角及工作面回采速度等影响因素之间的关系。现场工程实践表明:基于低位动态裂隙区范围对定向长钻孔布置参数进行优化调整后,在缩减3个钻孔,整体钻孔工程量减少28.7%的情况下,实现了风排瓦斯平均下降4.4%,平均单孔卸压瓦斯抽采效率提升75.7%,上隅角瓦斯体积分数最高仅为0.48%的抽采效果。单一特厚煤层综放开采条件下,将顶板定向长钻孔布置于低位动态裂隙区内,可保证足够的有效抽采长度,同时精准高效抽采采动卸压瓦斯,降低工作面瓦斯超限风险。研究成果丰富了采动覆岩卸压瓦斯抽采理论和技术体系,可为解决西部矿区单一特厚煤层综放开采工作面上隅角瓦斯超限问题提供一定的理论与技术支撑。 展开更多
关键词 特厚煤层 动态裂隙区 定向长钻孔 卸压瓦斯 上隅角
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矿井智能通风与关键技术研究 被引量：21
9
作者 张浪 刘彦青 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期178-195,共18页
为使智能通风系统建设更加有序、可控,提出了矿井智能通风流程环节,将矿井智能通风流程按照生产环节划分为6个板块,即感知监测、分析诊断、智能决策、方案审批、远程集控联控、执行反馈,共包含24个具体环节,建立了各个环节输入输出要素... 为使智能通风系统建设更加有序、可控,提出了矿井智能通风流程环节,将矿井智能通风流程按照生产环节划分为6个板块,即感知监测、分析诊断、智能决策、方案审批、远程集控联控、执行反馈,共包含24个具体环节,建立了各个环节输入输出要素和环节之间的功能逻辑关系。按照“矿井通风系统整体规划+采掘用风区域重点细化”思路,提出了矿井全系统智能通风应用场景实现方案和采煤工作面与掘进工作面2个细化的智能通风应用场景实现方案,将矿井智能通风各个具体环节融入具体的应用场景中。为实现智能通风应用场景,基于逻辑分层思想优化了矿井智能通风系统整体架构,规划了由硬件驱动层、功能模块层、计算处理层、数据存储层、数据采集层构成的矿井智能通风管控平台。针对通风感知监测、分析诊断、智能决策、远程集控联控4个矿井智能通风关键板块中涉及的风量风速监测感知、通风阻力在线监测、全风网风量风压解算、灾源判识和灾变定位、矿井动态需风量计算、通风系统故障诊断、风量按需调控方案决策、应急控风方案决策、无人化远程控风、无人化应急控风10个关键环节,总结分析了目前各个关键环节关键技术现状,提出了各个关键环节关键技术实现路径,通过关键技术迭代升级,最终实现矿井通风系统全生命周期内时刻处于稳定可靠、安全可控、高效节能、应急降灾的运行状态。 展开更多
关键词 智能通风 通风流程 管控平台 智能决策 数据采集
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煤矿用5G关键技术研究现状与发展方向 被引量：8
10
作者 李晨鑫 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第7期79-88,共10页
结合现阶段煤矿用5G研究成果和应用实践经验,从煤矿用5G专网组网架构、覆盖优化、智能化应用场景构建3个方面分析了煤矿用5G关键技术研究现状与发展方向。煤矿用5G专网组网方面:煤炭集团级大规模组网和矿井独立专网2类模式可满足煤矿用5... 结合现阶段煤矿用5G研究成果和应用实践经验,从煤矿用5G专网组网架构、覆盖优化、智能化应用场景构建3个方面分析了煤矿用5G关键技术研究现状与发展方向。煤矿用5G专网组网方面:煤炭集团级大规模组网和矿井独立专网2类模式可满足煤矿用5G系统建设部署需求。煤矿用5G无线覆盖增强方面:煤矿用5G无线传输性能需要持续研究和提升,现阶段宜采用低频段(1 GHz以下)多载波SUL(补充上行链路)进行煤矿用5G的覆盖优化;针对井下无线电波防爆安全功率阈值可能实现的突破和提高,需要通过同步提升煤矿用5G基站与终端两侧的无线发射功率,方可实现煤矿用5G系统整体覆盖能力优化;需要开展基于6G RIS(可重构智能超表面)的煤矿用5G覆盖增强技术预研,为无线覆盖能力提升提供进一步支撑。煤矿智能化5G应用场景构建方面:需要开展矿用装备与矿用通信领域的联合技术攻关;研究基于煤矿用5G的装备远程控制及未来装备自主群体协同控制的信息物理映射;研究智能化应用的预期功能安全机制;研发小型化、轻量化及全面适配现场设备工业控制协议的煤矿用5G模组。 展开更多
