检索结果-内蒙古大学图书馆

中国安全科学学报 2025年第1期35卷 1-6页

作者：胡娟王凯佟瑞鹏周爱桃中国矿业大学(北京)研究生院北京100083 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083

培养专业学位研究生(简称专硕)是解决中高端应用型人才稀缺问题的重要途径。为满足当前安全工程专硕人才培养的行业需求,首先根据国内外专硕的培养现状,分析国内安全工程专硕培养过程的困境;其次,引入专业群、行动学习法以及改革课程体... 详细信息

培养专业学位研究生(简称专硕)是解决中高端应用型人才稀缺问题的重要途径。为满足当前安全工程专硕人才培养的行业需求,首先根据国内外专硕的培养现状,分析国内安全工程专硕培养过程的困境;其次,引入专业群、行动学习法以及改革课程体系、教学方法、实训基地、师资队伍及评价标准等一系列措施,并结合中国矿业大学(北京)安全工程专硕的建设情况探索安全工程专业学位研究生“专业群+行动学习法”培养模式;最后,以矿大安全工程专硕为实践,通过2023届培养效果的实际数据验证“专业群+行动学习法”培养模式下研究生培养质量的实践效果。结果表明:安全工程“专业群+行动学习法”培养模式提升了学生的综合能力和专业素养,克服了传统教育模式的弊端。

关键词：安全工程专业学位研究生培养模式专业群行动学习法

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图像识别智能放煤含矸率高精度预测研究(Ⅰ)--煤流表面含矸率

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煤炭学报 2025年第1期50卷 150-165页

作者：王家臣杨胜利李良晖安博超宋世雄王雨兵中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 厚煤层绿色智能开采教育部工程研究中心北京100083 放顶煤开采煤炭行业工程研究中心北京100083

图像识别智能放煤是实现智能化综放开采的重要技术之一,其核心在于通过监测煤流含矸率控制放煤口开闭。而井下低照度环境、煤岩块体的不规则形状及堆积叠压等因素是制约煤流含矸率预测的主要难题。针对煤流表面含矸率,构建了不同照度条... 详细信息

图像识别智能放煤是实现智能化综放开采的重要技术之一,其核心在于通过监测煤流含矸率控制放煤口开闭。而井下低照度环境、煤岩块体的不规则形状及堆积叠压等因素是制约煤流含矸率预测的主要难题。针对煤流表面含矸率,构建了不同照度条件下的煤岩图像数据库,研究了照度及煤岩种类对图像分割性能的影响,开发了综放开采“放-运”全过程高仿真实验平台,提出了基于多照度融合与光流场优化的复杂场景下煤流表面投影面积含矸率高精度识别方法。其次,探讨了不同投影角度和投影方式对煤岩块体二维形态学特征提取的影响,明确了不同维度形态学特征之间的量化关系,构建了“尺寸+形状”特征融合的煤岩块体体积预测模型,用于合理预测煤流表面体积含矸率。最后,结合实验室和现场数据验证了所提方法的有效性。研究表明:随着照度的增大,2种煤岩组合形式的识别精度均先增大后稳定,并略有下降。通过合理设置照度(比如17730 lx),煤+泥岩复杂组合的mAP@0.5由88.7%(3180 lx)提升至92.3%。通过引入多照度融合和光流场分析,可进一步提升复杂场景下的煤流表面投影面积含矸率识别精度和算法适应性。合理选择光源波长,可以放大煤岩块体相对漫反射率差异,增加煤岩块体图像特征区分度。合理的图像投影方式也有利于不规则形状煤岩块体投影面积预测,预测偏差由60%降低至10%以下。通过引入形状特征辅助体积预测模型,体积预测精度显著提高,决定系数由仅考虑尺寸特征模型的0.9416提升至0.9692。

关键词：综放开采智能放煤含矸率煤流煤岩形态

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考虑厚硬岩层的采场覆岩压力拱模型及其应用

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中国矿业 2025年第3期34卷 113-124+112页

