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榆神矿区隐蔽致灾因素危险性评价

榆神矿区隐蔽致灾因素危险性评价

作者：祁浩长安大学

学位级别：硕士

长期以来,煤炭资源是我国能源战略的支柱,尽管煤炭消费量比重不断下降,但绝对数量仍在增长,这导致我国原煤产量逐年攀升。2022年国内煤炭总产量超过44.5亿吨,同比增长8%。在煤炭产量不断增长的同时,我国煤矿安全事故频繁发生。2021年煤... 详细信息

长期以来,煤炭资源是我国能源战略的支柱,尽管煤炭消费量比重不断下降,但绝对数量仍在增长,这导致我国原煤产量逐年攀升。2022年国内煤炭总产量超过44.5亿吨,同比增长8%。在煤炭产量不断增长的同时,我国煤矿安全事故频繁发生。2021年煤矿事故91起,致死198人,2022年煤矿事故168起,致死245人。煤矿安全事故的发生,除了企业主体责任落实不到位之外,多与水害、瓦斯、顶板、冲击地压等隐蔽致灾因素普查与治理不到位有关。本文在榆神矿区43个生产矿井隐蔽致灾因素普查工作的基础上,采用数理统计、空间分析、模糊计算等方法在矿区尺度上全面系统地分析榆神矿区隐蔽地质体的分布规律,对各类隐蔽地质体致灾危险性进行分级评价,划分了榆神矿区隐蔽因素致灾类型,提出了主要隐蔽致灾探查方法及隐患防治措施。取得如下成果:(1)基于现行标准、规范和研究前沿,建立了TOPSIS隐蔽因素致灾危险性综合得分模型,再根据灰色关联度分析法在区域尺度上辨识了榆神矿区主要隐蔽致灾因素。榆神矿区主要隐蔽致灾因素包括采空区、导水裂隙带、封闭不良钻孔、地下含水体(包括烧变岩)、煤层自燃倾向性及天窗、古河床冲刷带等不良地质体。(2)建立了隐蔽致灾因素分级阈值体系,分别对各类隐蔽致灾因素致灾危险性进行分项分级评价。萨拉乌苏组致灾危险区主要分布在榆神一期杭来湾煤矿西北部、薛庙滩煤矿东部和东风煤矿东北部,榆神三期小保当一号井田中部。天窗致灾危险性较大区主要分布于榆神二期锦界煤矿西部,分布范围有限,古河床冲刷带致灾危险性较大区主要分布在榆神四期规划区。榆神矿区各井田均为煤层自燃致灾危险区。(3)在GIS中将水害危险区、不良地质体危险区和火灾危险区进行空间叠加,将榆神矿区隐蔽灾害分为4种类型,即:“水害+不良地质体+火灾”型、“水害+火灾”型、“不良地质体+火灾”型、“火灾”型。(4)提出了榆神矿区隐蔽致灾因素探查与防治技术体系。基于榆神矿区隐蔽致灾因素分布规律、空间组合类型及其致灾特征,提出了“全面调查,查清验准,先治后采,立体预防”四位一体综合隐蔽灾害探查防治技术体系。构建了4种隐蔽灾害组合类型探查方法组合模式。榆神矿区隐蔽灾害以水害为主,煤层普遍易自燃,因此,榆神矿区隐蔽致灾因素探查应围绕水害隐患探查开展相关工作,主要手段包括水文地质调查、物探、钻探等。综上,本文揭示了榆神矿区隐蔽致灾因素分布规律,基本阐明了榆神矿区煤矿事故防范的重点是水害探查与治理,但同时也要重视瓦斯因素和火灾因素的监测与预防,以上研究成果为榆神矿区防灾、减灾、治灾提供了技术依据。

关键词：隐蔽致灾危险性评价不良地质体榆神矿区

初始裂纹对泥岩单轴压缩力学性质影响的FDEM研究

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Acta Mechanica Sinica 2023年第10期39卷 85-97页

作者：李德建祁浩李春晓李长祺 State Key Laboratory for GeoMechanics and Deep Underground Engineering Beijing 100083 China School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and Technology (Beijing) Beijing 100083 China