关键词 智能矿山通信 煤矿用5G 5G专网 无线覆盖 智能化5G应用场景 矿井无线电波 防爆安全 可重构智能超表面 装备远程控制
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我国开采沉陷学70年研究综述及技术展望 被引量：17
11
作者 孙庆先 张勇 +1 位作者 陈清通 李宏杰 《中国矿业》 北大核心 2024年第3期86-99,共14页
从覆岩破坏规律、地表移动变形规律,以及技术标准和学术专著等方面,回顾了开采沉陷学科的发展历程和取得的重要研究成果。在覆岩破坏规律方面,我国学者提出了岩体响应采动理论、关键层理论等,并总结归纳了裂隙带的形态特征和发育高度;... 从覆岩破坏规律、地表移动变形规律,以及技术标准和学术专著等方面,回顾了开采沉陷学科的发展历程和取得的重要研究成果。在覆岩破坏规律方面,我国学者提出了岩体响应采动理论、关键层理论等,并总结归纳了裂隙带的形态特征和发育高度;在地表移动变形规律方面,我国学者提出了负指数函数法、概率积分法等计算方法,尤其是概率积分法广泛应用于地表沉陷预计;在技术标准和学术专著方面,我国开展了较为系统的建设工作,几经系统修订并实施,并出版了一系列学术专著。本文归纳总结了目前开采沉陷学研究中存在的难点问题,包括围岩介质属性、概率积分法局限性、综采(综放)“两带”高度和形态、地表残余移动变形特征与规律、动态地表移动变形特征和计算方法、地表观测站观测频率、相关规程对同一事项的技术要求不一致的问题。提出了学科今后研究工作的发展方向及建议,包括以覆岩运动全过程可视化为主要手段揭示开采沉陷的本质机理、以空间信息技术为主要手段完成数据的采集与处理。研究认为,只有认识到“采场矿压-岩层移动-开采沉陷”是一个有机统一的整体,才能准确地理解和描述开采沉陷。在不断继续补充完善已有研究成果的同时,有必要以新理论和新思想审视开采沉陷学,以新技术和新方法研究开采沉陷学,不断推动学科的深入发展。 展开更多
关键词 开采沉陷 覆岩破坏规律 地表移动变形规律 概率积分法 关键层理论
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大断面大压差远程控制平衡风门技术研究 被引量：6
12
作者 段思恭 彭然 +1 位作者 李伟 张浪 《中国矿业》 北大核心 2024年第5期127-135,共9页
随着煤矿开采逐渐向深部延伸,平衡风门作为重要的通风设施在井下的应用越来越广泛。然而,当大断面风门两侧存在较大压差时,会导致一系列问题,容易使风门受到破坏。为解决这一问题,对平衡风门进行了重新设计,增加了抗变形、三维可调节、... 随着煤矿开采逐渐向深部延伸,平衡风门作为重要的通风设施在井下的应用越来越广泛。然而,当大断面风门两侧存在较大压差时,会导致一系列问题,容易使风门受到破坏。为解决这一问题,对平衡风门进行了重新设计,增加了抗变形、三维可调节、就地智能控制和远程解锁短路排烟等功能。研究结果显示,在外形尺寸不变的情况下,新设计的风门自重减轻了约50%,但其强度得到增强,能够适应巷道变形量达到200mm。通过有限元分析对门扇、门框、迎风面等三个部件进行数值模拟计算,发现在16000N载荷下,门扇出现了局部失效,且最大位移发生在距离合页轴最远端的门扇受载荷面上。当巷道四周受到压力使门框产生最大变形量达到200mm后,风门仍能继续承受3000N的压力,未出现失效情况。当井下风压达到1000Pa时,最大位移出现在左门扇受载荷面的右下角位置,出现了局部失效,但并不影响风门的使用。经现场试验验证,平衡风门在一定矿压和大风压的情况下,正常使用且满足调风需求。研究结果表明,这种具备远程自动控制功能的大断面大压差的新型平衡风门能够提高风门的稳定性,确保通风系统的高效稳定运行。 展开更多
关键词 大断面大压差巷道 巷道变形 矿井通风 远程控制 数值模拟
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可移动式液压支架外加载及比压测试技术研究 被引量：2
13
作者 赵锐 刘欣科 +2 位作者 杨建新 唐小龙 王阳阳 《煤炭工程》 北大核心 2024年第1期214-219,共6页
