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基于深度学习和模型压缩技术的轻量级煤矿人车检测模型——以贵州地区煤矿为例 被引量:2
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作者 解北京 李恒 +3 位作者 栾铮 雷振 李晓旭 李卓 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1393-1408,共16页
煤矿工人和载人车辆(煤矿人车)的智能识别是视频监控系统的重要组成部分,也是煤矿智能化发展的关键任务。然而,煤矿人车检测场景较为复杂,大型人车检测模型部署在有限的计算设备上难以实现,如何在模型检测性能和检测效率之间取得平衡存... 煤矿工人和载人车辆(煤矿人车)的智能识别是视频监控系统的重要组成部分,也是煤矿智能化发展的关键任务。然而,煤矿人车检测场景较为复杂,大型人车检测模型部署在有限的计算设备上难以实现,如何在模型检测性能和检测效率之间取得平衡存在诸多挑战。以贵州地区煤矿视频监控数据集为例,提出了一种基于深度学习和模型压缩技术的轻量级煤矿人车检测模型,该模型精准实时的完成了煤矿人车检测任务,对网络进行瘦身的同时几乎没有损失检测性能。具体来说,在网络模型设计阶段,以YOLOv8s为基线提出了一种名为FCW-YOLO的煤矿人车轻量级检测模型,首先将Faster-Block和坐标注意力和开发到网络的特征提取模块中,设计了一种新颖的C2f-Faster-CA轻量级架构,旨在减少网络的冗余通道同时自适应捕捉全局关键信息;其次,采用了WIOU边界回归损失函数以增加模型对普通质量样本的关注,降低了训练样本不平衡带来的回归误差等问题。在模型压缩阶段,联动剪枝算法对提出的FCW-YOLO模型进行通道级别的稀疏,模型可自动识别不重要的通道并对其进行删减,实现了煤矿人车检测模型二次轻量化设计FCWP-YOLO。在自建的煤矿人车检测数据集上的结果表明,提出的模型参数量,计算量和模型大小分别为2.3 M,4.0 GFLOPs,6.0 MB,对比基线模型分别实现了4.9倍、4.7倍、4.4倍的压缩效果,平均检测精度为88.7%,提高了1.1%,每张图像的处理时间仅为5.6 ms。对比多种轻量级架构和先进的检测模型,该方法精度表现优异,计算成本更低,实时性能更好,为资源受限的煤矿场景提供了一种可行的煤矿人车检测方法,满足煤矿视频监控部署要求,可为煤矿人车智能巡检任务提供实时预警。 展开更多
关键词 煤矿工人检测 煤矿载人车辆检测 深度学习 模型压缩 轻量级架构
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新工科背景下采矿工程专业教学分析及优化
2
作者 周泽 王贤情 +2 位作者 李海军 许猛堂 梁维 《贵州农机化》 2025年第3期61-64,共4页
针对传统型采矿工科专业课程设置在培育顺应新时代需要的高素质实用型人才上面临的瓶颈和挑战,对传统采矿工程专业的课程体系及人才培养进行了讨论,分析了当前采矿工程专业教学过程中存在的主要问题,并对新工科背景下采矿工程的发展与... 针对传统型采矿工科专业课程设置在培育顺应新时代需要的高素质实用型人才上面临的瓶颈和挑战,对传统采矿工程专业的课程体系及人才培养进行了讨论,分析了当前采矿工程专业教学过程中存在的主要问题,并对新工科背景下采矿工程的发展与教学进行了探讨,提出采矿工程专业课程建设方向,旨在为贵州省煤矿开采高质量发展培养具备现代化智能采矿专业能力的复合型技能人才,进一步推动贵州省煤矿智能开采的转型发展。 展开更多
关键词 新工科 采矿工程 智能采矿 课程体系
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应用型高校“消防工程学”课程改革与实践
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作者 王致嫣 杜胜江 《贵州农机化》 2025年第2期58-60,64,共4页