要为研究初始裂纹对泥岩试件单轴压缩力学性质的影响, 首先, 对经过不同温度处理后的泥岩试件开展单轴压缩力学实验. 然后, 运用有限元-离散元耦合方法(FDEM)建立含有不同数量初始椭圆裂纹的单轴压缩数值模型来模拟室内实验. 最后, 建... 详细信息

要为研究初始裂纹对泥岩试件单轴压缩力学性质的影响, 首先, 对经过不同温度处理后的泥岩试件开展单轴压缩力学实验. 然后, 运用有限元-离散元耦合方法(FDEM)建立含有不同数量初始椭圆裂纹的单轴压缩数值模型来模拟室内实验. 最后, 建立一个分段损伤模型揭示单轴压缩损伤演化过程. 通过研究发现模拟的应力-应变曲线与实验结果存在较好一致性, 实验和数值结果表明初始裂纹密度对单轴压缩力学特性存在重要影响, 尤其是随着初始裂纹密度的增加, 初始非线性特征越明显, 而弹性模量和单轴抗压强度有所下降. 同时初始裂纹密度越大, 扩展的裂纹数量越少, 张拉破坏模式则越明显. 此外, 分段损伤本构模型能够很好地对应模拟和实验中的应力- 应变曲线. 对于初始非线性比较明显的岩石材料, 应该将岩石的损伤演化过程划分为初始损伤、损伤减少和损伤增加三个阶段.

关键词：初始裂纹单轴压缩椭圆裂纹单轴抗压强度岩石材料损伤演化过程力学实验应变曲线

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不同种类蔬菜重金属富集特征及健康风险

环境科学 2023年第6期44卷 3600-3608页

作者：祁浩庄坚庄重王琪万亚男李花粉中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

蔬菜中重金属累积引发的健康风险逐渐被重视.通过文献查阅与实地样品采集,搭建了我国蔬菜-土壤系统重金属元素含量数据库,系统地分析了我国蔬菜可食部位中7项重金属含量特征和不同种类蔬菜对重金属的生物累积能力.此外,采用蒙特卡罗模... 详细信息

蔬菜中重金属累积引发的健康风险逐渐被重视.通过文献查阅与实地样品采集,搭建了我国蔬菜-土壤系统重金属元素含量数据库,系统地分析了我国蔬菜可食部位中7项重金属含量特征和不同种类蔬菜对重金属的生物累积能力.此外,采用蒙特卡罗模拟评估了通过摄入4种类型蔬菜导致的非致癌健康风险.蔬菜可食部位ω(Cd)、ω(As)、ω(Pb)、ω(Cr)、ω(Hg)、ω(Cu)和ω(Zn)的平均值分别为0.093、0.024、0.137、0.118、0.007、0.622和3.272 mg·kg^(-1),其中5种有害元素的超标率为:Pb(18.5%)>Cd(12.9%)>Hg(11.5%)>Cr(4.03%)>As(0.21%).叶菜类蔬菜表现出较高的Cd富集能力,根茎类蔬菜表现出较高的Pb富集能力,其富集系数的平均值分别为0.264和0.262,而豆类蔬菜和茄果类蔬菜表现出较低的重金属富集能力.健康风险结果表明,蔬菜摄入的单项元素非致癌风险在可接受范围,其中儿童的健康风险高于成人.单项元素非致癌风险HQ平均值表现为:Pb>Hg>Cd>As>Cr.4类蔬菜中多元素综合非致癌风险HI表现为:叶菜类>根茎类>豆类>茄果类.在重金属污染地区,根据土壤污染程度选择性种植重金属低富集蔬菜可以有效降低重金属摄入的健康风险.