为解决液压支架让缩性能、底座比压等测试项目的检测检验以及现有液压支架试验装置无法进行外加载的技术难题,设计了一种可移动式液压支架外加载及比压测试装置。该装置采用12根气液组合功能加载油缸作为外加载动力源及比压测试数据采... 为解决液压支架让缩性能、底座比压等测试项目的检测检验以及现有液压支架试验装置无法进行外加载的技术难题,设计了一种可移动式液压支架外加载及比压测试装置。该装置采用12根气液组合功能加载油缸作为外加载动力源及比压测试数据采集元件,可分别用于外加载和底座比压测试。外加载测试时,利用基于高精度刚性液压同步油缸调整技术的多缸同步加载实现测试装置的外加载功能;比压测试时,根据试验装置承载外载荷时不同区段的“气弹簧”沉降位移及压力数据的相互关系得到比压分布数值。通过在不同的试验台对不同规格液压支架进行让缩性能和比压测试试验,发现外加载测试过程平稳、比压测试数据采集快捷准确。实际测试表明,该装置具备在不同的液压支架试验装置间进行共享使用的功能,可有效解决液压支架外加载及比压测试的技术难题。 展开更多
关键词 外加载 比压测试 气液组合功能加载油缸 可移动式 液压支架
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矿用AI视频边缘计算技术研究与应用 被引量：2
14
作者 张立亚 郝博南 +1 位作者 马征 杨志方 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期85-92,共8页
目前矿山AI视频系统主要采用地面服务器进行分析处理,存在视频分析整体响应时延较高、多系统联动延迟、网络带宽资源占用大等问题。针对该问题,设计了一种轻量化、可边缘部署的矿用AI视频边缘计算系统。提出了基于注册机的轻量化软件开... 目前矿山AI视频系统主要采用地面服务器进行分析处理,存在视频分析整体响应时延较高、多系统联动延迟、网络带宽资源占用大等问题。针对该问题,设计了一种轻量化、可边缘部署的矿用AI视频边缘计算系统。提出了基于注册机的轻量化软件开发工具包(SDK)框架,对算子进行解耦,以提升算法并行运算能力,降低SDK对存储空间的需求;对YOLOv7的卷积运算进行分组设计,利用恒等映射对Focus主干网络进行优化,以减少运算量并轻量化网络结构,同时引入Transformer中的注意力机制提高检测性能。集成国产化智能芯片和5G通信模块,研制了矿用AI视频服务器,实现了矿山边缘节点部署与计算。实验结果表明:矿用AI视频边缘计算系统响应出色,部署注册机SDK与改进YOLOv7模型后,平均推理时延为28 ms,较React Native+YOLOv7和MobileNet分别减少52%和44%;在各种负载情况下,矿用AI视频服务器的响应时间远低于矿山操作的最低要求。现场工业性测试结果表明:矿用AI视频服务器接入8路摄像仪时,响应时延为51 ms,带宽维持在45 Mbit/s,比使用地面服务器时的时延降低了59%,带宽提高了15%,实现了对井下视频数据的实时、就地分析处理,有效降低了数据传输时延,提高了视频分析的响应速率和处理效率。 展开更多
关键词 智能矿山 AI视频分析 边缘计算 注册机 YOLOv7 轻量化设计
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矿井离层水致灾机理及防治技术研究进展 被引量：2
15
作者 华可 李文 +4 位作者 李江华 邱浩 杜明泽 白耀 郝帅 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期238-246,共9页
针对矿井离层水研究过程中遇到的突水征兆不明显、瞬时水量大、滞后性、周期性突水等问题,从覆岩移动离层水的形成、致灾机理、防治技术、监测预警等方面总结了离层水的研究进展。首先,离层水害是采动影响下采场覆岩运动和地下水运移的... 针对矿井离层水研究过程中遇到的突水征兆不明显、瞬时水量大、滞后性、周期性突水等问题,从覆岩移动离层水的形成、致灾机理、防治技术、监测预警等方面总结了离层水的研究进展。首先,离层水害是采动影响下采场覆岩运动和地下水运移的耦合结果,通过挖掘突水事故的表现、覆岩结构及运动特征、地下水运移规律及相关研究现状,总结得到离层水形成基本条件和发育的基本规律,分析了突水引发溃泥溃砂、瓦斯涌出、切顶压架等次生灾害的机制。其次,离层垂向和水平位置预测是离层水害防治的关键,在此基础上,介绍了地面直通式泄水孔、离层注浆充填、井下截流孔、井下导流孔和地面抽排水孔5种离层水的防治方法,并结合工程实际,分析了其特点和问题。最后,利用岩层的岩性组合及地质条件评价离层突水危险性,同时结合回采过程中的多物理场监测数据实现了离层水害的预警,并提出了离层水研究过程中亟待解决的问题。 展开更多
