综采工作面架间超声速喷雾降尘技术研究与应用

1

作者 荆德吉 赵勇 +3 位作者 胡俭 蒋卓 任帅帅 刘鸿威 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第10期3853-3863,共11页

煤矿综采工作面架间移架及采煤机运转过程中会产生大量粉尘,严重影响作业环境与矿工健康。利用COMSOL数值模拟结合计算流体力学(CFD),研究了王家岭煤矿12304综采工作面的风流、粉尘与雾滴运动规律。结果表明,喷头向下倾斜45°时,雾... 煤矿综采工作面架间移架及采煤机运转过程中会产生大量粉尘,严重影响作业环境与矿工健康。利用COMSOL数值模拟结合计算流体力学(CFD),研究了王家岭煤矿12304综采工作面的风流、粉尘与雾滴运动规律。结果表明,喷头向下倾斜45°时,雾化覆盖范围最优,可有效抑制粉尘扩散。在实验室测试中,对常用的雾化装置进行了优选,自研超声速抗风喷头表现出显著提升的抗风性(风阻保持距离达2.8 m,较传统喷头提升55%~133%)、优异的雾化特性(形成3.5 m×2.7 m的连续雾幕,雾滴粒径分布均匀)及更低的耗水量(减少7%~14%)。结合优化的45°向下倾角布置,在王家岭煤矿现场应用实现了91.32%的全尘降尘效率和86.59%的吸尘降尘效率,显著改善了作业环境,并在多处煤矿综采工作面应用此技术。该研究为煤矿综采工作面粉尘污染控制提供了可靠的理论依据和技术支持。 展开更多

关键词 安全卫生工程技术 喷雾降尘 数值模拟 雾化试验 煤矿降尘

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于知识图谱的煤矿液态二氧化碳防灭火技术研究进展与展望

2

作者 白刚 王新阳 +3 位作者 周西华 张潇文 王继仁 宋双林 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期80-88,共9页

在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此... 在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此背景下,就中国知网中检索2000—2024年收录的190篇文献,利用文献可视化分析软件VOSviewer对我国液态二氧化碳防灭火技术研究进展进行探究,分析作者共被引、关键词共现等特征,并结合文献计量学方法,讨论了我国液态二氧化碳防灭火技术的发展历程、时空分布与热点方向等发展特征。研究结果表明:2000—2024年液态二氧化碳防灭火技术研究整体呈上升趋势,利用VOSviewer的作者共被引功能,发现目前存在6个科研成果产出较高的学术团体;VOSviewer的关键词共被引聚类图表明,目前已形成了3个相关性密切的关键词聚类,分别为采空区防灭火研究、液态二氧化碳防灭火技术研究、二氧化碳相变特征研究。在此基础上,剖析了我国液态二氧化碳防灭火研究存在的不足:(1)技术应用存在局限性;(2)二氧化碳灭火机理研究不足;(3)监测评估体系不完善;(4)关键技术突破与设备研发面临瓶颈。未来发展方向应聚焦于:(1)构建全流程综合应用策略,强化技术集成与协同创新;(2)深化微观机理探索,构建系统性理论模型;(3)完善监测体系建设,优化评估方法与手段;(4)攻克输送技术难题,研发智能管道安全设备。 展开更多

关键词 液态二氧化碳 防灭火 文献可视化分析 关键词聚类 研究进展 展望

在线阅读 下载PDF 职称材料

斜巷转载点粉尘污染规律及多断面雾幕控尘技术研究 被引量：3

3

作者 荆德吉 鲍春花 +2 位作者 刘鸿威 阚琦笙 杜鹏宇 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期118-125,共8页

针对斜巷转载点粉尘污染严重的问题,运用COMSOL软件对棋盘井煤矿3号转载点进行了几何建模,并基于计算流体力学(CFD)粒子追踪模型、有限元法和k-ε湍流模型,计算了3号转载点风流流线分布、速度多切面分布以及粉尘粒子运动轨迹,研究了生... 针对斜巷转载点粉尘污染严重的问题,运用COMSOL软件对棋盘井煤矿3号转载点进行了几何建模,并基于计算流体力学(CFD)粒子追踪模型、有限元法和k-ε湍流模型,计算了3号转载点风流流线分布、速度多切面分布以及粉尘粒子运动轨迹,研究了生产工作时3号转载点处风流变化及粉尘运移规律,并针对性地提出了一种多断面雾幕控尘技术。该技术基于螺旋雾幕控尘、超音速隔尘原理,可形成距离长、覆盖范围广的雾幕以最大限度包裹粉尘颗粒,实现粉尘高效净化。最后通过控尘试验及在棋盘井煤矿3号转载点现场应用,验证了该技术的高效降尘特性以及可靠性。研究结果表明:风流分布主要受皮带速度、牵引力和诱导气流的综合作用影响,沿水平和垂直方向分层分布,形成密集且平均速度为0.5 m/s的涡流;粉尘易受涡流影响向四周扩散,主要分布在下风侧,粒径为5~15μm更容易受风流牵引扩散,聚集于工人呼吸带高度,污染严重。将该技术进行控尘试验和现场应用后,全尘和呼尘降尘效率分别高达93.65%、85.59%以上。 展开更多