作者：张村任赵鹏何军马健起中国矿业大学(北京)能源与矿业学院中国矿业大学(北京)厚煤层绿色智能开采教育部工程研究中心矿业大学(北京)内蒙古研究院

采动压力拱模型与厚硬岩层梁结构模型是分析矿山压力与岩层控制的重要空间结构模型，两者相互作用，共同影响开采扰动下覆岩运移和工作面矿压显现特征。基于此，本文结合压力拱理论与厚硬岩层梁结构理论，基于厚硬岩层破断和压力拱发育... 详细信息

采动压力拱模型与厚硬岩层梁结构模型是分析矿山压力与岩层控制的重要空间结构模型，两者相互作用，共同影响开采扰动下覆岩运移和工作面矿压显现特征。基于此，本文结合压力拱理论与厚硬岩层梁结构理论，基于厚硬岩层破断和压力拱发育高度的相互关系，构建了厚硬岩层-压力拱统一理论模型。同时基于厚硬岩层-压力拱模型分析了开采条件和厚硬岩层对覆岩损伤发育和矿压显现的影响。进一步构建了工作面来压预测计算模型，提出了不同影响因素下覆岩损伤发育范围计算方法。研究结果表明：由于厚硬岩层的滞后破断，悬顶上方由于应力集中导致压力拱的非对称式发育现象，其与厚硬岩层的联动破坏导致了强矿压的产生；厚硬岩层初次破断步距随着岩层厚度增加呈线性增长，并且由剪切破坏逐渐转为拉伸破坏；工作面推进速度的增加使得厚硬岩层初次破断步距增长，但当推进速度增长到一定程度后对破断步距的影响将变小；当存在多层厚硬岩层时，随着厚硬岩层层间距的增加，低位厚硬岩层初次破断步距呈非线性减小趋势。采用本文提出的模型对上湾矿12401工作面来压步距进行了理论计算，并与现场实测进行了对比验证，当推进速度较慢时，平均周期来压步距为11.76 m；当推进速度较快时，平均周期来压步距为18.33 m，与现场实测结果基本一致。

关键词：压力拱厚硬岩层覆岩破断开采参数矿压预测

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新型举国体制保障国家科技安全的路径优化研究

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科学管理研究 2025年第2期43卷 39-48页

作者：刘斌王红兵军事科学院研究生院北京10009 中国矿业大学江苏徐州221116 中国科学院科技战略咨询研究院北京10019

国家科技安全是国家安全的重要组成部分和物质技术基础,以何种体制保障国家科技安全是影响国家安全状态与能力的关键。从总体国家安全观视域把握国家科技安全的系统性障碍与现实难题,阐明新型举国体制在克服障碍破解难题方面的制度优势... 详细信息

国家科技安全是国家安全的重要组成部分和物质技术基础,以何种体制保障国家科技安全是影响国家安全状态与能力的关键。从总体国家安全观视域把握国家科技安全的系统性障碍与现实难题,阐明新型举国体制在克服障碍破解难题方面的制度优势。遵循“内涵界定-理论契合-现实需要-系统障碍-方法原则—优化重点”的思路,根据国家科技安全内涵的界定,运用系统观念分析新型举国体制与总体国家安全观的契合性,从变局时代的斗争博弈、科技赶超的集中可能、“第二个结合”的思想解放来思考新型举国体制保障国家安全的现实依据。总结国家科技安全在关键技术、薄弱环节、产业空间、规则话语、自强决心方面的系统性障碍和难题。围绕关键核心技术、基础研究提出新型举国体制保障国家科技安全的方法论原则,在卡脖子技术攻关体制、产业链中间品平替、供应链保障、规则话语引领、创新意志强化和思想束缚突破等方面阐述新型举国体制在维护和塑造国家科技安全中的优化重点。

关键词：新型举国体制国家科技安全优化重点

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采动诱发断层滑移评估模型及失稳范围确定方法

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煤田地质与勘探 2025年第3期53卷 23-33页

作者：赵洪宝张博张驰吉东亮中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中国矿业大学(北京)新能源开发与灾害防治研究中心北京100083 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043

【目的】断层在采动影响下易活化发生滑移失稳,可能引发矿震等一系列灾害,严重威胁矿井安全,因此,需分析受采动影响的断层活化力学机制,提前确定采动与断层活化的互馈影响准确范围。【方法】以山西辛置煤矿213B工作面为工程背景,分析采... 详细信息

