矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟试验研究

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作者 武强 姚义 +5 位作者 杜沅泽 李会平 赵颖旺 徐华 刘守强 王潇 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期13-22,共10页

考虑矿井水害中多因素影响下涉险人员危险性的科学评价是人员应急疏散救援工作的重要研究内容。目前在水害中涉险人员的危险判断主要依赖经验,带有一定的盲目性,试验研究却鲜有报道。鉴于此,构建矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟试... 考虑矿井水害中多因素影响下涉险人员危险性的科学评价是人员应急疏散救援工作的重要研究内容。目前在水害中涉险人员的危险判断主要依赖经验,带有一定的盲目性,试验研究却鲜有报道。鉴于此,构建矿井突水巷道涉水人员稳定性物理模拟试验模型,开展不同巷道坡度上多种水流条件下圆柱体模型力学监测、人员涉水站立稳定性和涉水行走速度测试研究。通过试验数据分析,提炼矿井水害应急逃生过程中人员涉水稳定性和涉水行走安全速度潜在关系,以揭示矿井突水巷道中人员涉水逃生和巷道坡度、水流等因素的规律。试验研究结果表明:①圆柱体模型力学监测试验中,随着进入巷道模型来流的单宽流量增大,距坡面5 cm高处传感器其60 s监测力的时均值和最大值均呈正相关性;其中力学监测值以一个范围“带”的方式出现,在均值水平上下波动变化,服从近似正态或正态分布;而45 cm高处的传感器出现被拉伸状态,表明人体在巷道水流作用下会出现滑移失稳的危险可能;②人体站立稳定性测试中,在涉水逃生中同一水流条件人员不同站立姿态下,涉水稳定性差异明显,表明人体的有效迎流面积大小变化对稳定性影响关键且敏感;③巷道10°、15°和20°斜坡上人员涉水行走试验分析中,人员涉水行走平均速度下降为0.2 m/s左右时,人体涉水站立相当困难,可称其为涉水行走安全速度阈值;同时,提出“上游水位×拟合斜率+无水速度截距”式表征涉水行走安全速度与进水水位之间的线性负相关性,并可拟合确定预测函数;④在巷道斜坡上人员进行逆水上坡行走、顺水下坡行走和无水上坡、无水下坡多种测试,通过数据统计分析揭示人员在巷道斜坡上逆水上坡和顺水下坡与坡度的线性负相关性,提出“坡度×拟合斜率+水平速度截距”式拟合确定具体预测函数。开展矿井水害中巷道上涉水人员稳定性物理模拟试验,揭示人员涉水疏散的稳定性和安全速度阈值潜在规律,以期推动水害智能应急救援的理论优化和定量模型研究发展,为矿井水害智能应急救援系统辅助决策等研究建设提供科学支撑。 展开更多

关键词 矿井水害 涉险人员 物理模拟试验 涉水稳定性 涉水行走安全速度

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矿山三维地质建模研究进展:原理、方法与应用

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作者 张村 贾胜 +1 位作者 华埜 宋启 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期222-238,共17页

矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构,有助于提升矿业开发的精准性和效率,减少风险并优化资源利用。笔者归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法,总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状,探讨了当前三维地质建模技术面... 矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构,有助于提升矿业开发的精准性和效率,减少风险并优化资源利用。笔者归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法,总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状,探讨了当前三维地质建模技术面临的挑战与未来的发展趋势。三维地质建模是利用计算机三维图形技术将散布的勘探数据整合为反映地质构造及属性变化的数字化模型。这些模型可分为面模型、体模型和混合模型,同时根据用途和数据来源,又可细分为静态模型(构造模型、地层模型、属性模型)和动态模型。建模过程包括数据获取、处理和模型构建,涉及地质勘探数据、遥感数据和工程数据等多种数据来源,并通过多种插值方法弥补数据不足,国内外已经开发出多种建模软件。在矿山三维地质建模应用方面,三维建模的应用集中于矿产资源开发、采矿工程设计和矿山安全生产,通过建立准确的三维模型,提升对地下结构的认识,实现资源量计算的智能化与动态管理。三维通风模拟与可视化技术能够优化通风方案,节约成本,三维地质建模技术与自动化设备和传感技术结合,可以实现矿区实时监控、精确定位和动态调整。在矿山灾害监测中,三维地质建模技术能够进行矿山灾害的分级评价,并结合数值仿真为矿山灾害的预防和风险规避提供有效支持,保障工作人员的安全。当前三维地质建模技术存在数据处理效率低、自动化程度不足等问题,未来应结合人工智能,推动三维地质建模技术向智能化、自动化方向发展。 展开更多

关键词 矿业开发 三维地质建模 资源预测 开采设计 灾害预警 人工智能

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基于模糊规则的矿用自卸车驱动防滑控制研究

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作者 郝鑫宇 邢慧茹 +1 位作者 焦志翔 陈康帅 《煤矿机械》 2025年第1期214-217,共4页

