检索结果-内蒙古大学图书馆

采矿与安全工程学报 2022年第5期39卷 981-991页

作者：孙鑫张少华程敬义王东葛颂李想万志军中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 迪尔集团有限公司山东济宁272000

提高巷道掘进效率、减少冒顶事故是实现煤矿安全高效和智能化开采的重要内容,其关键是对巷道围岩的合理支护设计,而煤矿顶板岩层强度的实时智能感知对巷道支护设计至关重要。利用自主搭建的微型钻进实验平台和制作的砂浆试样,开展钻进... 详细信息

提高巷道掘进效率、减少冒顶事故是实现煤矿安全高效和智能化开采的重要内容,其关键是对巷道围岩的合理支护设计,而煤矿顶板岩层强度的实时智能感知对巷道支护设计至关重要。利用自主搭建的微型钻进实验平台和制作的砂浆试样,开展钻进实验以获取随钻参数,并测定砂浆试样的单轴抗压强度。采用小波阈值法对随钻参数去噪后,分析钻速、转速和砂浆试样强度对推力和扭矩的影响。基于随钻参数构建预测岩石强度的多元线性回归(MLR)模型,利用径向基函数(RBF)神经网络对MLR模型得到的强度预测残差修正,建立MLR-RBF岩石强度组合预测模型,对MLR和MLR-RBF模型进行验证,并利用MLR-RBF模型对粉砂岩、细粒砂岩和粗粒砂岩3种岩石强度进行预测。研究表明:钻速和转速均与钻进推力呈负相关,但随转速增加旋转扭矩也增加,且扭矩值随钻进深度增加而缓慢线性增加;构建的MLR模型的预测相对误差均值为8.58%,MLR-RBF模型的预测相对误差均值为1.75%,证明了MLR-RBF模型的有效性;MLR-RBF模型对岩石强度的预测误差均值为6.67%,该模型对岩石强度的预测效果较砂浆试样差,主要是因为岩石与砂浆的均质性不同。

关键词：钻进参数岩石强度小波阈值去噪 MLR-RBF模型随钻探测

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线结构光条成像质量多参数综合评价方法研究

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激光与光电子学进展 2023年第7期60卷 156-164页

作者：李涛涛沈培钟小倩许献磊刘江英萍乡学院机械电子工程学院江西萍乡337055 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

光条成像质量是决定线结构光三维测量精度的重要因素之一。为解决现有光条成像质量评价方法对整体与细节评价兼顾不全、评价依据单一等问题,提出了一种线结构光条成像质量多参数综合评价方法。首先从图像一维熵、局部对比度和光条清晰... 详细信息

光条成像质量是决定线结构光三维测量精度的重要因素之一。为解决现有光条成像质量评价方法对整体与细节评价兼顾不全、评价依据单一等问题,提出了一种线结构光条成像质量多参数综合评价方法。首先从图像一维熵、局部对比度和光条清晰度三方面,对渐变曝光时间下采集的系列光条图像进行特征分析。接着以系列图像的光心提取精度反向评价光条成像质量,并分析多特征参数随光心提取精度的变化规律。在此基础上,实现多特征参数对系列光条图像质量的综合评价,并构建多参数综合量化评价模型。实验结果表明:与已有方法相比,所提方法评价结果更准确、有效,由评得优质光条图像重构出的高精度齿条轮廓精度最高,其Rssa值仅为0.022。

关键词：仪器,测量与计量线结构光光条成像质量多参数综合评价图像一维熵局部对比度光条清晰度

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急倾斜特厚煤层开采覆岩结构演化特征及支架工作阻力计算

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采矿与安全工程学报 2022年第3期39卷 499-506页

作者：吴锋锋岳鑫刘长友余昌辉柳启文李超杜贝举杨培举陈毅琪中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室矿业工程学院江苏徐州221116 凉山州益门煤矿四川会理615100

针对急倾斜特厚煤层水平分段综放开采中顶板失稳过程复杂及支架选型问题,采用物理模拟、理论计算以及现场实测的方法,研究了急倾斜特厚煤层水平分段开采覆岩活动结构演化特征,构建了该开采条件下支架与围岩相互作用关系力学模型,推导得... 详细信息