关键词 转载点 数值模拟 多断面雾幕 粉尘运移 降尘效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

下辽河平原区耕地绿色利用效率的时空演化及影响因素研究 被引量：2

4

作者 韩晓晨 刘雨婷 《沈阳农业大学学报》 北大核心 2025年第1期156-165,共10页

[目的]探究下辽河平原区耕地绿色利用效率时空演化规律及影响因素,为保障国家粮食安全、发展低碳减排和实现农业经济可持续增长提供科学依据。[方法]借助超效率SBM模型对2009-2022年下辽河平原区32个农业县(市、区)耕地绿色利用效率进... [目的]探究下辽河平原区耕地绿色利用效率时空演化规律及影响因素,为保障国家粮食安全、发展低碳减排和实现农业经济可持续增长提供科学依据。[方法]借助超效率SBM模型对2009-2022年下辽河平原区32个农业县(市、区)耕地绿色利用效率进行测度,在此基础上,利用空间自相关、Tobit模型等分析各县(市、区)耕地绿色利用效率的时空格局演变特征及影响因素。[结果]研究期内下辽河平原区耕地绿色利用效率均值为1.014,大部分处于最优状态以上,效率水平呈轻微下降态势。研究区耕地绿色利用效率存在显著的正向空间相关性;研究区耕地绿色利用效率呈现出一定程度的局部空间集聚现象,但大多数区域的集聚效应并不明显,随着时间的推移,这些集聚区域的位置也在不断变化;下辽河平原区耕地绿色利用效率自西向东呈轻微倒U形,且西部略高;自南向北呈U形,且南部略高。[结论]通过Tobit模型分析得出,农村居民人均播种面积和政府支农力度对耕地绿色利用效率具有正向影响,耕地复种指数、单位面积农业机械总动力和农村居民人均可支配收入对效率呈负向影响,说明目前下辽河平原区各区域耕地绿色利用效率存在明显差异,未来应进一步优化资源配置,构建区域协同机制,发挥高值区域引领作用,以促进整个区域耕地绿色利用效率的全面提升。 展开更多

关键词 超效率SBM模型 耕地绿色利用效率 时空演化 聚集效率 资源配置效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

复杂应力下软岩等效蠕变损伤模型及大变形规律研究

5

作者 孙闯 王伟州 +2 位作者 王来贵 陈东旭 白艺冰 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第2期166-177,共12页

软岩巷道在长期载荷作用下易发生蠕变损伤,影响其稳定性。通过现场勘查及室内试验分析巷道软弱围岩力学及蠕变特性,构建软岩非线性蠕变损伤模型,并通过UDEC数值计算验证其合理性,研究分析了软岩巷道变形的时效规律,在现有支护的基础上... 软岩巷道在长期载荷作用下易发生蠕变损伤,影响其稳定性。通过现场勘查及室内试验分析巷道软弱围岩力学及蠕变特性,构建软岩非线性蠕变损伤模型,并通过UDEC数值计算验证其合理性,研究分析了软岩巷道变形的时效规律,在现有支护的基础上提出了优化支护方案,并应用于现场工程。研究表明:巷道围岩蠕变试验中蠕变速率和变形量随应力增加而提升,且稳态蠕变的过渡时间延长;采用UDEC软件数值求解蠕变损伤模型,通过数值计算得到软岩加速蠕变曲线与试验曲线吻合,验证了模型的可靠性;蠕变导致围岩变形与裂隙范围不断扩大,暴露出现有支护系统的不足;优化方案通过增加并加长锚杆同时引入预应力,增强了支护系统的协同控制能力与稳定性。深入研究软岩蠕变损伤特性及其时间演化规律对于优化支护与保障工程安全具有重要意义。 展开更多

关键词 软岩巷道 蠕变损伤 数值模拟 时效规律 支护设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部高温巷道功能梯度隔热支护结构研究

6

作者 张建俊 孙源骏 +5 位作者 郭良银 孙闯 费鸿禄 金淳哲 王猛 周琳力 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第4期789-803,共15页