针对“消防工程学”课程教学内容滞后于行业发展,课程资源与教学定位不匹配;课堂内外衔接不足,消防实践难实施;评价体系不完善,学生能力和素养难提升三个关键问题。提出重构知识体系,建设个性化教学资源库;创建“就地取材、全面发展”... 针对“消防工程学”课程教学内容滞后于行业发展,课程资源与教学定位不匹配;课堂内外衔接不足,消防实践难实施;评价体系不完善,学生能力和素养难提升三个关键问题。提出重构知识体系,建设个性化教学资源库;创建“就地取材、全面发展”的开放型教学模式;构建多元评价体系的创新举措。通过多年教学创新研究与探索实践表明,该举措教育教学效果显著,促进了高素质应用型人才培养。 展开更多
关键词 消防工程学 应用型高校 课程改革
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基于贵州能源研究组建贵州煤层气页岩气工程技术协同研究中心的思考
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作者 马启雄 冯富寿 +1 位作者 詹凤合 杨声鹏 《绿色科技》 2017年第8期183-187,共5页
简单介绍了贵州的发展史、能源优势及其研究背景,指出了贵州省煤层气页岩气资源及勘探开发现状,分析了其开发存在的主要问题,提出了组建贵州高核煤层气页岩气工程技术协同研究中心的方案,以期提供参考。
关键词 贵州 煤层气页岩气 协同研究中心 清洁能源
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煤矿巷道再造高强度承载结构快速支护技术及工程应用 被引量:8
5
作者 徐佑林 吴旭坤 +5 位作者 周波 郑伟 吴少康 周泽 陈志松 张际涛 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期34-48,共15页
针对松软、破碎围岩巷道可锚性差、受强动压和强构造应力影响等问题,开展了大量现场调研并归纳分析了3种典型煤矿巷道围岩大变形和围岩控制难题;在分析现有支护技术和理论基础上,提出再造高强度承载结构快速支护技术思路和再造方法。以... 针对松软、破碎围岩巷道可锚性差、受强动压和强构造应力影响等问题,开展了大量现场调研并归纳分析了3种典型煤矿巷道围岩大变形和围岩控制难题;在分析现有支护技术和理论基础上,提出再造高强度承载结构快速支护技术思路和再造方法。以贵州龙宝煤矿11205运输下山为工程背景,分析其变形破坏原因,结合实际设计出对破碎围岩进行置换加卸压的联合支护方法,理论上建立巷旁充填墙承载力学模型,分析了巷旁充填墙的承载强度,确定了巷旁充填墙的强度与巷道围岩的可适性及有效性。结合FLAC^(3D)数值模拟与Python脚本编程语言,实现飞蛾火焰优化算法,确定最优的破碎围岩巷道的置换参数(墙体厚度和卸压区宽度)。研发了高强度高韧性充填支护新材料。通过对软弱墙体进行置换再造,让巷道顶板、充填体和底板重新构成一个整体承载结构。井下工业性试验结果表明,对巷道软弱岩体进行置换再造后,巷道顶板、充填体和底板所构成的新结构可实现整体承载,充分发挥了围岩自身承载能力和抵抗变形能力,围岩变形趋于平稳,收敛速率基本都小于0.2 mm/d,无明显变形,且数值模拟计算结果与工程实践监测较为吻合,表明巷旁充填置换支护方案对松软破碎围岩巷道控制有较好的效果。最后,对深入研究再造承载结构快速支护技术进行了展望。 展开更多
关键词 破碎围岩 难支护巷道 高强度承载结构 承载强度 飞蛾火焰优化算法
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碎软煤层分层切削细化钻屑防堵机制研究
6
作者 王永龙 麻登辉 +3 位作者 余在江 王振锋 赵澳琪 张辉 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第3期105-112,共8页
为探究分层切削钻进钻屑运移防堵功能,采用理论分析、钻进试验、数值模拟的方法,建立钻屑运移数学模型,分析钻屑粒径、排渣空间对钻孔排渣影响规律,验证分层切削钻具细化钻屑的功能及其排渣效果,并开展现场钻进对比性工业试验。研究结... 为探究分层切削钻进钻屑运移防堵功能,采用理论分析、钻进试验、数值模拟的方法,建立钻屑运移数学模型,分析钻屑粒径、排渣空间对钻孔排渣影响规律,验证分层切削钻具细化钻屑的功能及其排渣效果,并开展现场钻进对比性工业试验。研究结果表明:钻屑粒径越小、排渣空间越大,钻屑的启动风压越小,钻孔堵塞风险越小,综合考虑钻具尺寸与强度,建议优先选择终孔直径113 mm的钻头和73 mm的钻杆;钻进试验和数值模拟结果表明,分层切削钻具能够细化钻屑,其排渣效果优于常规钻具;工业性试验表明,分层切削钻具使得钻孔出渣更均匀连续,钻屑基本呈粉末状,钻进深度提升了13.89%,钻进速度提升了16.04%。研究结果可有效促进煤矿安全高效开采,并为瓦斯抽采钻孔钻具设计提供参考。 展开更多
