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Investigation of stability of a tunnel in a deep coal mine in China

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International Journal of Mining Science and Technology 2013年第4期23卷 567-577页

作者： Kulatilake P.H.S.W. Wu Qiong yu zhengxing Jiang Fuxing Geological Engineering Program Department of Materials Science & Engineering University of Arizona Faculty of Engineering China University of Geosciences China Academy of Safety Science and Technology School of Civil and Environmental Engineering University of Science and Technology Beijing

Stability level of tunnels that exist in an underground mine has a great influence on the safety,production and economic performance of *** of stability for soft-rock tunnels is an important task for deep coal mines located in high in situ stress *** the available information on stratigraphy,geological structures,in situ stress measurements and geo-mechanical properties of intact rock and discontinuity interfaces,a three-dimensional numerical model was built by using 3DEC software to simulate the stress conditions around a tunnel located under high in situ stress conditions in a coal rock mass in *** were conducted for several tunnel shapes and rock support *** obtained for the distribution of failure zones,and stress and displacement felds around the tunnel were compared to select the best tunnel shape and support pattern to achieve the optimum stability conditions.

关键词： Coal mine Tunnel stability High in situ stress Numerical modeling 3DEC

基于当量钻屑法的冲击地压监测预警技术研究及应用

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岩石力学与工程学报 2011年第11期30卷 2346-2351页

作者：曲效成姜福兴于正兴鞠红阳北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京科技大学信息工程学院北京100083

针对济三煤矿现场监测数据,通过分析和数值计算,建立钻屑量、支承压力以及钻孔应力的关系,在此基础上,研制冲击地压实时监测预警系统。通过应力测量代替钻屑量作为冲击地压危险性主要监测指标和实时监测工作面前方应力场的变化规律,实... 详细信息

针对济三煤矿现场监测数据,通过分析和数值计算,建立钻屑量、支承压力以及钻孔应力的关系,在此基础上,研制冲击地压实时监测预警系统。通过应力测量代替钻屑量作为冲击地压危险性主要监测指标和实时监测工作面前方应力场的变化规律,实现冲击地压危险区及危险程度的实时连续监测预警。自主开发的分析预警软件可以实时显示随工作面推进的支承应力动态云图和测点应力柱状图,设定报警阈值,以判断危险区域及其危险程度,预报发生冲击地压的可能性。通过多个冲击危险矿井的应用,表明该系统能准确地预报冲击危险区及其危险程度,实现高冲击危险工作面的安全开采。

关键词：采矿工程当量钻屑法冲击地压超前应力监测预警

地基SAR技术支持下的滑坡预警预报分析方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2020年第11期45卷 1697-1706页

作者：秦宏楠马海涛于正兴中国安全生产科学研究院北京100012

滑坡预警预报是滑坡动力灾害研究工作的重点和难点问题,预警及时性和预报准确性是评估滑坡预警预报效果的两个核心关键指标。地基合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)为近距离遥感监测边坡、开展滑坡预警预报工作提供了先进的... 详细信息

滑坡预警预报是滑坡动力灾害研究工作的重点和难点问题,预警及时性和预报准确性是评估滑坡预警预报效果的两个核心关键指标。地基合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)为近距离遥感监测边坡、开展滑坡预警预报工作提供了先进的技术手段,为准确定位滑体位置、圈定滑体规模、分析判断滑坡风险及预测滑坡时间提供了丰富的数据源。基于经典边坡变形演化三阶段理论,采用具有近实时性、覆盖监测区域面变形信息的地基SAR监测数据,结合边坡监测数据周期短、密度大、面覆盖的特点,提出了基于变形速度和变形面积的双指标滑坡预警方法。此外,还针对监测数据振荡性强、趋势性弱、预报时效性差的问题,根据变形速度-时间序列曲线与边坡稳定性之间负相关的关系,提出了速度取倒数、去限值、不等周期平滑处理监测数据快速处理方法,并建立了一种边坡稳定度快速收敛的滑坡破坏时间预测模型。露天矿边坡的现场实践和应用表明所提出的预警预报方法实操性强,预测结果准确。

关键词：稳定度快速收敛法滑坡预警预报:地基SAR

滑坡速度倒数法预测模型加速开始点识别及临滑时间预测研究

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岩石力学与工程学报 2021年第2期40卷 355-364页

作者：马海涛张亦海于正兴中国安全生产科学研究院北京100012

对矿山或自然土质和岩质边坡而言,大多数滑坡预报都是基于边坡变形三阶段蠕变理论,并根据临滑前加速变形阶段即开始加速点(onset of acceleration,OOA)之后的位移进行滑坡时间预测研究。在分析S-SAR型边坡雷达连续监测的位移后,发现以OO... 详细信息