针对传统隔热材料在治理深部矿井高温热害问题时存在的强度低和支护效果差等缺陷,采用改性陶粒和纤维提升隔热混凝土材料强度,并基于功能梯度理论优化混凝土结构形式,构建功能梯度隔热支护结构,结合工程实际开展相似模型试验和数值模拟... 针对传统隔热材料在治理深部矿井高温热害问题时存在的强度低和支护效果差等缺陷,采用改性陶粒和纤维提升隔热混凝土材料强度,并基于功能梯度理论优化混凝土结构形式,构建功能梯度隔热支护结构,结合工程实际开展相似模型试验和数值模拟,分析隔热支护效果。研究结果表明:构建的“支护层+隔热层”功能梯度结构,可有效控制围岩变形和阻隔围岩散热,相比普通混凝土结构,围岩散热减少量提升了28.74%;随着隔热层厚度的增加,围岩调热圈半径缩小,当隔热层厚度为50 mm时达到阈值,围岩散热减小量提升了30.26%,与模型试验结果一致;隔热支护结构下,围岩应力状态和巷道塑性区形态较普通混凝土结构均无明显变化,仍为类圆形塑性区,支护效果良好;通过功效系数法综合分析围岩散热、围岩应力及巷道变形情况,确定支护层厚度为50 mm、隔热层厚度为50 mm时隔热支护综合效果最佳。 展开更多

关键词 功能梯度 隔热支护结构 隔热效果 围岩温度场 模型试验 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于IBWO-IP&O算法的光伏系统多峰MPPT研究

7

作者 任志玲 刘江 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期350-356,共7页

复杂遮荫环境下,光伏阵列P-U曲线呈现多个峰值,常规最大功率跟踪(MPPT)算法不能精确、快速地找到最大功率点。因此提出一种改进白鲸算法(IBWO)与改进扰动观察法(IP&O)结合的MPPT控制策略。IBWO采用Henon混沌映射增加种群多样性,引... 复杂遮荫环境下,光伏阵列P-U曲线呈现多个峰值,常规最大功率跟踪(MPPT)算法不能精确、快速地找到最大功率点。因此提出一种改进白鲸算法(IBWO)与改进扰动观察法(IP&O)结合的MPPT控制策略。IBWO采用Henon混沌映射增加种群多样性,引入自适应步长因子和最优个体引导策略,增强跳出局部最优和进行全局寻优的能力,进而提高追踪精度。首先IBWO追踪到最大功率点周围,再利用IP&O提高追踪的精度。仿真实验表明,与金枪鱼算法(TSO)和白鲸算法(BWO)相比,IBWO-IP&O算法在各种复杂遮荫环境下均具有更快的追踪速度、更高的追踪精度和更低的功率振荡。 展开更多

关键词 太阳电池 最大功率点跟踪 光伏发电 自适应步长因子 混沌映射

在线阅读 下载PDF 职称材料

鹤岗区域地震特征与矿井冲击地压相关性研究

8

作者 兰天伟 唐小富 +4 位作者 赵文琪 郭维强 张志佳 王顺翔 路凯翔 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期105-113,共9页

天然地震与矿井冲击地压均为地壳岩体应力释放的瞬态破裂过程。目前研究主要是从地质动力环境或震源机制解单方面对地震与冲击地压相关性进行研究。而研究二者在地质动力环境、时空、震源解特征等方面的相关性,可为矿区动态风险评估提... 天然地震与矿井冲击地压均为地壳岩体应力释放的瞬态破裂过程。目前研究主要是从地质动力环境或震源机制解单方面对地震与冲击地压相关性进行研究。而研究二者在地质动力环境、时空、震源解特征等方面的相关性,可为矿区动态风险评估提供新参数,提升预警精度。以鹤岗区域天然地震和矿井冲击地压为研究背景,基于地震台与流动地震监测台站多平台的地震数据,分析鹤岗区域地震特征与矿井冲击地压所处的地质动力环境,以及在时空方面的相关性。研究表明:①鹤岗南部矿区地震活动显著,呈NNE向条带展布,而矿井冲击地压呈NE向展布,二者呈“平行共轭”关系,与区域大型地质构造依兰−伊通断裂带的地震活动NE向展布规律一致,表明鹤岗南部矿区的地壳活动性受到区域地质动力环境的控制作用。②通过对同一周期内的地震与矿井冲击地压发生的时间、位置、频次等相关性分析,表明二者在时空上具有较好的一致性,且峻德煤矿井田范围的地震震级为1.2~1.6,发震频次为2~5,矿井冲击地压发生主要集中于1.4级震级等值线附近,5次频次等值线附近,小震频发反映了区域地壳的能量处于缓慢释放阶段,有利于矿井冲击地压的孕育。③通过震源机制解的分析,揭示了地震与矿井大能量微震事件的压应力轴方向一致,具有统一的构造应力场和能量条件,表明鹤岗区域地震与矿井冲击地压具有统一的地质动力环境条件。 展开更多