针对电传动矿用自卸车在运行过程中无法根据道路情况自适应输出转矩、车轮过度滑转难以及时调整的问题,对其牵引系统进行深入研究,提出基于模糊规则的矿用自卸车驱动防滑控制系统,有效解决了车辆在低附着路面车轮易打滑的问题,提高了车... 针对电传动矿用自卸车在运行过程中无法根据道路情况自适应输出转矩、车轮过度滑转难以及时调整的问题,对其牵引系统进行深入研究,提出基于模糊规则的矿用自卸车驱动防滑控制系统,有效解决了车辆在低附着路面车轮易打滑的问题,提高了车辆在地面附着系数突变时打滑的调整能力。最终通过仿真验证了该系统的有效性,对矿用自卸车驱动防滑系统的设计应用具有一定的意义。 展开更多

关键词 矿用自卸车 驱动轮 车辆动力学分析 MATLAB仿真分析

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煤炭企业碳排放核算方法研究综述

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作者 郑玉蓉 孙文彬 +2 位作者 杜守航 朱林烨 黄宇祺 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期1143-1153,共11页

煤炭企业碳排放核算是制定合理碳减排措施的基础和前提。国内外学者采用多种方法对煤炭企业碳排放量进行核算,目前针对不同方法的核算流程、适用范围和优缺点尚未有系统的总结归纳。基于此,通过梳理国内外文献,总结了煤炭企业碳排放核... 煤炭企业碳排放核算是制定合理碳减排措施的基础和前提。国内外学者采用多种方法对煤炭企业碳排放量进行核算,目前针对不同方法的核算流程、适用范围和优缺点尚未有系统的总结归纳。基于此,通过梳理国内外文献,总结了煤炭企业碳排放核算的流程:确定目标任务、确定核算边界、识别排放源、建立核算模型、收集数据、计算碳排放量、评价核算精度。整理归纳了不同煤炭企业(井工煤矿和露天煤矿)碳排放核算方法,明确了不同核算方法的优缺点和适用范围,完善了核算模型:排放因子法计算过程简单,应用最广,能源消耗数据和排放因子的获取是准确进行碳排放核算的关键,考虑了降尘用水消耗、煤层氧化和土地用途改变带来的碳排放,完善了排放因子的核算模型;物料平衡法基于质量平衡原则进行碳排放核算,可区分具体设施或流程的碳排放,数据需求复杂,数据获取困难;实测法通过实时监测烟气排放参数或CO_(2)通量,并借助相关模型进行碳排放量反演估算,该方法是反映煤炭企业碳排放变化特征的有力工具,但无法对碳排放来源进行区分;生命周期法扩展了煤炭企业碳排放核算的边界,可反映煤炭企业生命周期排放量,明确了煤炭企业全生命周期及其内不同子系统的核算边界。立足当下煤炭企业碳排放核算需求,指出煤炭企业能源消耗数据的精细化观测和记录、排放因子的修正或测定是提升煤炭企业碳排放核算精度的关键;分别选取有代表性的井工煤矿和露天煤矿完善优化碳排放核算模型并将其作为煤炭企业碳排放核算的蓝本,更有利于把握不同类型煤炭企业的碳排放特征;同步完善能源消耗数据的碳排放核算体系和“固定观测-卫星观测-无人机巡查-走航监测”的碳排放实时监测体系,实现煤炭企业碳排放数据序列化、格网化是未来煤炭企业碳排放动态变化监测的重要发展方向。 展开更多

关键词 煤炭企业 碳排放 核算方法 研究进展 综述

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重载矿用辅助运输车行驶平顺性分析研究 被引量：2

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作者 王庆雄 陈康帅 王萌 《煤矿机械》 2024年第5期58-60,共3页

为了研究重载辅助运输车在井工矿复杂地质环境中行驶平顺性的问题,利用ADAMS/Car软件建立辅助运输车整车动力学模型,按照国家标准对其在脉冲输入行驶和随机输入行驶工况下的平顺性进行仿真分析。在脉冲输入行驶工况下,求取该车不同车速... 为了研究重载辅助运输车在井工矿复杂地质环境中行驶平顺性的问题,利用ADAMS/Car软件建立辅助运输车整车动力学模型,按照国家标准对其在脉冲输入行驶和随机输入行驶工况下的平顺性进行仿真分析。在脉冲输入行驶工况下,求取该车不同车速不同位置处的最大加速度响应,分析脉冲输入对乘员主观感受和重物完整性的影响;在随机输入行驶工况下,求取该车在不同路面不同速度下加权加速度均方根值,应用MATLAB计算各轴向加速度功率谱密度,对辅助运输车的行驶平顺性进行对比分析。仿真结果表明,该车可以在保证乘员舒适度的同时又能保证重物运输完整性,行驶平顺性满足使用要求。 展开更多

关键词 重载车辆 辅助运输车 行驶平顺性 ADAMS/CAR

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从浮选尾矿中综合回收钨的试验研究

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作者 李利滔 邓久帅 《中国矿业》 北大核心 2024年第12期251-260,共10页