【目的】断层在采动影响下易活化发生滑移失稳,可能引发矿震等一系列灾害,严重威胁矿井安全,因此,需分析受采动影响的断层活化力学机制,提前确定采动与断层活化的互馈影响准确范围。【方法】以山西辛置煤矿213B工作面为工程背景,分析采动影响导致断层活化的过程,建立采动影响断层围岩弹性力学模型,从应力变化角度阐明采动对断层稳定性造成影响的力学机制,构建断层滑移倾向评估模型。采用FLAC3D模拟回采进程中断层上下盘滑移倾向指标的变化趋势。依据断层滑移倾向指标与断层摩擦因数之间的关系,判定断层活化的临界值,确定断层失稳空间范围,分析断层活化后导致强矿震的危险空间范围。【结果和结论】结果表明:当采动工作面逐渐接近断层时,会导致断层滑移倾向性指标大幅上升。受采动影响,F1478断层和F1477断层均产生局部滑移错动。断层滑移倾向表现出上下盘相互错动的趋势,导致滑移指标呈现出“振动波”形式。工作面双断层数值模拟背景下,回采导致断层滑移失稳与采动的互馈影响范围,为工作面通过F1478断层后的32~200 m,断层滑移错动位置主要集中在距离煤层底板向上12 m范围内。现场微震监测数据推测断层滑移失稳区间为通过F1478断层后的30~200 m,与数值模拟结果基本一致,表明断层滑移倾向评估模型准确可靠,数值模拟分析的互馈影响区间判断合理。研究方法可为类似地质条件的工作面评估断层活化提供技术参考依据,为煤矿安全高效开采提供保障。

关键词：断层活化采动影响断层滑移评估矿震断层失稳煤矿地质

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基于WOA-WNN-LSTM算法的红外CO痕量气体压力补偿与时序浓度分析

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光谱学与光谱分析 2025年第4期45卷 994-1007页

作者：田富超张海龙苏嘉豪梁运涛王琳王泽文煤炭科学研究总院研究生院北京100013 中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿灾害防控全国重点实验室辽宁沈抚示范区113122 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院安全工程与工程系北京100083

红外光谱分析是工业环境气体定量分析的重要手段,当前红外气体检测仪的测量精度受环境压力变化影响较大,导致检测数据在不同压力条件下偏离实际气体浓度。为提高红外气体传感器的精度,选择了鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,... 详细信息

红外光谱分析是工业环境气体定量分析的重要手段,当前红外气体检测仪的测量精度受环境压力变化影响较大,导致检测数据在不同压力条件下偏离实际气体浓度。为提高红外气体传感器的精度,选择了鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)和小波神经网络(wavelet neural network,WNN)相结合的压力补偿算法,并结合长短期记忆法(long short-term memory,LSTM)对补偿后的数据进行预测。通过搭建工业环境气体压力补偿实验平台,使用高精度配气仪配置100~900 ppm标准CO气体,在80~120 kPa范围内进行数百组重复实验,发现CO气体传感器在负压条件下测量值小于标气浓度,正压条件下测量值大于标气浓度,并随压力变化呈线性关系,绝对误差最高为86 ppm。将传感器数据使用小波神经网络进行误差降低,初步补偿后的CO误差降至26 ppm,但由于参数可移植性较差,个别数据误差较大。进一步使用鲸鱼优化算法优化小波神经网络的参数后,补偿效果显著提升,传感器测量值与真值之差保持在0.004%以内且数据稳定。最终结合LSTM进行气体浓度预测,预测值与实际值之间的均方根误差(RMSE)均小于0.1,平均绝对误差(MAE)均小于0.020,实验结果表明,WOA-WNN-LSTM算法能够有效提高红外气体传感器的测量精度,成功消除环境压力对测量结果的影响,为工业环境气体检测提供了更为可靠和精准的解决方案。

关键词：红外光谱分析环境压力补偿鲸鱼优化算法小波神经网络时序浓度预测

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错层位卸压开采结构中矸石垫层缓冲作用机制

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采矿与安全工程学报 2025年第1期42卷 16-27页

作者：邓雪杰杨述鑫谢中辉张金魁王文兴张俊文王斐中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 山东能源集团西北矿业有限公司陕西西安710018 厚煤层绿色智能开采教育部工程研究中心北京100083 国家能源集团神东煤炭集团哈拉沟煤矿陕西神木719315