关键词 天然地震 矿井冲击地压 地质动力环境 时空相关性 震源机制解 大能量微震事件

在线阅读 下载PDF 职称材料

运输巷仿真模型建立及多断面喷雾降尘技术

9

作者 荆德吉 阚琦笙 +3 位作者 刘鸿威 戴明颖 刘绍航 刘阔 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第9期96-105,共10页

为了治理煤矿运输巷粉尘污染问题,利用数值仿真软件,按照1∶1的比例建立棋盘井煤矿运输巷北大巷几何模型。首先,基于标准k-ε湍流模型和粒子追踪模型,展开运输巷风流-粉尘耦合特征研究,并根据其特征提出同时治理转载点和运输巷的多断面... 为了治理煤矿运输巷粉尘污染问题,利用数值仿真软件,按照1∶1的比例建立棋盘井煤矿运输巷北大巷几何模型。首先,基于标准k-ε湍流模型和粒子追踪模型,展开运输巷风流-粉尘耦合特征研究,并根据其特征提出同时治理转载点和运输巷的多断面喷雾降尘技术;然后,通过数值仿真与试验相结合的方法,验证新型降尘技术的有效性;最后,在棋盘井煤矿运输巷北大巷开展现场应用,验证该技术的实用性及高降尘特性。结果表明:运输巷内风流分布受胶带运转速度及牵引力影响产生诱导风流,整体平均风流速度约为0.6 m/s,而粉尘粒子受巷道风流裹挟扩散,粒径为25μm以下的粉尘悬浮在人行道处,而粒径为25μm以上的粉尘沉积在胶带表面和巷道底板上;新降尘技术可实现对转载点的完美覆盖,且主巷道内形成1道超音速雾幕,拦截并捕集转载点逃逸的粉尘。超音速喷雾的雾幕范围大,抗风性强,持续降尘效果显著。经棋盘井煤矿运输巷北大巷现场应用,全尘和呼尘的最高降尘效率分别达到80.12%和83.15%,验证了文中所提降尘技术的有效性。 展开更多

关键词 运输巷 转载点 多断面 喷雾降尘 粉尘质量浓度

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同表面活性剂对煤尘润湿效果的试验联合模拟研究

10

作者 荆德吉 鲍春花 +2 位作者 戴明颖 董智斌 刘鸿威 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第3期995-1006,共12页

随着煤矿开采深度增加和机械化程度提高,传统的喷雾难以有效解决煤尘污染问题,而添加表面活性剂能够有效抑制煤尘的产生和运移。为探明不同类型表面活性剂对煤尘润湿性的影响,采用试验联合分子模拟方法,从宏微观尺度探讨了十二烷基苯磺... 随着煤矿开采深度增加和机械化程度提高,传统的喷雾难以有效解决煤尘污染问题,而添加表面活性剂能够有效抑制煤尘的产生和运移。为探明不同类型表面活性剂对煤尘润湿性的影响,采用试验联合分子模拟方法,从宏微观尺度探讨了十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(Coconutt Diethanol Amide,CDEA)及椰油酰胺丙基甜菜碱(Cocoamidopropyl Betaine,CAB)对煤尘的润湿性。从宏观试验入手探究各表面活性剂对煤尘润湿性的影响,并通过建立表面活性剂/水、水/表面活性剂/煤体系进行动力学模拟分析,考察运动过程中分子运动趋势,将表面张力与氢键作用和径向分布函数结合分析表面活性剂自身的亲水性,将润湿角和沉降试验与静电势和相对浓度、均方位移、相互作用能结合研究表面活性剂对煤尘的润湿性影响,从分子尺度对试验现象进行系统性分析,深入探讨表面活性剂润湿煤尘的机制。结果表明:SDBS对水的表面张力削弱最强,即表面张力最小,为24.08 mN/m,微观表现为SDBS溶液形成的氢键最多,为771个,长为0.15 nm的氢键最多,径向函数曲线峰值最早出现,最易与水分子吸附;SDBS溶液的润湿角、沉降时间均为最小,分别为19.83°、21.11 s,微观表现为SDBS与煤结合后与水结合部位的静电势差最大,为5.3529 eV,受π-π相互作用的影响,SDBS在煤水界面的吸附范围最广,在氢键和静电力的主导下,水分子扩散系数最小,为0.51×10^(-4)cm^(2)/s,大幅限制了水分子扩散,SDBS与煤的相互作用能也最大,为-2662.80 kJ/mol。模拟分析揭示了宏观试验现象呈现的变化规律,研究结果可为高效评价表面活性剂润湿性提供参考。 展开更多