浮选尾矿中WO_(3)的含量为0.130%,具有综合回收价值。该尾矿中矿物成分较多,其中,钨矿物主要为黑钨矿,其次为白钨矿、钨华,其他金属矿物主要为黄铁矿,以及微量的闪锌矿、方铅矿、褐铁矿、菱铁矿、磁铁矿等。脉石矿物主要为石英,其次为... 浮选尾矿中WO_(3)的含量为0.130%,具有综合回收价值。该尾矿中矿物成分较多,其中,钨矿物主要为黑钨矿,其次为白钨矿、钨华,其他金属矿物主要为黄铁矿,以及微量的闪锌矿、方铅矿、褐铁矿、菱铁矿、磁铁矿等。脉石矿物主要为石英,其次为钙铁榴石,少量的方解石、伊利石、钾长石等。在各粒级钨金属分布中微、细粒级的钨占有率高,若此类微、细粒级不能脱除,将严重影响钨的回收效果。试验研究了浮选方案和重选方案,均获得较好效果。采用浮选方案,开路试验获得产率1.32%、WO_(3)品位2.94%、回收率29.68%的钨总精矿,对该钨总精矿,经过三次开路加温精选试验,获得作业产率3.18%、作业回收率66.71%、WO_(3)品位61.15%的钨精矿,全流程闭路试验获得产率0.06%、WO_(3)品位60.62%、回收率34.82%的钨精矿;采用重选方案,其全流程试验获得产率0.24%、WO_(3)品位19.53%、回收率36.65%的钨总精矿,其中,产率约0.01%的钨精矿WO_(3)品位达到66.58%。由于浮选方案工艺流程较复杂、药剂成本高且回水残留药剂对主流程浮选有比较严重的影响,对环境也造成一定影响。因此,为了达到高效、低成本且环境友好的效果,研究推荐采用重选的原则方案。 展开更多

关键词 钨矿 重选 浮选 尾矿 综合回收

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我国不同类别煤层底板水害致灾机理与防控远景导向

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作者 曾一凡 朱慧聪 +9 位作者 武强 王厚柱 傅先杰 王铁记 王玺瑞 樊九林 胡荣杰 才向军 阚雪冬 高生保 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1073-1099,共27页

我国成煤条件苛刻,赋煤环境复杂多变,资源呈全域性跨多地质类型、点散式分布,导致回采共(伴)生地质灾害频现。同时,伴随煤炭资源开发布局优化调控,煤层底板水害负面导向性越趋显著,高承压水水力驱动及强敏感性缺陷构造活化的协同作用导... 我国成煤条件苛刻,赋煤环境复杂多变,资源呈全域性跨多地质类型、点散式分布,导致回采共(伴)生地质灾害频现。同时,伴随煤炭资源开发布局优化调控,煤层底板水害负面导向性越趋显著,高承压水水力驱动及强敏感性缺陷构造活化的协同作用导致煤层底板水害宏观动力学表象威胁性显著提升,成为我国煤炭资源高质量转型发展的内生阻力。为全方位掌握我国煤层底板水害发展形势,探讨未来基于新技术开展防控作业的重点攻关方向,从时间、空间、突水量等多维视角下全方位展示了近年来我国煤层底板水害动态演变趋势,对类型进行了“总−分”式细划,并通过建立地质力学模型探讨了我国煤层底板水害力学互馈响应机制,基于灾害宏观表象等揭示了其内生致灾机理,指出了防控技术理念的新发展路径和远景导向。研究发现:统计分析了我国煤层底板水害多维视角下的演变规律和特征,探讨建立了我国煤层底板水害主体架构,依据事故核心致因体系及宏观致灾表象等将煤层底板水害划分为岩溶陷落柱突水、断层活化突水及裂隙导升(复合)灰岩水突涌3大类,进一步细化为全路径贯通增量导升型突水(岩溶陷落柱)、贯穿煤层型突水(断层)、单层随采卸荷直接型突水(裂隙)等12个子类,并针对性的独立分析了3个大类煤层底板水害地理空间分布规律;分析了地应力和承压水水压对岩溶陷落柱突水过程承压水导升路径异化发育作用机制,提出了覆岩顶板动/静载扰动诱发底板岩溶陷落柱突水模式,阐明了其力学启动条件及致灾机理;建立了煤层底板断层宏细观地质力学构造概化模型,基于诱发断层活化突水的核心致灾诱因识别并建立了不同类别煤层底板断层活化突水力学判据;以裂隙为基础单元,“由1至n”式建立了单一层位和复合层位承压含水层诱发裂隙型导升(复合)灰岩水突涌的临界判别条件,揭示了该类型底板水害全过程致灾机理;在总结现行煤层底板水害探查、预测及控制技术理念基础上,结合前沿发展方向,指出并建议在煤层底板本底地质基因的全生命周期采动诱变特征三维动态重构、适用于时空分异动态地质环境的煤层底板突水预测预报理念升级、低扰动强干预的随采随治保/控水互馈注浆治理技术应用、修复后地质生态系统长效监控诊断诊疗平台建立等方面展开攻关,构建煤层底板水害全时空防控大体系,紧跟新质生产力大背景下全煤行业新业态发展步伐。 展开更多

关键词 矿井水防治 底板水害 岩溶陷落柱 断层 致灾机理

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融合概率积分法与SBAS-InSAR的开采沉陷计算方法

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作者 丁星丞 李培现 +3 位作者 康新亮 王明亮 张涛 郝登程 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第1期48-56,共9页