关键词 覆岩移动 离层突水 致灾机理 防治方法 监测预警
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坚硬顶板条件下沿空掘巷小煤柱留设尺寸及围岩控制技术研究 被引量：2
16
作者 张礼 《中国煤炭》 北大核心 2024年第11期76-85,共10页
为研究大采高坚硬顶板条件下小煤柱留巷围岩稳定性控制技术,以乡宁矿区申南凹煤矿坚硬顶板大采高开采实际工程为背景,综合运用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,从邻空侧覆岩结构、小煤柱留设宽度及巷道围岩稳定性控制技术3个方面进... 为研究大采高坚硬顶板条件下小煤柱留巷围岩稳定性控制技术,以乡宁矿区申南凹煤矿坚硬顶板大采高开采实际工程为背景,综合运用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,从邻空侧覆岩结构、小煤柱留设宽度及巷道围岩稳定性控制技术3个方面进行了研究。以申南凹煤矿20108工作面小煤柱沿空掘巷为实际工程背景,建立了坚硬顶板条件下邻空侧覆岩结构力学模型,推导出坚硬顶板条件下内应力场长度计算式,进而得出小煤柱尺寸理论宽度为7.27 m;采用数值模拟对比分析不同煤柱留设宽度下的巷道围岩应力、塑性区分布特征、两帮及顶底板移近量等关键信息,优选出最佳的留巷方案,并进行了现场工业性试验。研究表明,采用6 m护巷煤柱配合“高预紧力锚网索+M钢带+锚梁”联合支护方式,在回采期间两帮最大绝对移近量可控制在520 mm以内,巷道未出现冒顶、煤柱崩溃、锚杆整体移出等现象。 展开更多
关键词 坚硬顶板 沿空掘巷 小煤柱宽度 围岩稳定性控制
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基于PCA−Transformer的工作面瓦斯浓度预测算法研究 被引量：1
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作者 杨建 舒龙勇 +2 位作者 张书林 秦凯 崔聪 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期1-7,共7页
针对目前工作面瓦斯浓度预测的研究样本在特征维度及数据体量方面偏小,难以从大规模时序数据中挖掘出瓦斯浓度长时间尺度上波动规律的问题,提出一种基于主成分分析(PCA)−Transformer的工作面瓦斯浓度预测算法。首先,对瓦斯浓度原始数据... 针对目前工作面瓦斯浓度预测的研究样本在特征维度及数据体量方面偏小,难以从大规模时序数据中挖掘出瓦斯浓度长时间尺度上波动规律的问题,提出一种基于主成分分析(PCA)−Transformer的工作面瓦斯浓度预测算法。首先,对瓦斯浓度原始数据进行数据清洗,采用最小−最大特征缩放标准化公式对清洗后的数据进行归一化操作。然后,利用PCA对7种影响工作面瓦斯浓度的因素(上隅角瓦斯浓度、回风流瓦斯浓度、氧气浓度、一氧化碳浓度、温度、纯流量、风速)进行降维处理,有效剔除与工作面浓度相关性较低的影响因素。最后,将处理后的训练集输入到Transformer模型,通过编码器、解码器提取瓦斯浓度内在的变化规律和特征。以某高瓦斯矿井224工作面监测数据为样本,利用PCA−Transformer预测模型与长短时记忆神经网络(LSTM)、PCA−LSTM及Transformer等预测模型进行对比分析,结果表明:①PCA−Transformer模型的平均绝对误差为0.0203,均方误差为0.0472,运行时间为86 s,能够满足煤矿生产对瓦斯浓度预测的精度与时效要求。②相较于LSTM,PCA−LSTM,Transformer等预测模型,PCA−Transformer预测模型能够更好地拟合瓦斯浓度变化趋势,有效识别波峰、波谷序列特征,计算耗时最少,验证了PCA−Transformer预测模型的有效性。 展开更多
关键词 工作面瓦斯浓度预测 瓦斯时序数据 主成分分析 TRANSFORMER 降维处理
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察哈素煤矿导向槽定向水力压裂增透技术研究
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作者 魏远 赵尤信 《中国煤炭》 北大核心 2024年第2期44-49,共6页