关键词 安全卫生工程技术 表面活性剂 分子模拟 氢键作用 润湿性

在线阅读 下载PDF 职称材料

阴⁃非离子复合溶液对烟煤润湿性影响及微观机理研究

11

作者 荆德吉 鲍春花 +3 位作者 葛少成 孟祥曦 杨殿才 刘晓南 《煤炭转化》 北大核心 2025年第5期61-69,共9页

为了探讨阴-非离子复合溶液对烟煤的润湿性影响和微观机理,选择阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和非离子表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(CDEA)为研究对象,通过润湿实验对单一表面活性剂和复合表面活性剂溶液的润湿性进行研究... 为了探讨阴-非离子复合溶液对烟煤的润湿性影响和微观机理,选择阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和非离子表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(CDEA)为研究对象,通过润湿实验对单一表面活性剂和复合表面活性剂溶液的润湿性进行研究;利用分子动力学计算水/煤、水/表面活性剂/煤体系的相互作用,并对模拟结果展开相对浓度分布、均方位移和相互作用能分析。结果表明:溶液表面张力及其在煤上的润湿角随溶液质量分数增大而减小,两种单一表面活性剂均在质量分数为0.05%后趋于稳定,0.05%质量分数下SDBS-CDEA复配溶液的表面张力及润湿角均低于单一表面活性剂;相较于单一表面活性剂体系,SDBS-CDEA体系中水分子相对浓度分布起点最靠前,水与煤的相对浓度分布曲线重叠面积最大,表面活性剂在煤表面的相对浓度最高,且此体系下水分子扩散系数降低了27.87%,体系中水与煤的相互作用能也最大,为-406.273 kJ/mol,有效地解决了烟煤亲水性差、润湿困难的问题。研究结果可为抑尘剂的选择和研发提供理论参考。 展开更多

关键词 分子动力学 烟煤 阴-非离子复合溶液 润湿性 表面活性剂

在线阅读 下载PDF 职称材料

复配表面活性剂润湿烟煤的协同作用研究 被引量：1

12

作者 雷淼 荆德吉 +3 位作者 佟林全 樊晶光 贾鑫 刘建华 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第3期159-168,共10页

为解决煤矿粉尘污染治理中传统的喷雾技术治理效果不太理想、喷雾降尘性能较低的问题,选取十二烷基硫酸钠(SDS)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(CDEA)和椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB-35)3种表面活性剂,首先通过接触角试验宏观分析表面活性剂的润湿... 为解决煤矿粉尘污染治理中传统的喷雾技术治理效果不太理想、喷雾降尘性能较低的问题,选取十二烷基硫酸钠(SDS)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(CDEA)和椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB-35)3种表面活性剂,首先通过接触角试验宏观分析表面活性剂的润湿性,再结合分子动力学模拟以及量子化学分析,从微观角度研究单一/复配后表面活性剂对烟煤的影响作用机制。结果表明:单一表面活性剂中SDS接触角最小,分子轨道能量差最大,更易与水分子形成较高强度的氢键;复配表面活性剂均表现出优于单一表面活性剂的烟煤润湿性,非离子与阴离子或两性离子活性剂复配时接触角更小,接触角降低速率也远大于单溶液,协同增效作用更突出;CDEA+CAB-35(4∶2)体系中水与表面活性剂形成更多较高强度的氢键,活性剂分子相互牵引形成紧密的吸附层,吸引水分子浸润煤尘表面,煤尘润湿性能力最佳。 展开更多

关键词 表面活性剂 润湿 烟煤 协同作用 分子动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区特征及其治理技术 被引量：3

