检索结果-内蒙古大学图书馆

工程科学学报 2025年第2期47卷 259-270页

作者：李雪王传兵王雁冰梅洪嘉李琰庆王兆阳肖殿才淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室淮南232000 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083

为了研究等离子爆破技术结合切缝管和预切槽技术的定向致裂效果,开展等离子体电脉冲定向致裂试验,探究不同切缝管切缝形状和不同预切槽间距下等离子体爆破定向致裂机理和定向断裂效果,对比分析不同定向形式作用下等离子体爆破岩石定向... 详细信息

为了研究等离子爆破技术结合切缝管和预切槽技术的定向致裂效果,开展等离子体电脉冲定向致裂试验,探究不同切缝管切缝形状和不同预切槽间距下等离子体爆破定向致裂机理和定向断裂效果,对比分析不同定向形式作用下等离子体爆破岩石定向断裂贯通效果.结果表明,与正楔形切缝管和平切形切缝管相比,切缝管岩石试件中倒楔形结构中产生的应力峰值最大,聚能效果最显著,其定向贯通岩石效果更显著.预切槽岩石的电爆聚能致裂效果随着钻孔切槽间距的增加而减小.切槽间距为40 mm时,预切槽岩石试件等离子体电脉冲的聚能效果优异,产生定向裂纹的效果明显优于切槽间距为50 mm和60 mm的预切槽岩石试件.同时,预切槽定向形式的等离子体爆破定向致裂效果相对于切缝管定向致裂效果更为显著.

关键词：等离子体电脉冲爆破定向致裂切缝管预切槽数值模拟

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基于随钻参数响应特征的巷道顶板岩层界面识别方法研究

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矿业科学学报 2025年第1期10卷 95-104页

作者：李点尚刘灿灿王传兵任波任帅康志鹏淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 淮河能源控股集团有限责任公司深部煤炭开采耦合灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室安徽淮南232000

为实现煤矿地质透明化,促进煤矿智能化发展进程,解决传统岩层界面识别方法速度慢、成本高以及精度差的难题,围绕岩层界面智能识别进行研究。首先,在实验室内浇筑地层模型,通过自主研制的随钻装置开展位移、转速、扭矩和声压级等参数的... 详细信息

为实现煤矿地质透明化,促进煤矿智能化发展进程,解决传统岩层界面识别方法速度慢、成本高以及精度差的难题,围绕岩层界面智能识别进行研究。首先,在实验室内浇筑地层模型,通过自主研制的随钻装置开展位移、转速、扭矩和声压级等参数的实时采集;其次,采用指数加权损失函数自动过滤位移数据异常值,提出钻速计算方法;然后,用变点检测算法、RStudio软件的Strucchange模型和决策树算法分析钻速、转速、声压级和扭矩等参数,对比分析其识别岩层界面的准确性;最后,在2种典型的地质条件下进行岩层界面随钻识别效果分析。结果表明:以钻速为输入参数,决策树算法是快速准确识别岩层界面的最佳方式;现场试验中煤岩界面位置预测的平均误差为0.04 m,但对于复合顶板岩层界面识别准确性相对较低。

关键词：巷道顶板钻进参数岩层界面随钻探测煤岩界面钻孔

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黄河中游陕北煤矿区不同宽度的采动地裂缝对土壤抗冲性的影响

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煤炭科学技术 2025年第2期53卷 382-395页

作者：宋世杰阮豪王双明陈宝灯李源红刘露张家杰西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232000

采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式,引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响,选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝作... 详细信息

采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式,引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响,选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝作为研究对象,采集其周边水平距离0~80 cm的表层土壤,测定土壤机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体、有机质等5个国内外学者普遍关注的土壤抗冲性影响因子和土壤抗冲系数,揭示采动地裂缝周围土壤理化特性指标及抗冲系数的变化规律,构建陕北采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数的预测模型。结果表明:采动地裂缝周围表层土壤在冲刷作用下产生的泥沙流失量会随冲刷时间的增加呈现“速增(0~1 min)、缓增(1~3 min)、稳持(3~10 min)”3阶段的变化过程,冲刷产生的泥沙流失量主要来自于3 min以内,其贡献率超过90%;采动地裂缝会产生大幅降低周围表层土壤抗冲性的效应,最大降幅为32.1%,且采动地裂缝宽度越大,越靠近地裂缝,该效应越明显;土壤抗冲系数与砂粒质量分数呈极显著负相关(p<0.01),与黏粒、>0.25 mm水稳性团聚体、有机质质量分数呈极显著正相关(p<0.01),其中砂粒、有机质、>0.25 mm水稳性团聚体质量分数可作为陕北采动地裂缝发育区土壤抗冲性的主控因素;以采动地裂缝宽度、距裂缝水平距离为变量,构建了采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数预测模型,计算发现当水平距离超过158 cm时,采动地裂缝对周围表层土壤抗冲性的影响基本消失,其可作为陕北采动地裂缝发育区土壤水蚀性防控的靶向区域。研究结果可为黄河中游陕北矿区水土流失的精准防控提供科学依据。

