检索结果-内蒙古大学图书馆

煤矿安全 2022年第8期53卷 230-236页

作者：田涯涂立啸周伟王知乐才庆祥陆翔中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学露天矿山高新技术研究中心江苏徐州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

基于以离散-连续耦合计算方法,以某巨厚煤层露天煤矿靠帮开采后端帮边坡为研究背景,对边坡潜在失稳区域采用离散元方法建模分析滑坡特征、破坏过程、影响范围;对边坡基岩等变形量较小部分建立有限差分法网格,传递坡体内部应力、提高计... 详细信息

基于以离散-连续耦合计算方法,以某巨厚煤层露天煤矿靠帮开采后端帮边坡为研究背景,对边坡潜在失稳区域采用离散元方法建模分析滑坡特征、破坏过程、影响范围;对边坡基岩等变形量较小部分建立有限差分法网格,传递坡体内部应力、提高计算速度。结果表明:离散-连续耦合计算方法与有限差分法计算得到滑面位置相近,呈圆弧形滑坡;滑坡过程最先为坡面颗粒间黏结受侧向变形影响发生少量破坏,黏结破坏后颗粒向下滚落并堆积在边坡坡脚;随后滑体后缘出现张拉裂缝,滑面逐渐清晰,滑体前缘煤层错动,在逆倾构造影响下阻碍滑坡进一步发展;边坡下侧岩体优先破坏,随后破坏区域逐渐上移;滑坡结束后,边坡最上部580 m水平出现多处张拉裂缝,距坡肩61.37 m内有明显下沉,约为30 m;边坡岩层明显错动,下部煤台阶及顶板向临空面推挤,下部水平位移达42.39 m。

关键词：露天矿边坡时效边坡离散-连续耦合边坡失稳滑坡范围

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基于图神经网络的井间注采动态响应研究

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油气地质与采收率 2023年第4期30卷 130-136页

作者：胡慧芳张世明曹小朋郭奇王召旭黄朝琴中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257015 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

注采井井间注采动态响应关系是油藏开发过程中的重要参数,对井间注采动态响应的正确评价可为油藏开发后期流场调控的工艺措施优化提供理论基础。注采井网可以等效成一种图结构,且井点间具有强相关性,为此基于图神经网络开展井间注采动... 详细信息

注采井井间注采动态响应关系是油藏开发过程中的重要参数,对井间注采动态响应的正确评价可为油藏开发后期流场调控的工艺措施优化提供理论基础。注采井网可以等效成一种图结构,且井点间具有强相关性,为此基于图神经网络开展井间注采动态响应研究。通过图注意力网络结合多个时间节点注水井的单位时间注水量变化量和生产井的单位时间产液量变化量,以及渗流物理过程信息中的井底压力和井位数据等参数,对生产井产液量进行预测并反向传播学习,进而定量表征不同时刻的井间注采动态响应关系。结果表明,采用的新方法适用于井数较多且开关井频繁的实际油藏,具有成本低、动静参数结合和适用性广的优点。

关键词：图神经网络井间连通性机器学习注意力机制注采动态响应

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煤与共伴生战略性金属矿产协调开采理论与技术构想

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煤炭学报 2022年第7期47卷 2516-2533页

作者：黄炳香赵兴龙余斌贺桂成岳中文杨成祥王长申孟庆彬杨玉贵刘江峰冯秀娟陈大勇邢岳堃朱卫兵段晓恒鞠金峰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 矿冶科技集团有限公司矿山工程研究设计所北京100160 南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中核第四研究设计工程有限公司铀矿冶研究设计所河北石家庄050021 中国矿业大学物联网研究中心江苏徐州221116

煤与煤系共伴生矿产协调开采是国家重大战略需求。我国煤系共伴生有铝、铀、铁、镓等22种战略性金属矿产,种类多、储量丰富、与煤层叠置,赋存状态与开采方法差异大,各矿产开采的岩层活动、流体迁移等影响彼此正常开采。传统煤矿仅开采煤... 详细信息