关键词 碎软煤层 钻孔排渣 分层切削 煤渣细化 助排防堵
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装药不耦合系数对台阶爆破破碎块体抛掷运动规律影响研究
7
作者 黄永辉 阮迅 +3 位作者 雷振 毛泽凌 张智宇 周继国 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期223-233,共11页
露天台阶爆破中破碎块体时空运动规律及能耗是衡量爆破效果的重要指标之一,针对不耦合系数改变情况下破碎块体运动速度和能耗问题,采用基础理论方法,通过破碎块体运动轨迹构建能耗计算公式,并结合模型试验,对不同不耦合系数情况下的爆... 露天台阶爆破中破碎块体时空运动规律及能耗是衡量爆破效果的重要指标之一,针对不耦合系数改变情况下破碎块体运动速度和能耗问题,采用基础理论方法,通过破碎块体运动轨迹构建能耗计算公式,并结合模型试验,对不同不耦合系数情况下的爆破破碎块体运动速度变化规律及能耗情况开展系统研究。结果表明:起爆后,岩体在约2 ms时初步产生裂隙,约20 ms时加速完成;岩体自由表面呈现上下两侧低、中间高的鼓包形态;破碎块体的速度随着时间呈现加速—动态匀速—抛掷减速3个过程,并且在18 ms左右达到初始抛掷速度和抛掷动能,此后破碎块体基本不受爆生产物的作用;通过计算获得了不同不耦合系数条件下的抛掷动能值,其占炸药总能量的比例为5%~16%;抛掷动能及其占比随着不耦合系数的增大而减小,当不耦合系数从1.250增至3.375时,抛掷动能从3.06 kJ减小到1.12 kJ,抛掷动能占比从15.3%减小到5.6%。研究成果对露天台阶爆破不耦合装药条件下的岩体破碎、破碎块体运动规律及能耗分布研究具有理论指导意义和工程应用价值。 展开更多
关键词 不耦合系数 台阶爆破 运动速度 抛掷动能 高速摄影仪
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厚硬顶板采场诱发逆断层失稳的力学机制研究 被引量:3
8
作者 余伟健 郭涵潇 +3 位作者 李可 廖泽 吴根水 潘豹 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
为了研究厚硬顶板条件下工作面逆断层的失稳力学机制,通过断层边界煤柱尺寸、断层倾角及岩层移动角三者关系,确立了采场覆岩移动区与断层面之间的空间关系模型。通过采场覆岩各岩层移动角建立了覆岩岩层移动线方程,结合断层倾角得出了... 为了研究厚硬顶板条件下工作面逆断层的失稳力学机制,通过断层边界煤柱尺寸、断层倾角及岩层移动角三者关系,确立了采场覆岩移动区与断层面之间的空间关系模型。通过采场覆岩各岩层移动角建立了覆岩岩层移动线方程,结合断层倾角得出了不同层位岩层移动线与断层面之间的距离函数公式,精确划定了断层面与岩层移动线的边界过渡区范围。基于岩层抗拉强度建立了断层边界岩块的极限平衡方程,给出了断层倾角小于岩层移动角情况下,边界岩块力学失稳判据,并通过力矩平衡方程建立边界岩块的偏转失稳判据。以现场案例为基础,采用双判据确定了断层倾角小于岩层移动角情况下的逆断层的活化岩层区域,确定了断层面的活化规律与离层空间分布情况。理论分析了逆断层边界条件的围岩变形破坏机理,试验模拟了断层区域采场岩层的整体运移规律,全面计算探究了厚硬顶板条件下逆断层区域采场围岩的力学与位移变化模式。结果表明:逆断层在厚硬顶板破断前发生活化;断层小于岩层倾角情况下,断层面离层空间主要分布在厚硬顶板区域的弯曲下沉带;与断层面产生离层空间的岩层竖向裂隙空间显著减少;与断层面产生离层空间的岩层对采空区空间的向上传递效率显著提高;可以通过优化断层保护煤柱尺寸来维持断层围岩的稳定;双判据模型从理论层面给出了断层边界保护煤柱的尺寸取值依据,为现场的保护煤柱宽度提供最优解。 展开更多
关键词 断层活化 厚硬顶板 岩层移动线 非连续边界条件 极限拉应力 失稳判据
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基于液氧储能的岩石破碎技术研究 被引量:1