关键词：采动地裂缝土壤抗冲性土壤侵蚀原状土陕北煤矿区

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黄河中游陕北煤矿区采动地裂缝对土壤入渗特性的影响及其侵蚀效应

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煤炭学报 2025年第2期50卷 1234-1248页

作者：宋世杰成星王双明刘露李源红张家杰陈宝灯西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232000

破解黄河中游煤矿区采动地裂缝的水土流失效应,对于陕北煤矿区生态环境保护与高质量发展具有重要意义。以陕北柠条塔井田北翼典型采动地裂缝发育区内宽度0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝周围土壤(水平距离80 cm以内、垂直深度20 cm以... 详细信息

破解黄河中游煤矿区采动地裂缝的水土流失效应,对于陕北煤矿区生态环境保护与高质量发展具有重要意义。以陕北柠条塔井田北翼典型采动地裂缝发育区内宽度0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝周围土壤(水平距离80 cm以内、垂直深度20 cm以浅)为研究对象,利用定水头法和仪器分析法分别测定土壤入渗速率、累积渗透量、饱和导水率(K_(s))、有机质、机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体含量,揭示了采动地裂缝对土壤入渗特性的影响规律,基于RUSLE2模型计算阐明了考虑入渗特性的采动地裂缝小空间尺度上的土壤侵蚀效应。结果表明:①采动地裂缝周围土壤的入渗速率随时间变化而呈现出瞬变(0~3 min)、渐变(3~60 min)及稳定(60~110 min)3个阶段的动态变化过程;②采动地裂缝发育提高土壤K_(s)的效应最显著,平均增幅为60.63%,该效应随采动地裂缝宽度的增大和距裂缝水平距离的减小而增强;③土壤累积入渗量和K_(s)与极细砂粒呈极显著正相关(p<0.01),而与黏粒、有机质则呈极显著负相关(p<0.01),与>0.25 mm水稳性团聚体也呈显著负相关(p<0.05);④考虑入渗特性计算的可蚀性K值变化幅度比不考虑时增大了1.12~2.13倍;基于指数函数构建了不同宽度采动地裂缝影响周围土壤入渗速率和可蚀性K值作用范围的预测模型,发现当距采动地裂缝水平距离分别超过226、157 cm时,采动地裂缝增大周围土壤入渗速率及可蚀性的效应基本消失,其可作为黄河中游陕北黄土采动地裂缝发育区水土流失效应的精准防控靶区。

关键词：采动地裂缝土壤入渗特性土壤侵蚀效应 RUSLE2模型陕北煤矿区

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“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力运移规律实验研究

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中国煤炭 2025年第1期51卷 158-164页

作者：康志鹏任波罗勇段昌瑞任帅淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽省淮南市232001 淮河能源控股集团有限责任公司深部煤炭开采耦合灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室安徽省淮南市232001

针对“三软”厚煤层大采高工作面开采覆岩非线性、非对称破坏问题以及保护煤柱宽度不合理造成的资源浪费、巷道围岩稳定性差等问题,以新景煤矿15028工作面为工程背景,通过物理相似模拟实验对“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力... 详细信息

针对“三软”厚煤层大采高工作面开采覆岩非线性、非对称破坏问题以及保护煤柱宽度不合理造成的资源浪费、巷道围岩稳定性差等问题,以新景煤矿15028工作面为工程背景,通过物理相似模拟实验对“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力运移规律进行实验研究。结果表明:“三软”厚煤层大采高工作面在回采开始时,顶板未发生大面积垮落,但产生较多水平裂隙;初次垮落时,塌落岩体与上部形成较大自由空间;当继续回采达到关键层极限破断距时,上覆岩层迅速大面积垮落,形成类似冲击地压的顶板“强烈垮塌”,采空区边缘悬臂梁结构发生“裂隙孕育快速发育回转下沉”变化,顶板垮落岩石由于碎胀充填作用,并未完全冒落;随着煤层持续开采,只在上覆岩层作用力的情况下,采空区底板未产生明显变形,即底板变形的主要原因为水平应力因素,采空区上覆岩层整体发生下沉,其中靠近煤层顶板越近,下沉量越大,最大下沉量为750 mm;采空区中部岩层位移最大,向两侧实煤体帮逐渐减小到0,整体位移曲线呈“V”字形;厚煤层大采高工作面侧向支承压力具有“双峰”特性,先小幅增加,达到第1个峰值点后小幅回落,应力降低区距离采空区10 m左右,而后到达第2个峰值点,此时距离采空区边缘19.2 m,应力最大值为27.5 MPa,随后持续回落,在72 m处趋于稳定,即采动侧向支承压力影响范围在60 m左右。