煤与煤系共伴生矿产协调开采是国家重大战略需求。我国煤系共伴生有铝、铀、铁、镓等22种战略性金属矿产,种类多、储量丰富、与煤层叠置,赋存状态与开采方法差异大,各矿产开采的岩层活动、流体迁移等影响彼此正常开采。传统煤矿仅开采煤炭,对煤系共伴生矿产考虑较少或没有考虑,导致资源浪费;近些年国内开始出现煤与共伴生矿产开采的矛盾,煤与共伴生矿产协调开采迫在眉睫。面向煤系全部共伴生战略性金属矿产,聚焦典型代表性的煤系铝土矿和铀矿,保障研究成果的通用性。煤与共伴生矿产协调开采亟需解决的核心共性重大科学问题是:协调开采的固液气应力场、渗流场、化学场、微生物场、采动裂隙场耦合机制及岩层活动叠加影响规律。亟需攻克的关键技术包括:煤与共伴生矿产协调、协同及共采的分区错时协调开采技术、减振高效爆破开挖技术、水位主动调控技术、污染物的微生物原位还原-矿化治理技术。针对协调开采的重大科学问题和关键技术,研究揭示协调开采多相多场耦合机制与岩层活动叠加影响规律,提出协调开采成套方法,研发协调开采关键技术与装备,构建全资源、全生命周期协调开采规划理论,制定协调开采技术标准,形成通用性的协调开采理论与技术体系,保障各矿产开采活动不影响彼此正常开采。实现煤与共伴生矿产可持续绿色协调性开采,释放矿产储量,保障资源集约开发,经济社会效益显著。

关键词：协调开采战略性金属煤系共伴生矿产多相多场耦合岩层活动叠加全生命周期采矿

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冲击地压的三参量能量致冲准则及多场监测预警和动态防治技术

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采矿与安全工程学报 2021年第5期38卷 895-901页

作者：王桂峰刘阳曹安业窦林名巩思园蔡武袁晓园李庚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 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 江苏经贸职业技术学院信息技术系江苏徐州221116

针对目前冲击地压监测分析、预警能力不足,难以确定危险区域及其演变趋势,不能开展针对性的卸压工程,导致冲击地压频繁发生实际问题。从能量角度研究冲击地压产生机制,提出冲击地压的三参量能量致冲准则,分析能量场和应力场耦合监测预... 详细信息

针对目前冲击地压监测分析、预警能力不足,难以确定危险区域及其演变趋势,不能开展针对性的卸压工程,导致冲击地压频繁发生实际问题。从能量角度研究冲击地压产生机制,提出冲击地压的三参量能量致冲准则,分析能量场和应力场耦合监测预警原理,建立基于多场耦合监测的危险性评价和防冲技术,开展采掘过程中动态监测和调控防冲实践,进行了效果验证。研究表明:冲击地压发生的累积不稳定能量E、压制能力RE、启动扰动强度DI等3个参量相互联系、协调作用而诱发冲击地压,累积足够的不稳定能量E是冲击孕育的首要条件。应力场CT反演和能量场密度空间解析技术的结合,可以有效识别不稳定能量E的积聚过程,共同形成冲击地压危险区域精准识别关键技术,进而可以根据危险区域识别结果实施针对性卸压、解危措施,阻断不稳定能量E的积聚过程,防止其超过临界值E0。工程应用表明,冲击地压的多场耦合监测预警与动态防治技术的应用,有效避免了监测与治理的盲目性,取得了很好的防冲效果,为探索冲击地压内在机制及其预警理论和方法提供了新思路、新方法。

关键词：冲击地压多场监测预警危险区域识别动态调控

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基于比值导数法的棉花蚜害无人机成像光谱监测模型研究

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光谱学与光谱分析 2021年第5期41卷 1543-1550页

作者：郭伟乔红波赵恒谦张娟娟裴鹏程刘泽龙河南农业大学信息与管理科学学院河南郑州450002 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学) 北京100083