针对察哈素煤矿煤层透气性低、瓦斯抽采难度大的问题,提出应用预置导向槽的定向水力压裂技术提高煤层抽采效率的技术方法。利用COMSOL Mutiphysics模拟软件建立煤岩应力损伤渗透的水力压裂抽采耦合模型,分析导向槽作用下煤层弹性损伤模... 针对察哈素煤矿煤层透气性低、瓦斯抽采难度大的问题,提出应用预置导向槽的定向水力压裂技术提高煤层抽采效率的技术方法。利用COMSOL Mutiphysics模拟软件建立煤岩应力损伤渗透的水力压裂抽采耦合模型,分析导向槽作用下煤层弹性损伤模量的变化以及有效抽采半径,并在24130工作面进行了现场试验。数值模拟和现场试验效果表明,导向槽作用煤层所受的水平主压力大于垂直方向的主应力,率先在水平方向上发生岩层拉伸破裂,现场定向水力压裂作业后抽采钻孔的平均瓦斯浓度为42.4%,平均瓦斯纯量为0.0098 m^(3)/min,有效抽采半径为3.6 m,与数值模拟结果大致吻合。 展开更多
关键词 定向水力压裂 瓦斯抽采 导向槽 抽采半径 数值模拟
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有机太阳能电池阴极界面材料研究进展 被引量：1
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作者 赵勇 赵渊 黄澎 《化工进展》 北大核心 2025年第6期3524-3540,共17页
在过去几十年中,有机太阳能电池(OSC)由于其创新的材料设计和优化的器件结构取得了巨大的研究进展,目前单结OSC的能量转换效率已经超过了20%。界面工程是一种提高器件效率的关键手段,主要通过修饰OSC不同组分之间的界面性质和提高电荷... 在过去几十年中,有机太阳能电池(OSC)由于其创新的材料设计和优化的器件结构取得了巨大的研究进展,目前单结OSC的能量转换效率已经超过了20%。界面工程是一种提高器件效率的关键手段,主要通过修饰OSC不同组分之间的界面性质和提高电荷传输效率来实现,已成为推动器件性能提升的重要部分。理解界面层的内在工作机制以及与器件性能和长期稳定性相关的物理化学过程至关重要。在本文中,重点讨论了阴极界面工程在开发高性能OSC中的多方面应用和研究进展,着重于界面材料、界面处理技术和后处理工艺。首先,总结了阴极界面层(CIL)的特定功能及其相应的设计原则。然后,从单结OSC的CIL分类出发讨论了界面工程对器件效率和稳定性提升的作用机理,详细介绍了各种新型阴极界面传输材料的开发设计工作。最后,针对界面工程大面积、高性能和低成本器件制备应用过程面临的挑战和前景进行了讨论。 展开更多
关键词 有机太阳能电池 阴极界面层 界面工程 界面性质 能量转化效率
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冷却方式对微波辐射玄武岩损伤效果的影响规律研究
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作者 施伟 陈登红 +2 位作者 方曙 汪朝家 侯猛 《金属矿山》 北大核心 2025年第8期27-37,共11页
针对传统硬岩破碎效率低及微波辅助破岩中冷却路径影响机制不明的问题,以玄武岩为对象,系统探究了微波辐射后不同冷却方式对岩石损伤的影响规律。通过对比自然冷却、实时高温及水流冲击循环冷却路径下岩石的波速、抗拉强度、分形维数和... 针对传统硬岩破碎效率低及微波辅助破岩中冷却路径影响机制不明的问题,以玄武岩为对象,系统探究了微波辐射后不同冷却方式对岩石损伤的影响规律。通过对比自然冷却、实时高温及水流冲击循环冷却路径下岩石的波速、抗拉强度、分形维数和应变场特征,发现水流冲击循环冷却通过快速降温显著加剧试件内外热应力差异,从而最大化提升损伤效果。试验表明:短时辐射结合间歇水流冲击的冷却策略可高效驱动多尺度裂纹扩展,其中辐射45 s后水流冲击30 s的循环路径效果最优,导致波速降幅达19%、抗拉强度降低近50%,分形维数显著提升;微观分析进一步揭示了热应力梯度主导的裂纹扩展机制。研究证实,在相同能耗下,温度差越大损伤效果越好,短时辐射结合间歇水流冲击的循环冷却策略可显著提升微波辅助破岩效率。可为后续试验和工程实际中微波辅助破岩的应用提供借鉴。 展开更多
关键词 微波辐射 玄武岩 冷却路径 分形维数 损伤效果
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