错层位布置是实现厚煤层卸压开采的有效措施,错层位结构中直接顶垮落形成的矸石垫层对覆岩移动破断产生的载荷具有一定缓冲作用。采用实验室试验与数值模拟相结合的研究方法,表征矸石垫层承压和缓冲性能,揭示颗粒粒径、垫层厚度等因素... 详细信息

错层位布置是实现厚煤层卸压开采的有效措施,错层位结构中直接顶垮落形成的矸石垫层对覆岩移动破断产生的载荷具有一定缓冲作用。采用实验室试验与数值模拟相结合的研究方法,表征矸石垫层承压和缓冲性能,揭示颗粒粒径、垫层厚度等因素影响下矸石垫层的缓冲作用机制。研究结果表明:动载与静载作用下,矸石垫层的承压性能随着颗粒粒径的减小而增强,而动载作用下,矸石垫层的缓冲性能随着颗粒粒径增大而增强;矸石垫层的承压性能和缓冲性能均随着垫层厚度增加而增强,但垫层厚度对矸石垫层承压性能和缓冲性能提升的敏感性随厚度增加而降低;通过调控矸石垫层的粒径及厚度,可以实现对下位巷道变形的有效控制,适当增大矸石垫层颗粒粒径和垫层厚度,能够减小下位巷道受到动静载作用后的顶板下沉量。研究成果可为厚煤层卸压开采中矸石垫层的结构调控提供一定的理论支撑。

关键词：卸压开采矸石垫层承压性能缓冲作用

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柔性航天器全局有限时间姿态容错控制

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控制理论与应用 2025年第1期42卷 202-208页

作者：朱婉婉杨玉凯宗群中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 北京精密机电控制设备研究所北京100076 航天伺服驱动与传动技术实验室北京100076 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

本文针对在模型不确定性、外界干扰与执行器故障影响下柔性航天器姿态控制问题,设计一种自适应容错控制算法,该算法包括标称控制部分和补偿控制部分.首先,标称控制部分用于实现不考虑综合不确定影响下航天器有限时间姿态控制;其次,补偿... 详细信息

本文针对在模型不确定性、外界干扰与执行器故障影响下柔性航天器姿态控制问题,设计一种自适应容错控制算法,该算法包括标称控制部分和补偿控制部分.首先,标称控制部分用于实现不考虑综合不确定影响下航天器有限时间姿态控制;其次,补偿控制部分基于积分滑模理论进行设计,该补偿控制器通过对综合不确定有效估计,在控制器中作补偿,减少对姿态控制精度的影响,提高航天器姿态控制精度.该算法特点在于可实现柔性航天器全局有限时间姿态控制,放宽角速度或其导数、执行器故障或其导数有界的假设.同时,基于Lyapunov函数严格证明整个闭环系统的稳定性.最后,通过仿真验证该控制算法的有效性.

关键词：姿态控制自适应控制干扰观测器柔性航天器

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岩层控制的全柱状学术思想与实践

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煤炭学报 2025年第1期50卷 166-179页

作者：许家林朱卫兵轩大洋王晓振秦伟金洪伟鞠金峰胡国忠谢建林屈庆栋吴仁伦汪锋何昌春李竹中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国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 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 中国矿业大学矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室江苏徐州221008 中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心江苏徐州221008 澳大利亚联邦科学与工业研究组织可持续采矿技术研究所澳大利亚昆士兰4069 中国矿业大学(北京)能源与矿业工程学院北京100083 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013

岩层控制是通过控制采动岩层破断运动来减轻或消除采动损害的一门科学,目的是为了保障煤炭安全、高效、绿色开采。传统岩层控制研究思想与方法存在2方面局限:对覆岩进行均化而不能抓住主要矛盾,仅关注局部岩层运动而缺乏对全地层覆岩运... 详细信息