关键词： “三软”厚煤层大采高工作面破断失稳应力运移规律

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浅埋厚松软覆岩煤层开采顶板破断失稳规律研究

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能源与环保 2025年第2期47卷 259-264,271页

作者：康志鹏童政徐一帆任帅高翔淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232001 淮河能源控股集团有限责任公司深部煤炭开采耦合灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室安徽淮南232001

针对浅埋厚松软覆岩煤层开采覆岩漏冒频繁的问题以及区别于层状顶板悬臂梁的垮落形态结构特点,以新疆和什托洛盖矿区赛尔六矿A4006工作面为工程背景,通过物理相似模拟实验,对浅埋厚松软覆岩煤层开采顶板破断失稳规律及动载效应进行研究... 详细信息

针对浅埋厚松软覆岩煤层开采覆岩漏冒频繁的问题以及区别于层状顶板悬臂梁的垮落形态结构特点,以新疆和什托洛盖矿区赛尔六矿A4006工作面为工程背景,通过物理相似模拟实验,对浅埋厚松软覆岩煤层开采顶板破断失稳规律及动载效应进行研究分析。结果表明,工作面周期来压步距为10~15 cm,其中直接顶初次破断距10 m,基本顶20 m,顶板最大下沉量12.58 mm,工作面切眼后方岩层经历“裂隙萌生—逐渐发育—压实合拢”过程,最终破断角45°,整体垮落形态趋向于抛物线拱状而非悬臂梁结构;煤体结构在循环动载作用下发生裂隙体—破裂体—散体转变,应力峰值位置随工作面推进动态波动,开采初期,煤柱支承应力随工作面推进动态波动,煤柱中最大应力集中系数为1.309,煤柱应力峰值位置动态变化,影响范围达50 m。超前支承压力峰值位于工作面前方15 m处,影响范围30 m;工作面开采后上覆岩层应力在工作面前方煤体和后方采空区矸石不均匀分布为2个“压力拱角”,整体构成一个不对称“压力拱”,随工作面回采一直动态向前平移并经历不断的破坏、重构、稳定过程。研究结果可为厚松软覆岩煤层开采条件下的围岩控制提供理论依据。

关键词：浅埋煤层厚松软覆岩相似模拟破断失稳移动规律

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采煤沉陷水域水体富营养化指标遥感监测研究进展

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矿业安全与环保 2025年第2期52卷 153-163页

作者：陈永春吴海涛申礼鹏刘英徐燕飞陈孝杨周育智深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232001 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232001 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽淮南232001

沉陷水域水体富营养化严重,利用多时相多源遥感影像数据,构建水体富营养化指标(氮、磷、叶绿素a、悬浮物、有色可溶性有机物的质量浓度,以及水体透明度等)反演模型,可实现沉陷水域水体富营养化状况的动态、精准、高效监测。基于近20年... 详细信息

沉陷水域水体富营养化严重,利用多时相多源遥感影像数据,构建水体富营养化指标(氮、磷、叶绿素a、悬浮物、有色可溶性有机物的质量浓度,以及水体透明度等)反演模型,可实现沉陷水域水体富营养化状况的动态、精准、高效监测。基于近20年来关于采煤沉陷水域水体富营养化指标遥感监测的相关文献,系统梳理了采煤沉陷水域水体富营养化特征、遥感监测常用数据源和水体富营养化指标反演模型等三方面的研究现状,总结了遥感技术在沉陷水域水体富营养化监测中存在的问题,提出了未来的发展趋势,可为采煤沉陷水域水体富营养化指标遥感监测的应用提供参考。

关键词：煤矿开采沉陷水域遥感反演水体富营养化叶绿素a 水质参数

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水面光伏对水生态环境影响的研究进展

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环境保护前沿 2025年第3期15卷 239-247页

作者：廖清发孙佳浩赵得荣陈要平陈孝杨申礼鹏张丽娜孙宏杰平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南

水面光伏作为新兴清洁能源的代表,充分利用光能资源的同时,减少土地占用,备受人们关注。基于国内外水面光伏对水体生态环境影响的研究,分析其对局地微气候、水质、水生生物及水体生态系统功能方面的影响。光伏布设导致水面粗糙度增加,... 详细信息