针对开采沉陷概率积分法参数反演过程中存在容易陷入局部最优解、反演结果无法准确预计边缘沉降的问题,提出将蜣螂优化算法应用于概率积分法参数反演,结合SBAS-InSAR沉降监测值获取矿区整体沉降信息。首先依据SBAS-InSAR技术监测形变的... 针对开采沉陷概率积分法参数反演过程中存在容易陷入局部最优解、反演结果无法准确预计边缘沉降的问题,提出将蜣螂优化算法应用于概率积分法参数反演,结合SBAS-InSAR沉降监测值获取矿区整体沉降信息。首先依据SBAS-InSAR技术监测形变的梯度信息获取可靠的矿区小梯度形变区域沉降值;然后将寻优能力强、准确度高的蜣螂优化算法应用于概率积分法参数反演,计算获取矿区大梯度形变区域沉降值;最后基于距离平方加权法将概率积分法预计沉降值与SBAS-InSAR沉降监测值融合计算,得到开采沉陷变形信息。以山西省古交市马兰矿10604工作面作为研究对象,采用实地62个水准监测点数据与25景Sentinel-1A数据进行实验分析。结果表明,蜣螂优化算法参数反演结果优异,数据融合后可获取准确的沉降信息,计算精度相对于单独使用SBAS-InSAR和概率积分法分别提高59%与32%。 展开更多

关键词 开采沉陷 概率积分法 蜣螂优化算法 SBAS-InSAR 数据融合

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基于自注意力机制的矿井次光照图像语义分割研究 被引量：2

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作者 杨克虎 龙启航 +3 位作者 汪嘉文 彭宝山 金波 杨学孟 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2023年第5期9-18,共10页

引入图像语义分割技术,对矿井次光照环境中的目标物进行分割,将图像分成原始清晰图像和次光照图像两类,采用基于深度学习的图像增强方法对次光照条件下拍摄的图像增强细节后替换,再利用单应变换算法对数据集进行扩充,进而构建矿井巷道... 引入图像语义分割技术,对矿井次光照环境中的目标物进行分割,将图像分成原始清晰图像和次光照图像两类,采用基于深度学习的图像增强方法对次光照条件下拍摄的图像增强细节后替换,再利用单应变换算法对数据集进行扩充,进而构建矿井巷道图像语义分割标准数据集。提出一种基于自注意力机制的轻量级编码—解码结构网络:以DeepLab V3+编码—解码网络为基础网络,在编码结构中,提取矿井图像深、浅层语义特征信息,将深层语义特征信息经由轻量级自注意力机制模块进行特征激活,而浅层语义特征信息直接送入解码器中,在解码结构中拼接深、浅层语义特征信息,恢复原始图像尺寸,输出分割结果。与传统算法就图像预测进行对比实验,结果表明:在网络复杂度方面,对于3通道512×512像素大小的图像,算法的网络理论计算量FLOPs仅48.80 G,参数量仅11.90 M;在网络分割精度方面,平均交并比76.50%,平均像素精度87.75%,领先其他主流网络;在速度方面,推理一张图像的速度能达到0.032 s,可满足轻量级网络的要求。 展开更多

关键词 矿井图像语义分割 编码解码结构 轻量级网络 自注意力机制

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考虑厚硬岩层的采场覆岩压力拱模型及其应用

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作者 张村 任赵鹏 +1 位作者 何军 马健起 《中国矿业》 北大核心 2025年第3期113-124,共12页

采动压力拱模型与厚硬岩层梁结构模型是分析矿山压力与岩层控制的重要空间结构模型,两者相互作用,共同影响开采扰动下覆岩运移和工作面矿压显现特征。基于此,本文结合压力拱理论与厚硬岩层梁结构理论,基于厚硬岩层破断和压力拱发育高度... 采动压力拱模型与厚硬岩层梁结构模型是分析矿山压力与岩层控制的重要空间结构模型,两者相互作用,共同影响开采扰动下覆岩运移和工作面矿压显现特征。基于此,本文结合压力拱理论与厚硬岩层梁结构理论,基于厚硬岩层破断和压力拱发育高度的相互关系,构建了厚硬岩层-压力拱统一理论模型。同时基于厚硬岩层-压力拱模型分析了开采条件和厚硬岩层对覆岩损伤发育和矿压显现的影响。进一步构建了工作面来压预测计算模型,提出了不同影响因素下覆岩损伤发育范围计算方法。研究结果表明:由于厚硬岩层的滞后破断,悬顶上方由于应力集中导致压力拱的非对称式发育现象,其与厚硬岩层的联动破坏导致了强矿压的产生;厚硬岩层初次破断步距随着岩层厚度增加呈线性增长,并且由剪切破坏逐渐转为拉伸破坏;工作面推进速度的增加使得厚硬岩层初次破断步距增长,但当推进速度增长到一定程度后对破断步距的影响将变小;当存在多层厚硬岩层时,随着厚硬岩层层间距的增加,低位厚硬岩层初次破断步距呈非线性减小趋势。采用本文提出的模型对上湾矿12401工作面来压步距进行了理论计算,并与现场实测进行了对比验证,当推进速度较慢时,平均周期来压步距为11.76 m;当推进速度较快时,平均周期来压步距为18.33 m,与现场实测结果基本一致。 展开更多

关键词 压力拱 厚硬岩层 覆岩破断 开采参数 矿压预测

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煤炭工业互联网技术研究综述 被引量：5

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作者 杨军 张超 +1 位作者 杨恢凡 郭一楠 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第4期23-32,共10页