针对急倾斜特厚煤层水平分段综放开采中顶板失稳过程复杂及支架选型问题,采用物理模拟、理论计算以及现场实测的方法,研究了急倾斜特厚煤层水平分段开采覆岩活动结构演化特征,构建了该开采条件下支架与围岩相互作用关系力学模型,推导得出支架工作阻力计算公式,指导了该开采条件下支架的合理选型。研究表明:开采过程中覆岩活动分为两个时期,开采初期采空区的上端顶板大面积悬空,覆岩垮落形成不对称的拱形结构,而在后期阶段顶板破断岩块在倾斜方向上相互铰接,形成铰接岩块结构;开采初期支架所受载荷来自顶煤、垮落煤矸石,顶板侧还受顶板悬臂梁作用,在后期铰接岩块结构失稳状态下,支架还要承受垮落覆岩压力;满足整个开采过程控顶要求的合理支架工作阻力为开采后期铰接岩块结构失稳状态时的支架工作阻力。基于理论计算,益门煤矿1212工作面选用ZF2600/16/26型液压支架,支架工作阻力实测结果与理论计算相吻合,所选支架满足现场顶板控制要求,验证了所提出的支架工作阻力计算方法的准确性。

关键词：急倾斜煤层水平分段开采覆岩结构支架阻力

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煤矿矿震传感器检验方法试验研究

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煤炭工程 2023年第1期55卷 94-99页

作者：窦林名韩泽鹏巩思园白金正陈帅中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

针对目前国内矿震传感器检验方面的迫切需要,引进了CS18VLF低频振动系统,提出了频率误差、幅值误差及幅值线性度检验指标,使用比较法开展了新旧DLM型矿震传感器的检验试验。试验结果表明:全新矿震传感器最大频率误差和最大幅值误差的平... 详细信息

针对目前国内矿震传感器检验方面的迫切需要,引进了CS18VLF低频振动系统,提出了频率误差、幅值误差及幅值线性度检验指标,使用比较法开展了新旧DLM型矿震传感器的检验试验。试验结果表明:全新矿震传感器最大频率误差和最大幅值误差的平均值分别为2.5%、5.35%,井下长期使用后的矿震传感器最大频率误差和最大幅值误差的平均值分别为3.1%、14.3%,全新矿震传感器的幅值线性度平均值为0.991,井下长期使用后的矿震传感器的幅值线性度平均值为0.961,矿震传感器在井下长期使用后存在频率、幅值测量误差增大,幅值线性度减小的问题,验证了检验方法的可行性及必要性。根据新旧矿震传感器检验试验结果,初步确定频率误差低于3.5%、幅值误差低于10%,幅值线性度高于0.97为判断DLM型矿震传感器有效的临界值。

关键词：矿震传感器比较法检验频率误差幅值误差幅值线性度

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融合改进A^(*)算法与动态窗口法的煤矿足式机器人路径规划

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工矿自动化 2024年第6期50卷 112-119页

作者：王利民孙瑞峰翟国栋张佳伟徐弘赵杰化一行中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院北京100083 煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

为提高煤矿足式机器人路径规划算法的运行效率、搜索精度及避障灵活性,提出了一种融合改进A^(*)算法与动态窗口法(DWA)的煤矿足式机器人路径规划方法。首先对A^(*)算法进行改进,通过去冗余节点策略减短规划路径的长度,通过改进邻域搜索... 详细信息

为提高煤矿足式机器人路径规划算法的运行效率、搜索精度及避障灵活性,提出了一种融合改进A^(*)算法与动态窗口法(DWA)的煤矿足式机器人路径规划方法。首先对A^(*)算法进行改进,通过去冗余节点策略减短规划路径的长度,通过改进邻域搜索方式和代价函数提高路径规划速度,采用分段二阶贝塞尔曲线进行路径平滑。将改进A^(*)算法规划出的路径节点依次作为局部路径规划DWA的局部目标点进行算法融合,筛选邻近的障碍物节点,从而再次缩短路径长度,并通过调整DWA代价函数中的权值比例提升避障性能。针对机器人遇到无法避开的障碍物而陷入“假死”状态的问题,以当前初始点为起点,重新调用融合算法,即重新进行全局路径规划,将得到的新节点代替原有的局部目标点,按照新路径进行后续工作。仿真结果表明:在保证机器人行走安全稳定的基础上,改进A^(*)算法较传统A^(*)算法的计算时间缩短了65%,路径长度缩短了24.1%,路径节点数量减少了27.65%,最终得出的路径更为平滑;融合算法进一步提升了全局路径规划能力,在多障碍物环境下能够绕开新增的动态和静态障碍物;机器人遇到“L”型障碍物进入“假死”状态时,在“假死”位置重新进行全局路径规划,更新行走路径,成功到达了最终目标点。基于融合算法的JetHexa六足机器人路径规划实验结果验证了融合算法的有效性和优越性。

关键词：煤矿足式机器人路径规划 A^(*)算法动态窗口法复杂环境避障全局路径规划局部路径规划

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大尺寸巷道/隧道热环境模拟试验系统研制

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实验技术与管理 2023年第2期40卷 127-133页