对矿山或自然土质和岩质边坡而言,大多数滑坡预报都是基于边坡变形三阶段蠕变理论,并根据临滑前加速变形阶段即开始加速点(onset of acceleration,OOA)之后的位移进行滑坡时间预测研究。在分析S-SAR型边坡雷达连续监测的位移后,发现以OOA作为速度倒数法(inverse velocity method,INV)分析的开始点(starting point,SP),所预测的滑坡时间具有一定滞后性。基于变形速度随机变量在斜坡处于匀速变形阶段时服从正态分布特征,提出一种应用正态分布置信区间来动态识别SP位置的方法。通过将S-t坐标系统一量纲后转换成T-t坐标系,建立一种T-lgt的滑坡时间预测模型,此模型应用SP位置后的位移数据可以效提高滑坡预测时间准确性。

关键词：边坡工程边坡雷达滑坡预测速度倒数置信区间

地基雷达干涉测量动态高频次数据用于滑坡早期预警方法研究

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第8期49卷 1330-1336页

作者：秦宏楠马海涛于正兴刘玉溪中国安全生产科学研究院北京100012 辽宁科技大学土木工程学院辽宁鞍山114051

矿山边坡失稳是制约中国露天矿山安全生产的主要因素之一。地基雷达干涉测量技术近些年被逐步引入露天矿山边坡安全监测及预警预报应用中,但测量数据高频次滚动更新的特点造成了数据误差累积大,曲线灾变特征不显著。对原始监测数据进行... 详细信息

矿山边坡失稳是制约中国露天矿山安全生产的主要因素之一。地基雷达干涉测量技术近些年被逐步引入露天矿山边坡安全监测及预警预报应用中,但测量数据高频次滚动更新的特点造成了数据误差累积大,曲线灾变特征不显著。对原始监测数据进行挖掘,通过错位相减和速度倒数法等处理方法减少了高频次数据的振动性,提高了临滑数据的易读性,揭示出关键变形数据的趋势性特征。研究对累积位移曲线、采用不同周期处理过的速度曲线和速度倒数曲线组进行分析,发现了曲线组中存在明显的变形突增点、速度增长点、稳定振动点3个特征点,这些特征点可以用来提前预警预报边坡滑坡灾害。通过对3个特征点的识别可以有效提前识别可能发生的滑坡,预报滑坡时间,为基于地基干涉雷达的滑坡预警预报分析提供了新的技术路径和解决方案。

关键词：滑坡预警地基雷达干涉测量动态高频次数据

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冲击型煤与瓦斯突出力学机制及危险性评价技术研究

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采矿与安全工程学报 2018年第4期35卷 801-809页

作者：尹永明张兴凯姜福兴于正兴中国安全生产科学研究院矿山安全技术研究所北京100012 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

冲击型煤与瓦斯突出作为一种典型的煤矿复合动力灾害,严重威胁深部煤炭安全开采。通过理论研究和现场调查,探讨冲击型煤与瓦斯突出发生力学机制,研究表明冲击型煤与瓦斯突出是应力、瓦斯、煤岩体物理力学性质3者综合作用的结果,分为准... 详细信息

冲击型煤与瓦斯突出作为一种典型的煤矿复合动力灾害,严重威胁深部煤炭安全开采。通过理论研究和现场调查,探讨冲击型煤与瓦斯突出发生力学机制,研究表明冲击型煤与瓦斯突出是应力、瓦斯、煤岩体物理力学性质3者综合作用的结果,分为准备、发动、发展和终止4个阶段,应力在准备阶段和发动阶段前期起主导作用,瓦斯在发动阶段后期和发展阶段起主导作用;推导了冲击型煤与瓦斯突出能量准则;根据冲击载体的不同,冲击型煤与瓦斯突出分为顶板冲击型突出、底板冲击型突出和煤层冲击型突出3类,并分别进行了力学分析;对冲击型煤与瓦斯突出"力源"进行了分析,阐明了发生冲击型煤与瓦斯突出的必要条件。以平禹矿区为工程背景,建立了采煤工作面冲击型煤与瓦斯突出危险性层析分析-模糊综合评价模型,实现对工作面冲击型煤与瓦斯突出危险区域划分及其危险程度评价;分别从应力、瓦斯、煤岩体物理力学性质控制角度,提出了煤层大直径钻孔卸压、深孔爆破断顶-破煤-断底、瓦斯抽采、煤层注水等一体化解危技术。评价模型和解危技术在方山矿11041工作面进行了应用,取得了良好效果。