煤炭工业互联网是加速煤炭领域高质量发展的重要引擎,可有效驱动能源领域设备智能化、产业数字化。给出了煤炭工业互联网体系架构,从感知层、传输层、赋能平台、工业APP、信息安全5个方面分析了煤炭工业互联网技术研究现状和发展方向。... 煤炭工业互联网是加速煤炭领域高质量发展的重要引擎,可有效驱动能源领域设备智能化、产业数字化。给出了煤炭工业互联网体系架构,从感知层、传输层、赋能平台、工业APP、信息安全5个方面分析了煤炭工业互联网技术研究现状和发展方向。感知层在实现超低功耗、精准感知、高可靠性、能量自动捕获等方面取得进步,但仍存在感知手段单一、易受环境因素影响等问题,目前还无法充分满足矿井泛在感知需求,可从新型传感器研发、低功耗和能量收集技术、抗电磁干扰技术、智能感知技术等方面进一步提高感知层智能化水平。传输层现有的以太网、4G、WiFi等技术无法满足智慧矿山高可靠、高带宽、低延迟的传输要求,5G技术可满足全矿井泛在感知需求,但在井下应用中仍存在最大射频功率受限、无法可靠应对井下应急场景等问题,因此目前井下还不能完全使用5G替代传统通信网络。赋能平台是煤炭工业互联网推动智能化的中枢和核心,指出大数据是赋能平台的关键要素,煤炭工业机理模型和诊断决策模型是赋能平台的灵魂,数字孪生技术可为煤炭行业生产、决策、管理等环节赋能。工业APP可为煤炭产业链各环节提供服务,帮助煤炭行业攻克高风险、工艺继承创新难、产业链协同难等难题,但是煤炭领域工业APP的发展应用仍不成熟。信息安全是煤矿智能化建设的保障,需要从物理信息安全、网络信息安全、系统信息安全、数据信息安全和应用信息安全等方面采取措施,提升安全防护水平。 展开更多

关键词 煤炭工业互联网 智能感知 5G 赋能平台 工业APP 信息安全 大数据 数字孪生 设备智能化 产业数字化

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露天煤矿无人驾驶运输系统应急管理体系研究 被引量：6

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作者 薛棋文 丁震 +2 位作者 孙振明 李腾飞 杨健健 《工矿自动化》 北大核心 2022年第10期107-115,共9页

随着智能化矿山的发展,露天煤矿无人驾驶运输系统已逐步开展实验应用,但新技术的应用带来新的管理挑战,已有的应急管理体系无法满足新的现状需求。针对上述问题,从现状分析、体系框架设计、体系构建、未来发展趋势等4个方面,对露天煤矿... 随着智能化矿山的发展,露天煤矿无人驾驶运输系统已逐步开展实验应用,但新技术的应用带来新的管理挑战,已有的应急管理体系无法满足新的现状需求。针对上述问题,从现状分析、体系框架设计、体系构建、未来发展趋势等4个方面,对露天煤矿无人驾驶运输系统应急管理体系进行了研究。首先,分析了露天煤矿无人驾驶运输系统应急管理现状,总结了应急管理工作中可能面临的新挑战:新技术应用经验不足、缺乏针对性应急管理内容、信息共享及协调能力弱导致事件处置流程与内容不够明确。其次,对露天煤矿无人驾驶运输系统的突发事件进行了分类(包括运输事故类、气象灾害类、通信事故类、火灾类及其他类),并结合露天煤矿企业安全及应急管理的总体要求,针对性地设计了露天煤矿无人驾驶运输系统的应急管理体系框架,涵盖了生产作业过程中对突发性危机事件的预防、监控、处理和恢复整个环节。然后,从应急准备与演练、监测预警、应急响应、处置管理4个方面对露天煤矿无人驾驶运输系统应急管理体系建设内容进行了详细分析。最后,基于智能化矿山发展背景,探讨了露天煤矿应急管理体系未来发展趋势,包括调度管理与应急处置一体化、应急预案编制智能化、信息安全重视高度化。研究成果为进一步完善露天煤矿无人驾驶运输系统突发事件应急管理理论、制定切实有效的应急预案提供了参考。 展开更多

关键词 煤矿智能化 露天煤矿 无人驾驶运输系统 应急管理体系

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新型硫抑制剂HD12替代石灰的试验研究 被引量：3

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作者 王体琛 邓久帅 +3 位作者 卢雨 孙振武 朱开顺 朱萱菲 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第9期98-102,共5页