13

作者 汪北方 吕元昊 张晶 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期41-52,共12页

神东矿区浅埋近距离煤层开采覆岩裂隙发育,漏风条件复杂,遗煤自燃隐患突出,严重制约矿井安全、高效生产。为此,采用相似试验和数值模拟划定浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区,运用分形几何理论量化分区裂隙,基于“关键层理论”分析裂隙分... 神东矿区浅埋近距离煤层开采覆岩裂隙发育,漏风条件复杂,遗煤自燃隐患突出,严重制约矿井安全、高效生产。为此,采用相似试验和数值模拟划定浅埋复合采空区覆岩采动裂隙分区,运用分形几何理论量化分区裂隙,基于“关键层理论”分析裂隙分区诱因并针对性提出治理技术方案。结果表明:31114工作面开采覆岩裂隙循环张开、闭合,地表滞后工作面周期性产生倾向动态裂缝。浅埋复合采空区覆岩裂隙呈“M”状分布,划为垮落带不规则裂隙区Ⅰ,裂隙带斜向破断裂隙区Ⅱ、Ⅲ和斜向离层裂隙区Ⅳ,地表边界内侧形成边缘裂缝。其中,裂隙区Ⅰ空隙发育、分布复杂,裂隙网络分形维数最大为1.569,裂隙区Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分形维数依次为1.531、1.396和1.438。建立浅埋复合采空区覆岩关键岩块“砌体梁”结构力学模型及失稳判据,阐释覆岩基本顶关键层“砌体梁”结构回转变形失稳导致裂隙区Ⅱ和Ⅲ斜向破断裂隙张开,基本顶关键层和层间关键层“砌体梁”结构组合承载作用致使裂隙区Ⅳ斜向离层裂隙发育。提出浅埋复合采空区覆岩斜向裂隙和地表裂缝井上、下协同治理技术,增加工作面进、出上覆采空区和末采阶段推进速度至14 m/d,辅以裂隙区Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ及边界地表回填风积沙、覆盖黄土。SF6示踪技术测试表明浅埋复合采空区地表漏风量小,覆岩采动裂隙治理效果良好,为遗煤自然发火防治提供重要理论参考依据。 展开更多

关键词 浅埋复合采空区 裂隙分区 分形几何理论 “砌体梁”结构 裂隙治理

在线阅读 下载PDF 职称材料

露天矿无人机遥感边坡地表形变提取方法研究 被引量：5

14

作者 刘光伟 袁杰 +2 位作者 柴森霖 李渊博 付恩三 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3449-3457,共9页

针对当前露天矿边坡监测过程中存在的设备留有监测死角、点位布控缺乏依据、地质隐患解译困难、无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)影像点云重构复杂度高等问题,提出了一种基于无人机遥感的边坡地表形变提取方法。首先,通过分析UAV激... 针对当前露天矿边坡监测过程中存在的设备留有监测死角、点位布控缺乏依据、地质隐患解译困难、无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)影像点云重构复杂度高等问题,提出了一种基于无人机遥感的边坡地表形变提取方法。首先,通过分析UAV激光点云与影像特点构建点云序列;其次,利用融合尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)与圆柱形邻域搜索的改进迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)算法,实现点云序列的精准高效配准,提高边坡形变提取精度;最终,借助数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)叠加分析与可视化,精准定位边坡重点形变区域,直观提取边坡形变位置和大小,并结合正射影像图像特征进行形变区域分析与解译。以南芬露天矿为工程应用实例,研究表明:边坡形变模型标准偏差为0.032 m,对比全球定位系统-实时动态差分(Global Positioning System-Real Time Kinematic,GPS-RTK)实测形变值,形变中误差为0.012 m,能够快速实现大尺度复杂边坡地表扫描与形变提取,从而为地质灾害隐患分析、盲区边坡形变监测与地面监测设备科学布控提供技术支撑。 展开更多

关键词 安全工程 露天矿边坡 无人机(UAV)遥感 点云序列 点云配准 地表形变提取

在线阅读 下载PDF 职称材料

同忻煤矿8105工作面上覆坚硬岩层失稳破断研究 被引量：1

15

作者 付兴 冀明露 +3 位作者 张拓 李云鹏 刘天昊 陈世威 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2632-2640,共9页

为研究坚硬岩层破断对回采工作面的影响,以同忻煤矿8105工作面坚硬顶板为工程背景,利用破裂线理论,得到了极限荷载破坏公式;为探究坚硬岩层失稳破断对工作面的影响,借助薄板理论,建立坚硬岩层结构模型,结合坚硬岩层失稳模式,给出了坚硬... 为研究坚硬岩层破断对回采工作面的影响,以同忻煤矿8105工作面坚硬顶板为工程背景,利用破裂线理论,得到了极限荷载破坏公式;为探究坚硬岩层失稳破断对工作面的影响,借助薄板理论,建立坚硬岩层结构模型,结合坚硬岩层失稳模式,给出了坚硬岩层失稳判据,分别为坚硬岩层初次失稳尺度及周期失稳计算公式;根据8105工作面综合柱状及物理力学参数,通过坚硬岩层协同变形载荷计算公式、坚硬岩层初次失稳计算公式等,确定低、中、高坚硬岩层层位及坚硬岩层破断尺度。结果显示:低、中、高位坚硬岩层初次失稳尺度分别为35.4 m、74.9 m、122.1 m,周期失稳尺度分别为13.5 m、63 m、109.9 m。通过理论计算坚硬岩层破断尺度发现:高位坚硬岩层失稳尺度最大,而低位和中位坚硬岩层失稳尺度接近一致。因此,高位坚硬岩层破断对工作面开采影响最大;8105工作面上覆岩层失稳破断对微震事件具有一定的影响。通过微震数据统计可知:坚硬岩层随着工作面的开采逐步发生失稳破断,不同坚硬岩层之间易发生耦合作用,形成复合矿压。坚硬岩层失稳判据的理论计算与实际硬岩破断尺度对比发现,高位坚硬岩层的预测准确率最高。 展开更多