关键词：冲击型煤与瓦斯突出力学机制模糊综合评价法危险性解危技术

基于地基干涉雷达的含水土质边坡变形监测研究

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北京理工大学学报 2023年第11期43卷 1154-1163页

作者：张浩杨晓琳马海涛于正兴王雨中国安全生产科学研究院北京100012

基于地基干涉雷达开展含水土质边坡变形监测是降低滑坡地质灾害发生、防止二次埋压险情发生、保障应急救援现场人员生命安全的有效手段.应用自研的便携式边坡雷达系统,在论述系统信号模型和相关技术的基础上,将雷达监测精度指标分解为... 详细信息

基于地基干涉雷达开展含水土质边坡变形监测是降低滑坡地质灾害发生、防止二次埋压险情发生、保障应急救援现场人员生命安全的有效手段.应用自研的便携式边坡雷达系统,在论述系统信号模型和相关技术的基础上,将雷达监测精度指标分解为精密度和准确度,提出精度测定流程并通过实验验证了系统高频变形监测能力及亚毫米级监测精度,进而开展含水土质边坡滑坡模拟试验,通过不同历时节点下坡体表面变形与降水量综合分析说明了本次含水土质边坡表面变形监测曲线与岩土体非稳定蠕变曲线具有较高的相似性,在云南省洱源县滑坡隐患点进行监测应用,结合不同地层深度含水率数据分析边坡变形态势.研究结果可为含水土质边坡安全监测预警系统的研发优化提供有力支撑.

关键词：土质边坡变形监测地基干涉雷达精度验证

爆破震动与岩石破裂微震信号能量分布特征研究

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岩石力学与工程学报 2012年第4期31卷 723-730页

作者：朱权洁姜福兴于正兴尹永明吕垒北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 中钢集团武汉安全环保研究院湖北武汉430081

以矿山现场微震数据为基础,选取矿山爆破震动信号与岩石破裂微震信号对比研究。首先,运用Matlab的小波包分析模块对微震信号进行5层多尺度分解,分别求取各节点处重构信号的小波包频带能量,对爆破震动信号与岩石破裂信号的频带能量分布... 详细信息

以矿山现场微震数据为基础,选取矿山爆破震动信号与岩石破裂微震信号对比研究。首先,运用Matlab的小波包分析模块对微震信号进行5层多尺度分解,分别求取各节点处重构信号的小波包频带能量,对爆破震动信号与岩石破裂信号的频带能量分布特征进行研究;其次,通过建立新的频带空间,对比二者的能量分布特征。结果表明,矿山现场微震信号的频带能量分布特征为:岩体破裂信号的能量多集中于S5,0～S5,7低频频带(0～125 Hz),爆破震动信号的能量则在S5,24～S5,31频带(375～500 Hz)表现得较为集中。该分析方法为矿山识别爆破震动事件与岩石破裂事件提供了一种思路,利用二者能量分布差异大、特征对比明显的特点,通过对比新频带空间内的能量分布特征,可以实现对两类微震波形的初步辨识。

关键词：采矿工程微震爆破震动岩石破裂小波包频带能量

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钢铁企业周边土壤重金属污染特征及风险评价

林业与环境科学 2024年第6期40卷 128-134页

作者：余正兴三明市闽环国投环保有限公司福建三明353000

为明确钢铁企业周边土壤的污染程度及污染风险,以福建省某钢铁企业为例,采用系统布点法并结合大气沉降范围和地形等因素,共布点23个,其中在距企业边界50 m内布点5个(记空间距离为50 m),在边界外大气沉降范围内距企业边界约500 m处布点15... 详细信息

为明确钢铁企业周边土壤的污染程度及污染风险,以福建省某钢铁企业为例,采用系统布点法并结合大气沉降范围和地形等因素,共布点23个,其中在距企业边界50 m内布点5个(记空间距离为50 m),在边界外大气沉降范围内距企业边界约500 m处布点15个(记空间距离为500 m),在大气沉降范围外距企业边界约1000 m处布对照样点3个(记空间距离为1000 m),测定土壤中镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)共8种重金属含量,并采用单因子指数法、内梅罗综合指数法对土壤环境进行了评价。结果表明,50和500 m处土壤的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量均超过福建省土壤背景值。评价结果表明,距钢铁企业边界50和500 m处,内梅罗综合指数分别为20.47、24.85,为重污染,Cd和Zn单因子指数均大于1,为重污染,表明钢铁企业周边土壤受到污染。

关键词：钢铁企业土壤重金属含量