关键词：蔬菜重金属生物富集系数蒙特卡罗模拟(MCS) 健康风险

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旋翼间距对共轴刚性旋翼气动噪声的影响

航空学报 2024年

作者：祁浩天王亮权张卫国刘超凡濮天梅扬州大学电气与能源动力工程学院中国空气动力研究与发展中心空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室

基于雷诺平均Navier-Stokes方程和运动嵌套网格建立了共轴刚性旋翼流场模拟方法，采用Farassat 1A公式进行气动噪声预测，通过与相关试验对比验证了所建立方法的有效性。针对悬停和前飞状态不同旋翼间距下的旋翼非定常拉力波动和气动噪... 详细信息

基于雷诺平均Navier-Stokes方程和运动嵌套网格建立了共轴刚性旋翼流场模拟方法，采用Farassat 1A公式进行气动噪声预测，通过与相关试验对比验证了所建立方法的有效性。针对悬停和前飞状态不同旋翼间距下的旋翼非定常拉力波动和气动噪声开展研究。结果表明，悬停状态随着旋翼间距的增大，双旋翼气动干扰变弱，由桨叶相遇干扰引起的拉力波动和噪声显著减弱，且上旋翼的减弱更明显。不同间距的上旋翼声压波形相似，而下旋翼波形则有所变化。小前进比时增大旋翼间距会改变上旋翼桨尖涡与下旋翼的干扰位置和强度，在特定间距这种桨-涡干扰噪声会有所增强。大前进比状态旋翼间距增大对气动噪声的影响较小；相比之下，小升力偏置状态的噪声减弱更明显。

关键词：共轴刚性旋翼气动噪声运动嵌套网格 CFD 旋翼间距

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探析市政工程沥青面层施工管理与质量控制

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第5期 126-129页

作者：祁浩天津市赛英工程技术咨询有限公司天津300191

近几年,城市建设迅猛发展,城市建设极大地推动了城市化的发展,人民的生活水平得到了极大的改善。而作为城市建设的重要组成部分,道路工程的施工质量与管理水平将直接影响到整个城市的交通运输能力。本文从城市道路工程施工管理入手,结... 详细信息

近几年,城市建设迅猛发展,城市建设极大地推动了城市化的发展,人民的生活水平得到了极大的改善。而作为城市建设的重要组成部分,道路工程的施工质量与管理水平将直接影响到整个城市的交通运输能力。本文从城市道路工程施工管理入手,结合施工过程中的沥青面层施工质量控制进行了分析和探讨,旨在使我国公路项目既能快速、高效地完成施工,又能保证工程质量。

关键词：城市建设施工质量管理水平交通运势沥青面层

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2020年江苏省放射治疗资源调查

中华放射医学与防护杂志 2023年第5期43卷 362-365页

作者：李圣日祁浩杜翔王进江苏省疾病预防控制中心放射防护所南京210009 南京医科大学公共卫生学院南京211166

目的调查江苏省各地区医疗机构放射治疗资源现状。方法以国家重点职业病监测项目的子项目"医用辐射防护监测"启动调查,根据调查内容设计统一电子调查表,通过网络方式进行分发与回收,对江苏省2020年所有开展放射治疗的医疗机构(不包括部... 详细信息

目的调查江苏省各地区医疗机构放射治疗资源现状。方法以国家重点职业病监测项目的子项目"医用辐射防护监测"启动调查,根据调查内容设计统一电子调查表,通过网络方式进行分发与回收,对江苏省2020年所有开展放射治疗的医疗机构(不包括部队医院)进行调查。结果截至2020年底,江苏省开展放射治疗的医疗机构共113家(不包括部队医院),其中三级医院86家,二级医院23家,一级医院2家,未评级医院2家,苏北地区医院数量最多。从事放疗工作的人员共2 033人,其中医学物理师319人,占比为15.69%,比例略高于全国平均水平。放射治疗设备195台,其中医用直线加速器153台,后装机31台,γ刀和60Co治疗机分别为9台与2台。每百万人口拥有加速器数量1.80台,高于2018年全国1.45台的水平。放疗年治疗人数为92 441人,年治疗频度为1.090例/千人口,低于国际上I类医疗保健水平地区。结论江苏省放射治疗资源高于全国平均水平,但可能仍不能完全满足现有患者的医疗需求,且离I类医疗保健水平地区还有不小差距。

关键词：江苏省放射治疗放疗频度调查

卸载速率对花岗岩应变岩爆破坏及碎屑形貌特征的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第6期54卷 2298-2311页