蚜虫是棉花的主要害虫之一,我国棉花产量每年因蚜虫危害造成的损失高达5%~10%。田块尺度的棉花蚜害空间分布监测可以辅助精准定量施药,减少环境污染。利用无人机搭载成像光谱仪获取的“图谱合一”的遥感数据因其具有分辨率高、时效性高... 详细信息

蚜虫是棉花的主要害虫之一,我国棉花产量每年因蚜虫危害造成的损失高达5%~10%。田块尺度的棉花蚜害空间分布监测可以辅助精准定量施药,减少环境污染。利用无人机搭载成像光谱仪获取的“图谱合一”的遥感数据因其具有分辨率高、时效性高、成本低等优势,可为作物病虫害监测提供了重要数据源。比值导数法模型简洁,运行效率高,结果精确,可以有效的应用于遥感反射率光谱解混处理,提取对目标信息较为敏感的波段,为构建虫害监测模型提供了有效的手段。因此本研究选择棉花典型生产区新疆库尔勒地区为实验区,开展以下工作:(1)以低空无人机搭载成像光谱仪获取棉花蕾期冠层成像光谱影像,结合地面调查数据,获取76个样点光谱数据及蚜害严重度(包含健康植株16个,蚜害严重度1~4级每级选取15个);(2)分析不同蚜害严重度棉花冠层光谱的特征,并利用比值导数法筛选出对蚜害胁迫敏感的光谱波段,分别为514,566和698 nm波段;(3)构建基于三个敏感波段的光谱反射率、比值导数光谱值的一元线性回归和偏最小二乘法的蚜害严重度估测模型。结果表明:(1)蚜害对棉花冠层的光谱反射率有显著影响。棉株受蚜害胁迫越严重,其在可见光区域的反射率越高,近红外波段反射率越低,发生红边区域“蓝移”;(2)比值导数法可有效提取蚜害棉花冠层光谱敏感波段,所筛选的514,566和698 nm三个波段与相关系数法所筛选的敏感波段一致;(3)利用敏感波段比值导数光谱值所构建的蚜害严重度估测模型精度优于敏感波段光谱反射率所构建的模型,其中698 nm波段构建的模型精度最佳(R 2=0.597,RMSE=0.91);(4)三个敏感波段的比值导数光谱值所构建的偏最小二乘多元回归模型精度优于单个波段比值导数光谱值所构建的模型(R 2=0.612,RMSE=0.89);(5)基于比值导数法的棉花蚜害无人机成像光谱监测模型可以获取田块尺度的不同严重度蚜害空间分布图,对于精准定量施药有重要的指示意义。

关键词：棉花蚜虫比值导数法成像光谱无人机

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基于非线性流变理论的煤岩体强时效特征

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煤炭学报 2021年第S02期46卷 713-720页

作者：王路军周宏伟曹志国荣腾龙张勇北京低碳清洁能源研究院煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京102211 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 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 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003

深部资源赋存环境具有高地应力、高渗透压和高地温的本真特征,而强扰动和强时效的附属特性对深部多场多相耦合的渗流理论具有重要意义。深部岩体力学理论研究经常涉及时效特征,因此需要对强时效进行科学定义。结合深部岩体赋存特征及资... 详细信息