作者：张源万志军覃述兵周嘉乐中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

该文研制的大尺寸巷道/隧道热环境模拟试验系统的模拟段有效长度6000 mm、围岩直径800 mm、最高稳定岩温70℃、风温5~45℃、湿度20%~90%RH、最大风量5000 m^(3)/h、最大模拟倾角45°,与已有试验装置相比,该模拟巷道/隧道尺寸大、试... 详细信息

该文研制的大尺寸巷道/隧道热环境模拟试验系统的模拟段有效长度6000 mm、围岩直径800 mm、最高稳定岩温70℃、风温5~45℃、湿度20%~90%RH、最大风量5000 m^(3)/h、最大模拟倾角45°,与已有试验装置相比,该模拟巷道/隧道尺寸大、试验参数范围大、试验误差减少,系统采用低电压、高电流的电加热方式控制系统边界温度,试验过程更安全、操作更简便。通过高地温巷道通风过程中围岩温度场模拟试验,证实了系统与现场测试结果具有较好的一致性,该系统可用于探索深部巷道、隧道等地下工程中的岩体传热问题,为高地温巷道/隧道的热害防治提供试验平台。

关键词：高地温热环境热害温度场相似试验

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高位巨厚覆岩运移规律及矿震触发机制研究

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煤炭科学技术 2023年第3期51卷 10-20页

作者：白贤栖曹安业杨耀王常彬刘耀琪赵迎春郭文豪顾颖诗吴震中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室江苏徐州221116 徐州物硕信息技术有限公司江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 内蒙古昊盛煤业有限公司内蒙古鄂尔多斯017000

矿震是由矿山开采引起的非天然地震活动,鄂尔多斯矿区侏罗纪煤层上方常见白垩系巨厚层状砂岩组,巨厚砂岩组破断、滑移容易诱发巨厚覆岩型矿震,研究揭示高位巨厚覆岩的内部活动演化规律与动力响应特征是巨厚覆岩型矿震灾害防控的基础。... 详细信息

矿震是由矿山开采引起的非天然地震活动,鄂尔多斯矿区侏罗纪煤层上方常见白垩系巨厚层状砂岩组,巨厚砂岩组破断、滑移容易诱发巨厚覆岩型矿震,研究揭示高位巨厚覆岩的内部活动演化规律与动力响应特征是巨厚覆岩型矿震灾害防控的基础。笔者基于符拉索夫厚板理论,结合地面探测孔、地表沉降以及微震监测技术,研究了鄂尔多斯某矿综放开采巨厚覆岩结构演化规律及覆岩内部活动特征,揭示了高位覆岩运动诱发矿震机制。结果表明,综放实体煤回采阶段,采空区面积较小,低位顶板垮落较为迅速,顶板破断角64°~72°,高位巨厚覆岩结构无明显裂隙产生,地表下沉量较小;邻空回采阶段,顶板破断高度向巨厚覆岩层扩展,巨厚覆岩层产生裂隙,巨厚覆岩下顶板破裂角有所增加,并且地表沉降量快速增加呈台阶式下沉。白垩系巨厚砂岩层厚较大、强度较高,推导得出邻空回采阶段工作面推进约324.3 m时,巨厚覆岩结构具备发生初次破断的条件,开始出现强矿震事件;并且其周期破断步距为83.7 m。巨厚覆岩结构破断触发矿震机制为:随采空区面积增加,顶板破裂高度逐渐扩展至高位巨厚砂岩层,该巨厚砂岩层发生竖“O-X”型初次破断、滑移以及周期性破断易诱发强矿震事件。研究结论对高位巨厚覆岩型矿震灾害的预防与治理具有指导作用。

关键词：矿震巨厚覆岩运动地面钻孔探测矿震触发机制

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基于局部矿井刚度理论的冲击地压试验装置研制及应用

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煤炭学报 2023年第5期48卷 1985-1995页

作者：高富强原贵阳娄金福卢志国李建忠中煤科工开采研究院有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

煤层加载刚度及峰后承载刚度是影响冲击地压发生的重要因素,为了系统研究基于局部矿井刚度理论的冲击地压发生机理及煤柱冲击破坏规律,开发了冲击地压实验室试验装置。试验装置主要由静力加载系统、储能系统、变刚度加载系统、开挖系统... 详细信息