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作者 雷振 王雁冰 +2 位作者 付代睿 黄晢航 张臣 《爆破》 北大核心 2025年第1期151-158,共8页
随着破岩技术的更新发展,传统炸药破岩方法的弊端日益凸显。液氧储能破岩方法作为新型的非炸药破岩方法,其爆破反应机理不明确,相关科学问题有待研究。为进一步确定液氧储能破岩爆破特点,解决工程现场经验法应用难题,开展了液氧储能爆... 随着破岩技术的更新发展,传统炸药破岩方法的弊端日益凸显。液氧储能破岩方法作为新型的非炸药破岩方法,其爆破反应机理不明确,相关科学问题有待研究。为进一步确定液氧储能破岩爆破特点,解决工程现场经验法应用难题,开展了液氧储能爆破现场振动测试,分析质点峰值振动速度变化规律及衰减特点;进行室内小尺寸药包爆破试验,明确小尺寸液氧药包爆破关键因素。相关试验结果表明:液氧储能破岩方法能有效破碎岩石,整个爆破过程中扬尘和噪音都控制在较低水平,单炮条件下3 m、6 m和10 m处测点的质点峰值振动速度分别为3.04 cm/s、1.24 cm/s和0.62 cm/s。而小尺寸药包试验则表明要想液氧药包能成功起爆,取得良好破碎效果,则必须作用以合适的充气时间、压力,避免出现爆燃等现象。充气时间和充气压力越大,药包内部吸收剂吸附液氧越多,液氧含量更容易达到饱和,药包更容易成功起爆。总的来说:液氧储能破岩方法与传统炸药方法相比具有振动小、绿色环保无污染等特点,具备在工程爆破领域进一步推广使用的明显优势。 展开更多
关键词 液氧储能 岩石破碎 爆破振动 气体破岩
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基于AFM表征技术的烟煤表面微观力学特性研究
10
作者 赵丹 聂百胜 +7 位作者 马昕钰 朱熹阳 何学秋 柳先锋 刘鹏 赵训 王孟霞 秦枫 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第5期848-858,共11页
为进一步研究不同煤体微观结构及力学性质的差异性,采用原子力显微镜(AFM)内置PF-QNM模式对4种不同煤样微表面进行扫描。结果表明:不同煤样间微观形貌及力学性质存在较大差异,随变质程度增加,煤体模量均值呈线性增加,煤体微观表面波峰... 为进一步研究不同煤体微观结构及力学性质的差异性,采用原子力显微镜(AFM)内置PF-QNM模式对4种不同煤样微表面进行扫描。结果表明:不同煤样间微观形貌及力学性质存在较大差异,随变质程度增加,煤体模量均值呈线性增加,煤体微观表面波峰数量也增加,可提供更多的气体吸附点位;煤体表面黏附力与变质程度呈“倒U”型分布关系,中阶煤表面黏附力均值较大;微表面粗糙度的增加会加大煤样与物质的真实接触面积,从而提升黏附力;裂纹的产生虽会增加粗糙度,但会降低微表面黏附力。 展开更多
关键词 原子力显微镜 微观形貌 模量 黏附力
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先学后教深度互动式翻转教学法研究
11
作者 杜学领 《贵州农机化》 2025年第3期49-52,共4页
针对在线资源进行翻转课堂教学需要大量前期投入,难以在地方高校大面积推广,且地方高校学生学习主动性相对较差的问题,提出一种低成本的翻转课堂教学模式。该模式以教材为依托、突出问题导向意识,建立纸质版学习任务书,学生课前先自学... 针对在线资源进行翻转课堂教学需要大量前期投入,难以在地方高校大面积推广,且地方高校学生学习主动性相对较差的问题,提出一种低成本的翻转课堂教学模式。该模式以教材为依托、突出问题导向意识,建立纸质版学习任务书,学生课前先自学并完成学习任务书,然后在课堂互动研讨加深理解,并通过高阶任务等环节获得综合提升。为使教学目标顺利实现,建立与之匹配的课程考核方案,实现先学后教的教学流程翻转。课前深度自学与课堂深度讲解相结合,通过面对面互动交流检验学习成果,启发新的思考。相对于利用视频资源进行翻转教学,该方案具有建设成本低、教学任务明确、主线教学活动清晰、辅助教学活动多样、发挥教学评价导向作用等优点,在促进学生从被动听讲到主动学习方面具有积极意义。 展开更多
关键词 地方高校 翻转课堂 教学改革 教学设计