深部资源赋存环境具有高地应力、高渗透压和高地温的本真特征,而强扰动和强时效的附属特性对深部多场多相耦合的渗流理论具有重要意义。深部岩体力学理论研究经常涉及时效特征,因此需要对强时效进行科学定义。结合深部岩体赋存特征及资源开采流程给出了深部强时效的含义,并提出强时效包含3个方面内容,分别为加速蠕变、脆延转换和物理力学参数弱化。通过非线性流变理论确定蠕变加速阶段发生条件,从而对深部岩体强时效特征进行研究。根据已有流变理论归纳出岩体发生加速蠕变需达到临界损伤阈值的结论,而临界损伤阈值可以由非弹性体积应变、孔隙率变化或声发射数据确定。岩石单轴或三向应力条件下蠕变实验可从应变加速度判别强时效起始点。针对岩石流变本构模型可通过流变微分方程稳定性判别强时效条件。在分析岩石非线性流变微分方程的基础上提出强时效特征下岩石应变加速度与应变率符合一定的幂率关系,具体参数可由实验数据确定。对岩体应变、应变率及应变加速度曲线分析可知,应变加速度曲线出现的2个拐点即可作为蠕变衰减-稳态和稳态-非稳态阶段转换的临界值。通过深部煤体三轴流变实验数据确定强时效发生的起始位置,并对强时效条件下应变加速度与应变率相关方程中参数进行拟合。依据深部煤体采动应力路径进行了卸围压蠕变-渗流实验,进而分析出强时效阶段煤体渗透率会急剧增大的特点。

关键词：深部煤岩体强时效加速蠕变渗透率演化

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深部大采高沿空留巷围岩应力分布与变形规律研究

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煤矿安全 2022年第5期53卷 59-66页

作者：徐筝峥杨玉贵陈勇侯珊珊陈晓虎中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州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221008

为研究高水充填材料的力学性能,达到巷旁充填的目的,通过对不同水灰比的高水材料进行单轴压缩试验,分析其单轴应力-应变关系和不同阶段强度与养护时间的关系;以屯兰矿为工程背景,运用FLAC3D数值模拟软件,研究了沿空留巷在巷道掘进和留... 详细信息

为研究高水充填材料的力学性能,达到巷旁充填的目的,通过对不同水灰比的高水材料进行单轴压缩试验,分析其单轴应力-应变关系和不同阶段强度与养护时间的关系;以屯兰矿为工程背景,运用FLAC3D数值模拟软件,研究了沿空留巷在巷道掘进和留巷过程中的围岩应力演化规律和变形特征。结果表明:随着水灰比的增大,高水充填材料强度明显降低;水灰比为1.5∶1时材料单轴抗压强度为6.62 MPa,水灰比为2∶1时,材料单轴抗压强度为4.08 MPa,水灰比为2.5∶1时,材料单轴抗压强度为2.85 MPa,分别降低了38%和60%;巷道掘进阶段,顶底板最大移近量为45.6 mm,回采期间顶底板最大移近量203.0 mm;留巷期间,在超前工作面30 m范围以内,巷道受采动影响较大,顶板明显下沉。

关键词：沿空留巷大采高高水充填数值模拟应力演化变形规律

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煤岩体水力压裂裂缝微震监测软件开发研究

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煤炭工程 2022年第6期54卷 145-150页

作者：蔡超李楠兰学槿秦艳丽温耀林张园惠王承淳刘鹏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 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学数学学院江苏徐州221116

针对煤岩体水力压裂诱发波形到时拾取不准、裂缝定位效果差的问题,研究提出了STA/LTA与AIC联合到时拾取方法及单纯形定位方法。在搭建软件总体架构的基础上,采用python言语与Visual Studio Code编辑器,将波形到时拾取、震源定位算法及... 详细信息

针对煤岩体水力压裂诱发波形到时拾取不准、裂缝定位效果差的问题,研究提出了STA/LTA与AIC联合到时拾取方法及单纯形定位方法。在搭建软件总体架构的基础上,采用python言语与Visual Studio Code编辑器,将波形到时拾取、震源定位算法及相应功能程序化,设计开发了煤矿煤岩体水力压裂裂缝微震监测软件。在实验室内开展原煤真三轴水力压裂实验,将采集的数据输入软件,进行波形到时拾取与破裂源定位,验证该软件的可靠性与先进性。结果表明:该软件可拾取波形的精确到时,进行破裂定位,达到了刻画煤岩体水压裂缝空间形态的目的,这对于现场水力压裂裂缝监测及优化设计压裂方案具有重要意义。