水面光伏作为新兴清洁能源的代表,充分利用光能资源的同时,减少土地占用,备受人们关注。基于国内外水面光伏对水体生态环境影响的研究,分析其对局地微气候、水质、水生生物及水体生态系统功能方面的影响。光伏布设导致水面粗糙度增加,近水体表面气流会受到不同的影响,减少水面的风切变,降低风速和改变风向;水面光伏改变原有的下垫面形态,打破水面辐射平衡过程,使局部气温在光伏区域白天增加,晚上下降,湿度则相反。上述变化引起局地微气候、水体的热量分布和气体交换的改变,导致在不同环境下水温变化不一,进一步影响水体的理化特性,如溶解氧含量和营养盐浓度等,从而影响到水生生物的生存和繁殖。As a representative of emerging clean energy, Floating photovoltaics (FPV) has attracted much attention for fully utilizing light energy resources and reducing land occupation. Based on domestic and international studies of the FPV on the ecological environment of water bodies, the effects of local microclimate, water quality, aquatic organisms and water ecosystem functions were analyzed. The layout of photovoltaic increases the roughness of the water surface, which affects the airflow near the water. This difference results in less wind shear over the water, resulting in lower wind speeds and different wind directions. In addition, surface photovoltaic also changed the original underlying surface morphology, breaking the radiation balance of the water surface, thereby changing the local microclimate. Specifically, the local air temperature in FPV area increases during the day and decreases at night, while the humidity shows the opposite trend. These changes affect the heat distribution and gas exchange of the water body, leading to different water temperature changes in varying environments. And the physicochemical properties such as dissolved oxygen content and nutrient concentration are further affected, ultimately affecting the survival and reproduction of aquatic organisms.

关键词：水面光伏气象要素环境影响生态功能

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微震监测技术在煤层底板注浆区域治理的应用

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煤炭技术 2025年第4期44卷 143-148页

作者：韩云春李连崇余国锋党保全贺世芳牟文强张永树深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232000 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232000 东北大学资源与土木工程学院沈阳110819 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232000

煤层底板灰岩水害地面区域超前探查治理是煤层底板承压水害防治的重要技术。针对注浆施工过程中浆液扩散范围表征不足的现存问题,安装了加拿大ESG微震监测系统,用于实时监测谢桥煤层西翼1煤底板注浆区域。首先,介绍了传感器的布设及实... 详细信息

煤层底板灰岩水害地面区域超前探查治理是煤层底板承压水害防治的重要技术。针对注浆施工过程中浆液扩散范围表征不足的现存问题,安装了加拿大ESG微震监测系统,用于实时监测谢桥煤层西翼1煤底板注浆区域。首先,介绍了传感器的布设及实施方案;其次,根据现场地质条件和施工参数调整了微震相应参数设置;随后,在数据处理阶段,通过时频域特征分析识别了注浆诱发微震信号,并据此进行了震源参数计算,进一步分析了不同注浆孔区域的分布形态;最后,研究了微震监测与注浆施工参数的“时-空-强”演化特征及其相关性。该研究对地下岩土工程的注浆规模的量化具有借鉴作用,可用于指导采区超前探查治理以及保证矿井安全,具有较强的推广应用价值。

关键词：注浆微震监测底板治理岩体

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复合强化生态浮床净化黑臭水体实验研究

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科技创新与应用 2025年第13期15卷 72-76页

作者：陈晓辉赵桂侠陈永春李天赐徐燕飞赵得荣深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232001 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232001 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232001

针对城市黑臭水体治理,该文将生物膜法、太阳能曝气法和生态浮床法与水体溶解氧监测系统优化组合,开发一套自动启闭富氧式复合生态浮床净化装置。实验结果表明,复合装置组、组合装置组和生态浮床组对TP的去除率分别为79.73%、70.83%和45... 详细信息

针对城市黑臭水体治理,该文将生物膜法、太阳能曝气法和生态浮床法与水体溶解氧监测系统优化组合,开发一套自动启闭富氧式复合生态浮床净化装置。实验结果表明,复合装置组、组合装置组和生态浮床组对TP的去除率分别为79.73%、70.83%和45.95%,对TN的去除率分别为90.00%、79.66%和48.33%,对NH_(4)^(+)-N的去除率分别为93.62%、92.55%和44.68%,对COD_(Mn)的去除率分别为74.6%、66.13%和46.37%。相比于组合装置组,复合装置组在TN和COD_(Mn)的去除效果显著,在TP和NH_(4)^(+)-N的去除上表现出微弱优势。实验结果证实,复合生态浮床净化装置对黑臭水体的净化效果较单一和简单组合净化装置有较好的提升,值得在城市河道水环境治理修复项目中推广应用,达到节约能源、高效修复的目的。

关键词：复合生态浮床黑臭水体水质净化净化效果水质测定

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