内蒙古锡盟地区含锌硫化矿石含锌1.46%、含铁22.07%。矿石中主要金属矿物为闪锌矿、磁铁矿、黄铁矿和磁黄铁矿等,主要脉石矿物为石英、钙铁石榴石、方解石、云母、闪石等。为解决该矿石浮选过程中大量使用石灰所导致的安全、环保等问题... 内蒙古锡盟地区含锌硫化矿石含锌1.46%、含铁22.07%。矿石中主要金属矿物为闪锌矿、磁铁矿、黄铁矿和磁黄铁矿等,主要脉石矿物为石英、钙铁石榴石、方解石、云母、闪石等。为解决该矿石浮选过程中大量使用石灰所导致的安全、环保等问题,采用自主研发的新型硫抑制剂HD12替代石灰,开展了浮选试验研究。在磨矿细度为-0.074 mm占75%的条件下,通过条件试验确定锌粗选适宜的药剂制度为:HD12用量10 g/t,硫酸铜用量240 g/t,丁基钠黄药用量80 g/t。在此基础上,采用“1粗2精3扫”的闭路浮选工艺流程处理该矿石,获得了锌品位50.04%、锌回收率88.97%的锌精矿,实现了含锌硫化矿中锌资源的高效回收。HD12为硫抑制剂时锌选别指标优异,同时显著降低了药剂用量,可替代石灰用于闪锌矿与黄铁矿、磁铁矿的分离。 展开更多

关键词 石灰 新型硫抑制剂 闪锌矿 黄铁矿 锌硫分离

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南美洲某斑岩型铜矿弱碱性矿浆中浮选铜的试验研究 被引量：2

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作者 李利滔 邓久帅 《有色金属（选矿部分）》 CAS 北大核心 2023年第5期106-112,共7页

南美洲某铜矿为伴生金银的斑岩型铜矿,矿石中铜矿物主要为黄铜矿,少量为蓝辉铜矿,偶见铜蓝及黝铜矿、孔雀石;其他金属矿物主要为黄铁矿,另有微量金红石、毒砂、磁铁矿、磁黄铁矿等;非金属矿物主要为石英、绢云母,其次为正长石、钠长石... 南美洲某铜矿为伴生金银的斑岩型铜矿,矿石中铜矿物主要为黄铜矿,少量为蓝辉铜矿,偶见铜蓝及黝铜矿、孔雀石;其他金属矿物主要为黄铁矿,另有微量金红石、毒砂、磁铁矿、磁黄铁矿等;非金属矿物主要为石英、绢云母,其次为正长石、钠长石、绿泥石、方解石、白云石、黑云母等。EC药剂在弱碱性矿浆中对铜矿物具有选择性强且对伴生金银矿物也有较好浮选效果的特点。以相同的粗磨抛尾、粗精矿再磨浮选的原则流程,通过采用选择性捕收剂EC并以丁基黄药为粗选辅助捕收剂的新药剂条件,在弱碱性浆中EC药剂粗选加丁基黄药粗扫选的流程方案,小型闭路试验获得铜精矿铜品位26.21%及回收率87.49%,指标较理想,其总尾矿水pH值<9,达到属地淡水体排放标准要求。 展开更多

关键词 铜矿 捕收剂 尾水pH值

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煤与天然气协同开采理论与技术构想 被引量：3

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作者 杨胜利 张燊 +3 位作者 王旭东 张凯 辛德林 翟瑞昊 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期50-68,共19页

我国存在大量的煤炭与天然气重叠赋存资源,出于对资源开采效率的要求,大量的煤与天然气重叠资源需要在同一时空内同步开采,传统的煤与天然气开采理论与技术难以满足协同开采出现的技术难题,煤与天然气协同开采的进程受到了严重制约。基... 我国存在大量的煤炭与天然气重叠赋存资源,出于对资源开采效率的要求,大量的煤与天然气重叠资源需要在同一时空内同步开采,传统的煤与天然气开采理论与技术难以满足协同开采出现的技术难题,煤与天然气协同开采的进程受到了严重制约。基于此,结合国内煤与天然气重叠赋存情况对煤与天然气协同开采进行了科学定义,总结了已有可借鉴的煤与天然气开采技术和相关理论。建立了天然气井近场岩体力学理论、天然气近场围岩耦合损伤理论、“围岩–水泥环–套管”耦合损伤理论、煤与天然气协同开采垂直场围岩耦合损伤理论,揭示了煤与天然气协同开采围岩的耦合损伤机理,为煤与天然气技术体系的构建提供了理论基础。提出了“煤与天然气协同开采技术”“煤炭开采通过废弃井技术”和“天然气近场小煤柱留设技术”3项技术以及“协同开采分区规划系统”“透明地质与生产信息动态监测系统”和“煤与天然气协同区安全监测与评价系统”三大系统,为煤与天然气协同开采提供技术支持,提高煤炭与天然气资源的开采效率。在此基础上,构建了煤与天然气协同开采的理论与技术体系,明确了煤与天然气协同开采未来的研究重点,提出了我国煤与天然气资源安全、绿色、高效协同开采的技术路径与研究方向。 展开更多

关键词 煤与天然气 重叠资源 协同开采 无人智能化 耦合损伤

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深部煤炭地下气化制氢先进能效分析 被引量：2

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作者 刘淑琴 刘欢 +1 位作者 郭巍 纪雨彤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1138-1147,共10页