关键词：煤岩体水力压裂到时拾取震源定位

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矿井皮带巷火灾风烟流场-区-网演化与调控规律

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中国矿业大学学报 2021年第4期50卷 716-724页

作者：郝海清王凯张春玉蒋曙光王海宽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 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 开滦(集团)有限责任公司国家矿山应急救援开滦队河北唐山063000

针对复杂风网受控火灾风烟流近灾源场-区域-网络传输特性精准刻画难题,研究了不同尺度风烟流演化规律和控风排烟的方法.通过弗劳德数守恒模型分析了通风与热动力交互作用下皮带巷火灾近灾源场烟流逆退的临界条件、烟流温度和能见度的分... 详细信息

针对复杂风网受控火灾风烟流近灾源场-区域-网络传输特性精准刻画难题,研究了不同尺度风烟流演化规律和控风排烟的方法.通过弗劳德数守恒模型分析了通风与热动力交互作用下皮带巷火灾近灾源场烟流逆退的临界条件、烟流温度和能见度的分布规律.利用火灾动力模拟(FDS)软件得到了水平巷道和倾斜巷道的临界风速的表征方法.基于典型采区通风网络,利用Ventsim软件建立了皮带巷火灾区域网络模型,分析了灾变风烟流扩散运移、诱导风流紊乱和调控规律,提出了2种控风排烟调节方案.以转龙湾煤矿通风网络为原型,建立全风网风烟流调控模型,将空气动力学与热力学参数融入风网解算,对复杂风网中的风烟流演化规律和调控方案进行模拟.结果表明:当未采取烟流调控措施时,采区内CO和烟气浓度均较高,人员在此环境无法生存;当采取烟流调控措施时,相比第2种调控方案,第1种调控方案控风排烟效果更显著.进一步优化了皮带巷火灾风烟流调控方案.

关键词：皮带巷火灾烟流运移控风排烟烟流调控

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基于金属粉末的3D打印煤巷锚杆基本力学性能与应用研究

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中国矿业大学学报 2021年第6期50卷 1019-1028页

作者：冯晓巍薛飞宋万新中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 绍兴文理学院土木工程学院浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室浙江绍兴312000 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

通过三维扫描仪获取了煤巷锚杆的数字模型,采用3种不同的金属粉末(铝合金、不锈钢、模具钢)作为打印材料,以选择性激光熔化(SLM)3D打印技术制作了左旋无纵筋锚杆,并进行了拉伸测试,扫描电子显微镜(SEM)测试和金相测试,最后探讨了3D打印... 详细信息

通过三维扫描仪获取了煤巷锚杆的数字模型,采用3种不同的金属粉末(铝合金、不锈钢、模具钢)作为打印材料,以选择性激光熔化(SLM)3D打印技术制作了左旋无纵筋锚杆,并进行了拉伸测试,扫描电子显微镜(SEM)测试和金相测试,最后探讨了3D打印锚杆的初步应用.结果表明:所制作的锚杆在表面细节上与原型锚杆高度相似;相较于原型锚杆,模具钢粉末成型锚杆具有更高的强度,不锈钢粉末成型锚杆在强度和变形方面最接近于原型锚杆,铝合金粉末成型锚杆则表现出了相对较低的强度.通过SEM断口分析发现模具钢粉末成型锚杆的微观结构相对致密,金属粉末熔化效果良好,故其强度较高;铝合金粉末成型锚杆的微观结构气孔密布,结构松散,金属粉末熔化不全,故其强度较低;不锈钢粉末成型锚杆虽有气孔也有未融化金属粉末,但较铝合金粉末成型锚杆而言要少很多.热处理后的不锈钢粉末成型锚杆在延伸率和强化阶段方面进一步改善,且微观组织更为致密,进一步金相分析表明金属粉末3D打印成型锚杆具有"鳞片"状金属组织结构.

关键词： 3D打印锚杆金属粉末力学强度 SEM分析

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