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裂隙发育岩体巷道围岩工程特征与变形控制 被引量:27
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作者 余伟健 李可 +2 位作者 芦庆和 郭涵潇 杜少华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3408-3418,共11页
随着开采条件的复杂化,巷道围岩裂隙发育程度较高,极大的影响了围岩空间的稳定性,造成大量巷道难于维护。为进一步深入研究裂隙岩体巷道工程特征并提出相应的控制对策,基于现场调研与理论研究分析了裂隙发育岩体巷道及典型支护结构体的... 随着开采条件的复杂化,巷道围岩裂隙发育程度较高,极大的影响了围岩空间的稳定性,造成大量巷道难于维护。为进一步深入研究裂隙岩体巷道工程特征并提出相应的控制对策,基于现场调研与理论研究分析了裂隙发育岩体巷道及典型支护结构体的变形破坏特征,采用三测线不连续面量测方法对煤矿现场的裂隙发育情况作了调查统计,利用离散裂隙网络(DFN)在FLAC^(3D)软件中对矿山现场调查得到的裂隙进行了重构还原,与现场监测数据对比分析后认为,裂隙重构模型能作为支护设计时不同支护方式和支护参数效果对比的定性参考;分析了我国南方地区部分矿区常规支护方式下典型裂隙巷道围岩变形破裂特征;提出了提高支护系统的初期支护刚度与强度、充分利用深层稳固岩体的承载功能、扩大支护系统的承载面积、准确把握支护系统,尤其是被动支护与主动支护的临界支护刚度、有效提高裂隙岩体的完整性及承载强度等5个裂隙岩体控制要点;运用叠加压缩拱承载理论,提出了以“长、短”锚杆(锚索)承载体系和可控注浆加固“内、外”结构承载为基础的联合控制技术,基于数值计算验证认为,该方案能消除或减小巷道围岩拉应力区,有效阻止裂隙围岩体的拉剪破坏形成松动变形。现场监测数据表明:在4个月的观测期间内,巷道两帮移近量0.1 m,顶底板移近量0.12 m,最终变形速率低于0.2 mm/d,说明以“长、短”锚杆(锚索)并结合注浆加固的支护方案能有效控制裂隙岩体巷道的大变形。 展开更多
关键词 裂隙调查 裂隙重构 可控注浆 协调承载 变形控制
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贵州煤矿巷道支护存在问题及改革必要性分析 被引量:2
13
作者 谢志昌 徐佑林 曹佐勇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第S2期10-13,共4页
贵州作为国家“十二五”规划中云贵煤炭基地,煤炭对经济发展的影响达到86%,在当前煤炭产能过剩、市场依然疲软的形势下,保安全、降本增效成为煤矿企业面临的难题。针对贵州煤矿当前在巷道支护方式、材料、施工机具等方面所存在的问题,... 贵州作为国家“十二五”规划中云贵煤炭基地,煤炭对经济发展的影响达到86%,在当前煤炭产能过剩、市场依然疲软的形势下,保安全、降本增效成为煤矿企业面临的难题。针对贵州煤矿当前在巷道支护方式、材料、施工机具等方面所存在的问题,笔者以现场调研为基础进行了详细的研究分析,得出影响贵州煤矿巷道支护效果和质量的原因和关键问题,提出3个方面的解决措施:一是进行全面地质力学参数测试,测试煤矿井下地应力大小和方向、煤岩体强度、煤岩体结构等参数;二是进行支护方案专项设计,使每一个设计方案都具有针对性和有效性;三是组建专门的科研团队选择典型矿井进行驻地研究,建设示范矿井。 展开更多
关键词 贵州煤矿 支护改革 支护设计 降本增效
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CDIO模式下安全人机工程学的教学方法探索 被引量:3
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作者 赵维生 梁维 《贵州农机化》 2019年第3期35-37,共3页