关键词 安全工程 矿压显现 坚硬岩层失稳破断 破裂线理论 坚硬岩层失稳判据

在线阅读 下载PDF 职称材料

矿井断裂构造分形特征及其对冲击地压影响的研究

16

作者 兰天伟 王顺翔 +6 位作者 张满仓 李柱 吴国强 房平 路凯翔 刘永豪 唐小富 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第10期112-119,共8页

矿井断裂构造是诱发冲击地压的重要地质因素。为研究断裂构造对冲击地压的影响,以峻德井田为工程研究背景,采用地质动力区划法,将井田内的断裂构造按照不同长度等级划分为Ⅰ-Ⅴ级断块,利用分形理论中的盒维法计算了Ⅴ级断块分形维数,分... 矿井断裂构造是诱发冲击地压的重要地质因素。为研究断裂构造对冲击地压的影响,以峻德井田为工程研究背景,采用地质动力区划法,将井田内的断裂构造按照不同长度等级划分为Ⅰ-Ⅴ级断块,利用分形理论中的盒维法计算了Ⅴ级断块分形维数,分析了断裂整体分形特征和断裂分区分形特征,探究了断裂构造分形维数与构造应力分布状态、冲击地压之间的耦合关系。结果表明:(1)断裂整体分形维数与北西向断裂分形维数具有良好的一致性,北西向断裂对峻德井田冲击地压控制作用的程度较高,北东向断裂次之。(2)不同走向断裂的分形维数不同,表明不同走向断裂在空间展布上表现出明显的差异性,反映了分形维数与断裂构造复杂程度呈正相关,即分形维数越大,断裂构造空间分布特征越复杂,越容易诱发冲击地压。(3)区域内的构造复杂程度越高,构造应力集中程度越高,煤层冲击地压主要发生在高应力区,表明构造复杂程度与构造应力集中程度一致性较高。研究成果从分形维数角度对断裂构造进行定量分析,为冲击地压危险性预测及防治提供了新思路。 展开更多

关键词 断裂构造 冲击地压 分形特征 分形维数 构造应力

在线阅读 下载PDF 职称材料

相邻露天矿端帮断层带地质灾害隐患体治理方案 被引量：1

17

作者 刘光伟 涂俊雄 +3 位作者 马显帅 姚勇 王亮 赵美玲 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期314-328,共15页

在我国大型露天煤田开发中,常常有多家煤炭企业进入同一煤田,各煤炭企业均是一个开发主体,对国家划拨条区煤炭资源进行开采,同时或先后建设几个露天矿。相邻露天矿在开采作业过程中所形成相邻端帮因受两矿采动影响较大,易发生滑坡灾害,... 在我国大型露天煤田开发中,常常有多家煤炭企业进入同一煤田,各煤炭企业均是一个开发主体,对国家划拨条区煤炭资源进行开采,同时或先后建设几个露天矿。相邻露天矿在开采作业过程中所形成相邻端帮因受两矿采动影响较大,易发生滑坡灾害,尤其是相邻端帮到界边坡。胜利西二号露天煤矿和乌兰图嘎锗煤露天矿为同一煤田相邻露天矿,两矿采矿权在相邻端帮处不重合,致使西二露天矿西帮和锗煤露天矿东帮之间形成一个梯形台体,受下覆断层破碎带及两矿作业影响,台体内出现底臌、裂缝、断层垮塌等地质灾害迹象。随着两矿剥采工程发展及对相邻端帮进行靠帮作业,相邻端帮到界边坡间将产生一个更为高陡的不规则台体,为避免灾害性滑坡发生,对该高陡台体稳定性分析基础上,提出“整体挖除回填”的治理方式并确定具体的治理方案。该治理方案明确“整体挖除回填”治理方式作业范围,设计了治理完成时清理工作帮及内排土场边坡形态,可彻底消除地质灾害隐患,并释放西二露天矿内排空间931.83万m~3,锗煤露天矿内排空间764.69万m~3,两矿可继续实现完全内排。本研究成果为西二、锗煤露天矿相邻端帮断层带地质灾害隐患体治理提供必要的理论依据和技术支撑,同时为类似同一煤田相邻露天矿实施地质灾害治理提供了相关经验。 展开更多

关键词 露天煤矿 相邻端帮 断层破碎带 地质灾害防治 边坡稳定性分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