作者：李春晓李德建刘校麟祁浩王德臣中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为研究深部工程开采过程中开挖速率对岩爆破坏特征的影响,首先,利用自主研发的真三轴应变岩爆实验系统,开展不同卸载速率下的花岗岩应变岩爆实验,借助动态高速应力监测系统和双目高速摄影系统监测试样岩爆过程;其次,分析了卸载速率对试... 详细信息

为研究深部工程开采过程中开挖速率对岩爆破坏特征的影响,首先,利用自主研发的真三轴应变岩爆实验系统,开展不同卸载速率下的花岗岩应变岩爆实验,借助动态高速应力监测系统和双目高速摄影系统监测试样岩爆过程;其次,分析了卸载速率对试样的岩爆破坏峰值强度、岩爆破坏过程、试样破坏形态以及碎屑块度特征的影响;再次,利用三维激光扫描系统建立了中粗粒碎屑的三维数字模型,分析碎屑三维形貌的几何及表面幅度特征参数;最后,基于分形理论和立方体覆盖法,定量研究了不同卸载速率对岩爆碎屑表面形貌的影响。研究结果表明:随着卸载速率提高,试样岩爆时的峰值强度和破坏烈度增大,岩爆碎屑的破碎程度降低,岩爆破坏模式由张拉型破坏过渡到剪切型破坏。在高卸载速率的影响下,试样内部裂纹未充分发育和扩展,容易形成几何形态规则的岩爆碎屑,并且碎屑表面形貌的复杂程度降低。岩爆碎屑表面形貌具有明显的分形特征,卸载速率越大,碎屑表面形貌的分形维数越小。

关键词：应变岩爆卸载速率破坏特征碎屑形貌三维激光扫描分形

基于无线传感器网络的地震信号特征提取方法研究

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物理学报 2013年第10期62卷 262-269页

作者：祁浩王福豹邓宏西北工业大学电子信息学院西安710072 西安元智系统技术有限责任公司西安710077

为解决野外古墓葬安防网络中高采样率会缩短无线传感器网络寿命的问题,提出了使用功率谱二次处理对地震信号进行特征提取的方法.并通过三类地面活动数据采集进行对比识别实验,分析了低采样率条件下地震信号特征提取方法的性能.结果表明... 详细信息

为解决野外古墓葬安防网络中高采样率会缩短无线传感器网络寿命的问题,提出了使用功率谱二次处理对地震信号进行特征提取的方法.并通过三类地面活动数据采集进行对比识别实验,分析了低采样率条件下地震信号特征提取方法的性能.结果表明,使用功率谱二次分析的特征提取方法能够降低网络通信能耗,延长网络寿命,提高系统目标识别的准确性.该方法已应用于秦始皇兵马俑野外文物安防系统,经实践检验,收到了良好的效果.

关键词：地震信号特征提取功率谱二次处理无线传感器网络

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花岗岩岩爆试验声发射源时空分布特征研究

地下空间与工程学报 2023年第2期19卷 474-485页

作者：高运祁浩李春晓邢华鑫深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

运用具有定位功能的多通道声发射系统采集花岗岩岩爆试验声发射源数据,基于分形理论定量描述花岗岩试件岩爆试验各阶段声发射源时空分布特征。结果表明:声发射源定位与试验结果较好对应;各阶段声发射源空间分维值在2~3,并呈现复杂的非... 详细信息

运用具有定位功能的多通道声发射系统采集花岗岩岩爆试验声发射源数据,基于分形理论定量描述花岗岩试件岩爆试验各阶段声发射源时空分布特征。结果表明:声发射源定位与试验结果较好对应;各阶段声发射源空间分维值在2~3,并呈现复杂的非线性变化趋势;在初始加载阶段,内部大量初始裂纹闭合,空间分维值较大;之后试件趋于稳定,声发射源数量少,分维值降低;快速卸载后应力增加,微裂纹稳定扩展,声发射源空间分布离散,分维值上升至峰值;竖向应力逐渐接近峰值,宏观裂纹形成,声发射源集中分布特征越明显,分维快速下降。该研究可加深对岩爆破坏过程的认识,也可为岩爆预测提供指标参考。

关键词：花岗岩岩爆试验声发射源时空分布特征分形理论空间分形维数