从CDIO工程教育模式的四个基本要素(构思、设计、实现和运作)出发,以安全人机工程学的学科体系和主要学习内容为基础,结合矿业工程的学科特点,开展安全人机工程学的教学方法探索。通过典型有趣的真实案例,将课程内容变得更加浅显易懂,... 从CDIO工程教育模式的四个基本要素(构思、设计、实现和运作)出发,以安全人机工程学的学科体系和主要学习内容为基础,结合矿业工程的学科特点,开展安全人机工程学的教学方法探索。通过典型有趣的真实案例,将课程内容变得更加浅显易懂,有效提高学生的课堂注意力和学习愉悦性,通过讨论式教学提高课堂互动环节质量,并结合学科和专业特点,以大学生创新创业项目为平台,以专利和科研成果申报为诱导,充分调动学生学习的主观能动性,提高人才培养质量。 展开更多
关键词 CDIO教育模式 安全人机工程学 教学方法 矿业工程
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贵州省生猪产业面临的问题与乡村养猪前景分析 被引量:2
15
作者 陈然 陶丽 《中国猪业》 2023年第4期45-48,共4页
2022年以来,我国生猪市场价格一路下滑,饲料价格与猪用药物价格却逐渐上涨,育肥猪价格已跌至亏损,生猪市场面临新一轮销售低迷期。针对目前情况,贵州理工学院矿业工程学院乡村民企调研队通过深入贵州省余庆县养殖场(户)走访调研,对养殖... 2022年以来,我国生猪市场价格一路下滑,饲料价格与猪用药物价格却逐渐上涨,育肥猪价格已跌至亏损,生猪市场面临新一轮销售低迷期。针对目前情况,贵州理工学院矿业工程学院乡村民企调研队通过深入贵州省余庆县养殖场(户)走访调研,对养殖户存在的问题和成因进行了分析、研究,并经多方探讨、交流,提出了相应的对策和建议。 展开更多
关键词 生猪产业 乡村养猪 养殖 现代化畜牧业
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基于贵州修文县城市生命线安全预警系统应用 被引量:1
16
作者 吴丁三元 徐果 刘雪岭 《贵州农机化》 2023年第3期17-19,共3页
对水网、电网、燃气管网、交通、环境等现代化城市生命线进行整合并综合实时监测和预警,对保障城市安全、居民生产生活、信息管理决策具有重要意义。以贵州省修文县作为试点研究,基于三位一体的管理模式,设计完成了城市生命线工程安全... 对水网、电网、燃气管网、交通、环境等现代化城市生命线进行整合并综合实时监测和预警,对保障城市安全、居民生产生活、信息管理决策具有重要意义。以贵州省修文县作为试点研究,基于三位一体的管理模式,设计完成了城市生命线工程安全预警系统的综合应用。 展开更多
关键词 城市生命线 公共安全 监测预警 信息系统 数据应用
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贵州乡村旅游特色经济研究 被引量:1
17
作者 尹艺皓 岳相吉 +3 位作者 王健 周信 郑阳 崔波 《贵州农机化》 2022年第3期62-64,共3页
通过对贵州乡村旅游的发展现状进行介绍,并结合贵州乡村旅游的发展进行了全方位的论述,对贵州乡村旅游的发展优势进行分析,针对存在的主要问题提出了应对策略,希望对贵州乡村旅游的发展能够起到积极的作用。
关键词 乡村旅游 特色经济 发展现状 应对策略
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突出煤层分层切削钻孔瓦斯释放特征及应用研究 被引量:1
18
作者 王永龙 赵澳琪 +5 位作者 余在江 王振锋 刘晓 麻登辉 张辉 刘春 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期220-230,共11页
【目的】突出煤层钻进过程中的喷孔瓦斯超限是威胁矿井高效生产的安全隐患,分层切削钻进方法有助于在孔内削弱喷孔瓦斯压力,但分层切削形成的梯形钻孔周围瓦斯释放特征不明,限制了分层切削钻具结构设计和应用效果。【方法】以不同层间... 【目的】突出煤层钻进过程中的喷孔瓦斯超限是威胁矿井高效生产的安全隐患,分层切削钻进方法有助于在孔内削弱喷孔瓦斯压力,但分层切削形成的梯形钻孔周围瓦斯释放特征不明,限制了分层切削钻具结构设计和应用效果。【方法】以不同层间距、层厚差的分层切削钻孔为研究对象,建立数学模型分析钻孔周围瓦斯流动规律,并定量描述了分层切削钻孔瓦斯流量与层间距、层厚差之间的关系,在此基础上,通过数值模拟分析了分层切削钻具瓦斯释放调控机制,优化了分层切削钻具结构,并开展了现场钻进工业性试验。【结果和结论】结果表明:(1)多次切削成孔方式使钻孔的揭露面积逐渐增大,有效控制了瓦斯释放面积,进而调控了瓦斯释放流量,通过合理设计钻孔层厚差Hj与层间距Li,能够将瓦斯释放流量降低18.3%以上。