结合平面约束与Kolmogorov-Arnold网络的室内场景三维重建方法

18

作者 贾迪 孟晓华 +3 位作者 程硕 徐驰 刘洋 宋慧伦 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第10期3167-3173,共7页

为缓解室内三维重建面临弱纹理区域重建较为困难以及复杂场景表达能力有限的问题,提出一种结合平面约束优化模块与KAN颜色分支模块的室内三维重建网络KAN-PlaneNet。该网络基于神经辐射场,在颜色分支中引入KAN模块与颜色属性输入,以增... 为缓解室内三维重建面临弱纹理区域重建较为困难以及复杂场景表达能力有限的问题,提出一种结合平面约束优化模块与KAN颜色分支模块的室内三维重建网络KAN-PlaneNet。该网络基于神经辐射场,在颜色分支中引入KAN模块与颜色属性输入,以增强复杂场景的细节表达能力;此外,通过引入平面约束优化模块,强制墙壁区域与地板区域垂直,针对墙壁区域的多样性,定义一个可学习的墙壁法向量nw,约束墙壁表面点的法线方向与nw平行或正交,同时对室内物体区域施加约束,要求该区域法线方向与地板法线方向的余弦相似度大于0.95时,强制法线平行。实验结果表明,该方法在ScanNet数据集上的性能优于现有的3D监督方法,与VolSDF方法相比,综合评价指标平均提升0.356,验证了其优越性。 展开更多

关键词 室内三维重建 神经辐射场 平面约束优化模块 KAN颜色分支模块

在线阅读 下载PDF 职称材料

矿尘抑制剂抗风性能评价指标及应用

19

作者 韩方伟 许满萍 +4 位作者 李伟 朱霖玲 马亮 王佳 范思萌 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第2期285-291,共7页

为准确有效评估矿尘抑制剂的抗风性能,采用单位质量抑尘剂平均风损率、平均抑尘率及临界有效质量3个评价参数,通过控制风速、吹蚀时间、吹蚀角度以及抑尘剂喷洒质量开展煤样风蚀模拟实验。结果表明:随着风速的增加,纯水和抑尘剂的单位... 为准确有效评估矿尘抑制剂的抗风性能,采用单位质量抑尘剂平均风损率、平均抑尘率及临界有效质量3个评价参数,通过控制风速、吹蚀时间、吹蚀角度以及抑尘剂喷洒质量开展煤样风蚀模拟实验。结果表明:随着风速的增加,纯水和抑尘剂的单位质量抑尘剂平均风损率呈上升趋势,单位质量抑尘剂平均抑尘率呈明显下降趋势;随吹蚀时间延长,纯水和单位质量抑尘剂平均风损率呈上升趋势,单位质量抑尘剂平均抑尘率呈缓慢下降趋势;随着吹蚀角度的增加,单位质量抑尘剂平均风损率呈先下降后上升的趋势,在60°时达到最低,单位质量抑尘剂平均抑尘率先上升后下降;当抑尘剂喷洒质量达到临界有效质量时,抑尘效果最佳。 展开更多

关键词 抑尘剂 抗风性能 平均风损率 平均抑尘率 临界有效质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

受载煤岩随钻参数测定试验装置及耦合关系分析

20

作者 范超军 孙其旺 +2 位作者 罗明坤 张佳绩 赖鑫峰 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第8期118-128,共11页

为解决煤矿采掘过程中围岩力学参数非均质和获取困难问题,利用自主研制受载煤岩随钻参数测定试验装置,实时感知岩层强度及结构;分析围压、钻速、转速和旋转扭矩对模拟岩石试样强度的影响,并对采集的随钻参数灰色关联度耦合分析;在受载... 为解决煤矿采掘过程中围岩力学参数非均质和获取困难问题,利用自主研制受载煤岩随钻参数测定试验装置,实时感知岩层强度及结构;分析围压、钻速、转速和旋转扭矩对模拟岩石试样强度的影响,并对采集的随钻参数灰色关联度耦合分析;在受载条件下,通过钻进不同组合类型的分层试件,还原真实环境下钻进煤岩层的效果,验证随钻参数对试件抗压强度识别的准确性。结果表明:试件强度与围压呈正相关,旋转扭矩与钻进速度呈正相关。旋转速度不同时,试件强度基本不变。旋转扭矩、围压、钻进速度、旋转速度与抗压强度关联度分别为0.996、0.831、0.739和0.347。试件强度与旋转扭矩成线性关系。通过分析旋转扭矩曲线的变化特征,可以识别岩层强度,进而定位分界位置。 展开更多

关键词 受载煤岩 随钻参数 试验装置 灰色关联度 分层试样 分界面

在线阅读 下载PDF 职称材料