岩层控制是通过控制采动岩层破断运动来减轻或消除采动损害的一门科学,目的是为了保障煤炭安全、高效、绿色开采。传统岩层控制研究思想与方法存在2方面局限:对覆岩进行均化而不能抓住主要矛盾,仅关注局部岩层运动而缺乏对全地层覆岩运动的研究。针对这些问题,在关键层理论应用研究过程中,形成了岩层控制的“全柱状”学术思想,其内涵包括2方面:一是“抓主要矛盾”,找到对岩层运动起主要控制作用的关键层(即主要矛盾),避免对覆岩均化处理。二是“关注全局”,将采动覆岩作为整体研究,充分考虑关键层所处的复杂地层场景条件可能对关键层破断的影响,从整个岩层移动角度研究矿压显现、水与瓦斯运移、开采沉陷等。按照全柱状学术思想研究岩层控制时,首先需要获取研究区域内不同开采尺度(矿井、采区、工作面及块段)地层的钻孔“全柱状”,即包含从开采煤层直到地表所有岩层信息的全取心完整柱状,根据研究区域内多个钻孔柱状的关键层判别,形成研究区域内岩层赋存特征的整体画像,避免仅采用局部柱状或综合柱状,也不能对全柱状进行均化处理。充分考虑原岩应力、地质构造、地形地貌、水体载荷、开采部署等多种具体场景因素可能导致的关键层受载差异与破断异常,以及不同区域柱状关键层位置的变化可能对岩层运动产生的影响。在此基础上,建立关键层运动与各种采动损害的联系,据此分析问题发生机理并提出针对性的岩层控制方法。全柱状学术思想推进了岩层控制理论发展与实践创新,解决了压架、突水、沉陷等灾害防控的系列工程难题,取得了显著成效。利用全柱状学术思想取得的岩层控制理论创新主要包括:揭示了采动覆岩卸荷膨胀累积效应,建立了采动覆岩“关键层-松散层拱”结构模型,提出了基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法,建立了基于关键层结构的地表沉陷预计方法,为工程应用奠定了基础。全柱状学术思想在工程应用方面的典型实例包括:找出了浅埋煤层沟谷上坡段、松散承压含水层下等特定条件下开采压架的根本原因,彻底解决了压架防治工程难题;量化关键层位置对“导高”的影响,解决了顶板异常突水防治难题;提出了煤层群卸压瓦斯的“三带”分布,指导了卸压瓦斯抽采实践;研发了覆岩隔离注浆充填技术,创建了地面钻孔一注式高效充填绿色开采新模式,解决了地表沉陷控制等难题,已得到全面推广应用。

关键词：全柱状关键层卸荷膨胀累积效应岩层控制绿色开采

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冲击地压矿井坚硬顶板工作面充填开采降载防冲机理及应用

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中国煤炭 2025年第1期51卷 12-22页

作者：王家臣王兆会中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京市海淀区100083 厚煤层绿色智能开采教育部工程研究中心北京市海淀区100083

坚硬顶板是导致强矿压甚至冲击地压的重要因素,充填开采则是控制坚硬顶板运动模式的有效手段。为分析冲击地压矿井坚硬顶板工作面充填开采的降载防冲效果,以古城煤矿1123工作面为工程背景,采用理论分析、数值计算和现场实测手段研究坚... 详细信息

坚硬顶板是导致强矿压甚至冲击地压的重要因素,充填开采则是控制坚硬顶板运动模式的有效手段。为分析冲击地压矿井坚硬顶板工作面充填开采的降载防冲效果,以古城煤矿1123工作面为工程背景,采用理论分析、数值计算和现场实测手段研究坚硬顶板破断致冲条件、充填体支撑下坚硬顶板运动特征及其降载防冲机理。结果表明:坚硬顶板动力破断条件为弹性区能量释放率高于塑形区能量耗散率,提出了动载冲击力计算方法,给出了动载荷和静态应力场组合作用下,冲击地压灾害发生原理;构建了充填体支撑作用下坚硬顶板沉降模型,得到了坚硬顶板沉降曲线,充填率是控制坚硬顶板沉降模式的关键因素;充填率提升至90%,坚硬顶板转变为连续沉降模式,构建了坚硬顶板连续沉降条件下支架围岩相互作用模型,提出了支架阻力计算方法,揭示了充填开采降载防冲机理;将充填开采降载防冲技术应用于1123工作面,提出了“三位一体”充填率提升技术,微震监测和顶板下沉量检测结果表明降载防冲效果良好,围岩控制效果显著提升。

关键词：充填开采冲击地压坚硬顶板充填率支架载荷

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