(2)在一定层间距范围内,双层切削钻具调控效果将优于三层切削钻具,直径为63.5 mm刻槽阻尼钻杆在推力140 kN和扭矩4600 N·m作用下,最小安全系数为3.009,满足强度设计要求。(3)优选双层切削钻具,其揭露直径73 mm,终孔直径113 mm,层间距0.8 m,通过工业性试验,钻遇高压瓦斯富集区时,孔口瓦斯体积分数降低了37.7%,孔口瓦斯体积分数均未超过0.5%。表明分层切削钻具调控钻孔周围煤体瓦斯释放量、削弱瓦斯释放强度的作用显著,为预防钻孔喷孔瓦斯超限问题提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 突出煤层 分层切削 瓦斯抽采 瓦斯超限 数值模拟
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贵州喀斯特条件下近距离煤层开采覆岩活动规律数值模拟研究
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作者 刘洁 周上苑 +2 位作者 张成 汪承亮 商攀 《绿色科技》 2020年第2期193-195,共3页
为了研究近距离煤层开采的覆岩活动规律,通过数值模拟计算,得出了近距离煤层开采中,煤层中间间距变化对采场围岩应力分布规律、位移变化及变形破坏特点。研究结果表明:近距离煤层不同煤层间距条件下,覆岩下沉变形量随着煤层间距的增大... 为了研究近距离煤层开采的覆岩活动规律,通过数值模拟计算,得出了近距离煤层开采中,煤层中间间距变化对采场围岩应力分布规律、位移变化及变形破坏特点。研究结果表明:近距离煤层不同煤层间距条件下,覆岩下沉变形量随着煤层间距的增大而减小,矿压显现随着煤层间距的减小而明显,该结论对于相关的煤炭开采工作具有重要参考意义。 展开更多
关键词 近距离煤层 覆岩活动规律 数值模拟 矿压显现规律
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煤层群采动下围岩应力演化规律及协同控制技术研究 被引量:31
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作者 吴少康 张俊文 +6 位作者 徐佑林 宋治祥 张杨 范文兵 董续凯 张际涛 陈志松 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期24-37,共14页
针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸−转−固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭... 针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸−转−固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭受破坏的主要原因是煤层群采动过程中存在的地质力学问题导致了围岩失稳。巷道底板及两帮在采动过程中产生不同程度的应力集中。当遭受垂直应力挤压时,巷道底部承受的挤压力较大,而顶部围岩承受的拉伸力较大,由于力学不平衡导致围岩的破坏。基于此提出了“卸−转−固”协同控制技术。通过爆破卸压的方式,利用爆破产生的冲击波引起围岩的震动和应力波动,使表层围岩中原本集中的应力分散到更深的围岩区域,降低表层围岩的应力集中程度。同时,利用爆轰和封孔工艺进一步加固卸压孔周围的围岩,形成两个承载结构。即由巷道支护体形成的内承载体和由深部围岩形成的外承载体。两者相互作用有效承受巷道浅部及深部围岩的应力,并转移到支护结构,起到保护和稳定围岩的作用。利用该技术在212回风石门现场试验,结果显示:使用该技术区域应力长期趋于稳定甚至缓慢降低,巷道顶底板及两帮移近速率分别降低了74.49%及47.67%,底鼓量降低了77.2%。而未使用该技术区域应力出现不同程度的上升,表面位移收敛严重。由此可得,围岩控制效果显著。该技术已成功推广到贵州其他不同地质环境的煤矿,均取得了显著效果。 展开更多
关键词 煤层群 采动应力 底鼓 巷道支护 “卸−转−固”协同控制技术
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