深部煤炭地下气化制氢不仅可以利用我国丰富的深部煤炭资源,将传统采煤方法难以开采或开采不经济的深部煤层转化为氢气,而且有望成为一种理想的煤基低成本制氢路线。基于位于加拿大天鹅山的世界上唯一千米级深部煤炭地下气化试验数据,结... 深部煤炭地下气化制氢不仅可以利用我国丰富的深部煤炭资源,将传统采煤方法难以开采或开采不经济的深部煤层转化为氢气,而且有望成为一种理想的煤基低成本制氢路线。基于位于加拿大天鹅山的世界上唯一千米级深部煤炭地下气化试验数据,结合Aspen Plus过程模拟,以先进[火用]为先进能效指标,对深部煤炭地下气化制氢能量利用情况进行分析。与商业化的Lurgi地面煤气化制氢路线作对比,以产出单位质量氢气的积累[火用]消耗为指标,比较了2种制氢路线的能量消耗水平。结果表明,在氢气生产能力为12亿Nm^(3)/a情形下,深部煤炭地下气化制氢从原料到产品的总[火用]损失为451.79 MW。先进[火用]分析可以有效量化气化过程可以避免的[火用]损失,其中39.9%为不可避免[火用]损失。甲烷重整单元的内部可避免[火用]损E_(dest,k)^(AV,EN)和外部可避免[火用]损E_(dest,k)^(AV,EX)分别为96.63和81.58 MW,具有最大能效提升空间,如能利用转化气、烟道气的热量副产蒸汽,可将其内部可避免[火用]损失减少38.5%。地下气化单元的E_(dest,k)^(AV,EN)和E_(dest,k)^(AV,EX)分别为4.38和62.73 MW,表明降低其[火用]损失的重点应放在提高其他单元的能量效率,从而降低外部可避免[火用]损。其余单元改进空间均比较小可不予考虑。以积累[火用]消耗量为标准衡量能量消耗水平时,产出1 kg氢气,深部煤炭地下气化制氢的积累[火用]消耗为376.1 MJ,仅为Lurgi地面煤气化制氢的83.6%,表明深部煤炭地下气化制氢能够显著降低能量消耗水平。敏感性分析显示,2者积累[火用]消耗的差距随着生产规模的扩大而增加。研究结果可为深部煤炭地下气化制氢的过程优化及技术可行性定量化提供科学依据。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 Lurgi气化 氢气生产 先进[火用]分析 积累[火用]消耗

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我国关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发现状及展望 被引量：1

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作者 郝宪杰 宋思桐 +2 位作者 唐宽旭 郭勇 丁志杰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期68-75,共8页

矿山关闭或废弃后会产生大量的土地资源,如露天矿山的矿坑、排土场等,以及井工矿的地面广场和地面塌陷区等。土地资源是我国最重要的自然资源之一,关闭/废弃矿山的土地资源相对较为丰富,然而由于这些土地资源受到了矿山开采的不利影响,... 矿山关闭或废弃后会产生大量的土地资源,如露天矿山的矿坑、排土场等,以及井工矿的地面广场和地面塌陷区等。土地资源是我国最重要的自然资源之一,关闭/废弃矿山的土地资源相对较为丰富,然而由于这些土地资源受到了矿山开采的不利影响,其再开发利用问题是关闭/废弃矿山面临的重要难题。针对当前对于此类土地资源开发再利用模式存在的不足,首先分析了国内外关闭/废弃矿山土地资源与风能、光能、林业、农业、养殖业等结合开发利用的发展现状,提出了我国关闭/废弃矿山土地资源开发利用的科学技术体系,即土地资源的“风—林—光”新能源互补再开发模式,并研究了不同条件下的技术性因素评价标准及改造方案体系,总结了我国当前关闭/废弃矿山土地资源再开发利用存在的问题和难题,凝练了在实施过程中需要攻克的5个基础理论和5个待发展技术难点,并提出了相应的政策措施建议和未来发展展望。研究表明:①关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发,是一个新兴的、潜力无限的、需要多领域交叉合作的新学科,其中地面资源是载体,而该载体受采矿影响后的状态是核心,新能源各个方向的应用是目的;②关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发一方面是实现我国土地资源可持续利用的重要措施,另一方面也是开发新能源助力我国“双碳”目标实现的重要方向,同时也是实现关闭/废弃矿山转型的重要举措,应在进一步完善该模式的基础上大力推进对关闭/废弃矿山土地资源的新能源综合开发利用。 展开更多

关键词 “双碳”目标 关闭/ 废弃矿山 土地资源 新能源开发

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煤中杂物的危害与洗选过程中的有效清除方法

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作者 王卫东 吕子奇 +5 位作者 张成联 李江涛 刘钦聚 曾红久 孙美洁 涂亚楠 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期122-129,共8页

煤炭中混入的各种杂物不仅影响煤炭质量,还会对煤炭加工设备、运输工具造成损害,甚至引发安全事故,有效排除煤中杂物是煤炭生产亟待解决的关键问题。杂质脱除的难易程度随着科学技术的发展而发生着变化,也决定着除杂选用的方法与手段。... 煤炭中混入的各种杂物不仅影响煤炭质量,还会对煤炭加工设备、运输工具造成损害,甚至引发安全事故,有效排除煤中杂物是煤炭生产亟待解决的关键问题。杂质脱除的难易程度随着科学技术的发展而发生着变化,也决定着除杂选用的方法与手段。传统的除杂很大程度上依靠杂质的物理性质,金属类杂物一般采用除铁器清除,跳汰分选与浅槽分选过程可清除部分轻质杂物,拦杂钩和拦杂网也可清除部分轻质杂物,往往多种方法联合使用,发挥各自的优势。随着人工智能技术的发展,通过实时捕获杂物的图像和三维数据,运用计算机视觉算法对杂物进行快速、准确的识别与定位,随后指导机械手进行精准抓取,可实现杂物的精准分离。该方法实施的关键是需要建立较完备的数据集、设计精准识别算法和抓取控制策略。煤炭洗选过程中杂物的智能清除有利于推动煤炭行业的智能化转型、提高生产效率和产品质量、降低劳动强度和成本。 展开更多