煤层加载刚度及峰后承载刚度是影响冲击地压发生的重要因素,为了系统研究基于局部矿井刚度理论的冲击地压发生机理及煤柱冲击破坏规律,开发了冲击地压实验室试验装置。试验装置主要由静力加载系统、储能系统、变刚度加载系统、开挖系统和多源信息监测系统5部分组成。该试验系统的主要创新如下:①加载系统中增加开挖装置,可在保压状态下通过开挖诱发试样产生应力集中及局部矿井刚度的降低,当试样受力达到其承载强度、局部系统刚度低于试样峰后刚度时将发生冲击破坏;②加载系统中设置了气囊式蓄能器−油缸的复合液压弹簧储能装置,可在静力加载过程中完成能量的储存;③设置了一种变刚度加载装置,系统可通过蓄能器初始气囊压力的调整实现不同加载刚度的设置;④试验装置可对试样从加载—稳压—开挖—冲击全过程进行实验室再现,使得冲击地压发生全过程煤柱应变监测以及冲击过程观测成为可能。通过对高强度混凝土试块和强冲击倾向性煤样进行初步实验室试验,验证了该模拟设备的准确性和可靠性,初步试验结果表明:低刚度加载条件下通过开挖底部试样可有效诱发煤柱发生冲击破坏,煤柱破坏由低刚度侧向高刚度侧扩展贯通,破坏后的残留煤柱呈现出“两侧宽中心窄”的哑铃状态。冲击破坏后的煤柱中心被一条横向锯齿裂纹贯穿,致使煤柱承载能力大幅度降低。该试验系统从加载储能及刚度角度出发,可实验室再现煤体在加载—稳压—开挖—冲击破坏的冲击地压发生全过程,为煤矿冲击地压发生机理研究提供试验平台。

关键词：局部系统刚度冲击地压试验系统变刚度加载

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宋代黑釉茶盏油滴的飞行时间二次离子质谱表征

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质谱学报 2023年第1期44卷 25-33页

作者：徐子琪赵煊赫梁汉东李展平铁偲煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室北京100084 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

本研究利用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)表征典型黑釉茶盏釉面上银色反光斑纹,即华北油滴。高分辨质谱测定油滴的主要成分是氧化铁,由显微拉曼光谱确定其矿物形式是赤铁矿(α-Fe_(2)O_(3))。二次离子质谱(SIMS)离子成像进一步揭示:... 详细信息

本研究利用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)表征典型黑釉茶盏釉面上银色反光斑纹,即华北油滴。高分辨质谱测定油滴的主要成分是氧化铁,由显微拉曼光谱确定其矿物形式是赤铁矿(α-Fe_(2)O_(3))。二次离子质谱(SIMS)离子成像进一步揭示:该赤铁矿呈六方柱晶体(约2~10μm);近百余枚这样的晶体自组织分散排列构成类似雨滴状的斑纹(约120μm);与其形貌互补的是含硅、铝、钙、钠等元素的碱性石灰质釉质。SIMS深度剖析发现,α-Fe_(2)O_(3)晶体的连续深度不小于5μm。基于SIMS表征结果,还探讨了赤铁矿沉积薄膜状镜铁矿(α-Fe_(2)O_(3))引起华北油滴呈银色与镜面反射现象的原理,以及TOF-SIMS在表征和研究古瓷方面的潜力和局限。

关键词：华北油滴赤铁矿镜铁矿离子成像二次离子质谱(SIMS)

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露天矿端帮开采采硐顶板变形破坏机理

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煤矿安全 2023年第3期54卷 177-186页

作者：陈涛舒继森韩流尚涛杨国宇中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

为了研究端帮开采中采硐顶板变形破坏机理,建立了两端部固定梁力学模型,结合弹性力学理论,推导出顶板应力、位移计算公式,并考虑支撑煤柱上覆软弱岩层挤压作用对顶板变形的影响,分析得到了顶板应力分布和变形规律。研究表明:顶板的正应... 详细信息

为了研究端帮开采中采硐顶板变形破坏机理,建立了两端部固定梁力学模型,结合弹性力学理论,推导出顶板应力、位移计算公式,并考虑支撑煤柱上覆软弱岩层挤压作用对顶板变形的影响,分析得到了顶板应力分布和变形规律。研究表明:顶板的正应力分布呈现二次抛物线轴对称分布,最大拉应力在采硐顶板底面中心位置处最大;最大拉应力和最大剪应力随着开采进度的增大不断增大,顶板底面中部位置先呈现出拉张破坏,随后逐渐转为与煤柱接触位置的剪切破坏;顶板底面的水平位移u值随着x的增大,呈现先减小,再增大,最后再减小的趋势,但侧向挤压对水平位移影响不大;顶板底面的垂直位移ν值随x呈现开口向上的抛物线变化规律,考虑竖向压缩和侧向挤压的位移绝对值|ν|明显大于仅考虑侧向挤压、未考虑侧向挤压的值。

关键词：端帮开采采硐顶板变形破坏机制力学模型应力分布挤压变形

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