关键词 杂物 除杂方法 人工智能 图像识别

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基于平行感知卸载区边缘工程结构规范性检测

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作者 杨健健 佟艺博 +3 位作者 王凯帆 刘晋腾 张玉增 徐钟馗 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2152-2166,共15页

当前露天矿无人驾驶技术在卸载阶段面临的主要挑战是安全隐患,尤其是在卸载区边缘工程结构的稳定性与规范性检测方面。为应对这一挑战,提出了一种平行感知理论驱动的点云模型解析AC-VIT算法,旨在实时稳定地检测露天煤矿卸载区边缘工程... 当前露天矿无人驾驶技术在卸载阶段面临的主要挑战是安全隐患,尤其是在卸载区边缘工程结构的稳定性与规范性检测方面。为应对这一挑战,提出了一种平行感知理论驱动的点云模型解析AC-VIT算法,旨在实时稳定地检测露天煤矿卸载区边缘工程结构的稳定性与规范性。首先使用无人矿卡后向激光雷达扫描得到三维点云数据,随后应用网格平均方法、统计滤波法以及映射离散网格模型对点云数据进行处理,进而通过高度场梯度特征提取进行初步地形标记,并结合改进的AC-VIT神经网络进行规范性的识别与分类,AC-VIT模型通过全基于自注意力机制的平行计算和多层级的注意力机制,能有效捕捉长距离依赖关系。此外,在人工场景仿真环境中,基于内蒙古哈尔乌素露天煤矿实际生产作业环境搭建卸载区平行仿真环境,以获得大量多样性人工场景数据,在此基础上结合实际场景数据,利用提出的算法平行执行,进行平行感知计算实验的设计和实施,完成有效的检测算法训练和科学评估。实验结果表明,平行感知理论驱动的点云模型解析AC-VIT算法在准确率方面达到了98%,较传统神经网络模型的准确率与效率有所提高。此外,AC-VIT算法的成功应用不仅增强了露天矿卸载作业的智能化水平,还为其他类似的工程结构安全检测提供了有力的技术支撑。 展开更多

关键词 平行感知 露天煤矿 卸载区 激光雷达 识别与检测

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覆岩高位整层爆破卸压“人造预裂层”源头防治冲击地压技术体系及应用 被引量：12

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作者 郝宪杰 孙希奎 +4 位作者 唐忠义 付鹏鑫 罗江昊 沈灵杰 唐宽旭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1318-1331,共14页

主动卸压防冲是落实强化煤矿冲击地压源头治理的重要措施。现行的主动卸压防控方式,或采用回采工作面平巷布孔卸压,或采用井下原位水力压裂技术,具有卸压保护范围有限、卸压施工进度制约等不足;或采用地面水力压裂防冲系统,具有卸压范... 主动卸压防冲是落实强化煤矿冲击地压源头治理的重要措施。现行的主动卸压防控方式,或采用回采工作面平巷布孔卸压,或采用井下原位水力压裂技术,具有卸压保护范围有限、卸压施工进度制约等不足;或采用地面水力压裂防冲系统,具有卸压范围广时效长等优点,也需要解决前期投入等。因此,秉持源头防治、防患未然、经济高效的一体化的防冲卸压创新战略思想,研究一种实践易行、效果显著、可全面推广的新型区域卸压源头防冲技术体系势在必行。提出了覆岩高位超前整层爆破卸压技术体系,针对可产生动载荷的较高位关键层,创新高位岩巷、高位钻场、爆破钻孔布置,将高位坚硬岩层超前、整体、均匀爆破预裂,从而形成“人造预裂层”。该方法突破了一般的长钻孔距离限制,使得岩层爆破的卸压高度、卸压范围、卸压效果均大幅提高,可形成覆盖整个工作面区域甚至多个工作面的超前工作面开采的高位“人造预裂层”。高位爆破“人造预裂层”首先使得该高位坚硬岩层的来压步距和来压强度大幅减弱,其次也缓冲减弱了其上硬岩层向下传递的矿山压力,最后还可降低其下方硬岩层的来压步距。在陕西长武亭南煤业3409工作面首次进行了覆岩高位整层爆破卸压“人造预裂层”技术试验后,现场实测效果表明采用该方法较之常规爆破卸压区域,支架的平均来压强度、来压步距、来压持续距离和压力报警频次均大幅减少;巷道深孔和浅孔应力也均减少;微震事件总能量、大能量微震事件大幅度减少,且密集程度显著降低,工作面中段的微震事件尤为稀疏;地音高能事件、震源CT获得的冲击风险区域也有减少,各种实测手段均验证了高位爆破人造预裂层卸压防冲技术的优越性。 展开更多

关键词 冲击地压 高位爆破 人造预裂层 卸压防冲 矿山压力 微震

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