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石灰岩脆性损伤演化和声发射特征研究

地下空间与工程学报 2024年

作者：杨东辉乔伟苏经纬程虹铭宁掌玄山西大同大学煤炭工程学院

脆性是深部岩体最重要的力学性质之一。为研究石灰岩脆性损伤演化机制,开展了单轴压缩下石灰岩声发射试验,分析了脆性指数与损伤变量和b值的关系。结果表明:(1)石灰岩裂纹闭合应力、裂纹起始应力、损伤应力占峰值应力的比值分别为31.3%... 详细信息

脆性是深部岩体最重要的力学性质之一。为研究石灰岩脆性损伤演化机制,开展了单轴压缩下石灰岩声发射试验,分析了脆性指数与损伤变量和b值的关系。结果表明:(1)石灰岩裂纹闭合应力、裂纹起始应力、损伤应力占峰值应力的比值分别为31.3%、43.0%、85.5%;(2)石灰岩脆性指数平均为0.32,均方差为0.009,随脆性指数上升,特征应力对应的损伤变量逐渐减小,损伤变量由“正比例函数”增长逐渐变为“凹形幂函数”增长,临界破坏阶段存在损伤加速现象;(3)在单轴压缩条件下,随脆性指数上升,石灰岩剪切破坏减弱、张拉破坏增强,脆性指数能够较好地表征其破坏形式;(4)石灰岩声发射累计振铃计数、累计能量和累计幅值与时间曲线存在明显的四个阶段:微增期、平静期、陡增期、骤降期,且平静期幅值均小于80 dB,曲线总体呈台阶状上升趋势。脆性指数越大,平静期越长,陡增期越短,b值突点对应应力与峰值应力比值越大;(5)b值曲线呈先上升后下降趋势,b值突点均在平静期结束点之前,这两点均能准确预警石灰岩失稳破坏,随脆性指数上升,b值突点出现越晚,越接近峰值。研究成果为围岩稳定性控制和动力灾害监测预警提供重要参考。

关键词：石灰岩脆性单轴压缩损伤变量声发射

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二维过渡金属碳/氮化物在肿瘤治疗中的应用

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 328-344页

作者：刘美青赵璐白云峰冯锋山西大同大学化学与化工学院化学生物传感山西省重点实验室大同037009 山西能源学院能源化学与材料工程系太原030600

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)具有优异的光热转换性能,丰富的表面基团,良好的生物相容性、亲水性和粒径可调性,这使得应用MXenes作为肿瘤诊疗过程中的治疗剂和造影剂具有巨大潜力。本文综述了基于MXenes的肿瘤单一治疗和联合治疗的相... 详细信息

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)具有优异的光热转换性能,丰富的表面基团,良好的生物相容性、亲水性和粒径可调性,这使得应用MXenes作为肿瘤诊疗过程中的治疗剂和造影剂具有巨大潜力。本文综述了基于MXenes的肿瘤单一治疗和联合治疗的相关研究,同时介绍了MXenes在肿瘤主动靶向治疗领域的研究,最后阐述了目前MXenes在制备和肿瘤治疗研究中存在的挑战和对未来的展望。

关键词：二维过渡金属碳/氮化物肿瘤治疗靶向光热疗法

液压支架大流量换向阀稳态液动力计算与补偿方法

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液压与气动 2024年第8期48卷 77-92页

作者：李珂陈吉顺张品赵文超张占东山西大同大学煤炭工程学院山西大同037003 山西大同大学机电工程学院山西大同037003

针对液压支架换向阀元件复杂结构形成不规则流道,传统一次动量定理不能精确求得阀芯所受液动力,以及因液动力过大或不稳定使换向阀动静态特性降低的问题,以支架换向阀主阀为研究对象,在分析其结构组成与工作原理基础上,提出一种全流域... 详细信息

针对液压支架换向阀元件复杂结构形成不规则流道,传统一次动量定理不能精确求得阀芯所受液动力,以及因液动力过大或不稳定使换向阀动静态特性降低的问题,以支架换向阀主阀为研究对象,在分析其结构组成与工作原理基础上,提出一种全流域控制体积划分方式。运用多次动量定理,分别分析了每个控制体积内动量变化量,考虑阀芯上下游元件结构参数对阀芯液动力数值的影响,较为精确的推导出阀芯所受稳态液动力公式,并进行理论计算。通过分析公式,得出对阀内元件结构参数进行优化的方法来补偿稳态液动力并用CFD方法模拟了稳态液动力随阀芯开度变化规律。结果表明:结构参数优化后阀芯所受液动力峰值与变化幅度均较原结构低,将阀套内径结构优化后,液动力峰值与变化幅度较原结构降低了56.25%与48.12%;将回液阀芯顶杆直径优化后,液动力峰值与变化幅度较原结构降低了28.79%与32.71%;将回液阀芯端面倾角优化后,液动力峰值与变化幅度较原结构降低了31.87%与37.16%,有效缓解了支架换向阀阀芯所受稳态液动力使阀动静态性能降低的问题。

关键词：稳态液动力动静态性能控制体积动量定理结构参数优化

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危岩变形自动化监测预警技术与应用——以重庆市江北区唐郭路为例

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自然资源信息化 2024年第1期 35-41页

作者：张志希陈克勋侯均洪李迎重庆一三六地质队重庆401147 重庆市江北规划和自然资源事务中心重庆401147 山西大同大学煤炭工程学院山西大同037009

近年来,重庆市江北区唐郭路多次发生危岩崩塌、滚落事故,严重影响沿途车辆通行和行人出行。本研究采用自动化监测预警技术,对唐郭路沿线危岩变形进行监测。监测分析表明:2022年,监测区内大部分监测点的监测数据及变形曲线正常,部分监测... 详细信息

近年来,重庆市江北区唐郭路多次发生危岩崩塌、滚落事故,严重影响沿途车辆通行和行人出行。本研究采用自动化监测预警技术,对唐郭路沿线危岩变形进行监测。监测分析表明:2022年,监测区内大部分监测点的监测数据及变形曲线正常,部分监测点的水平、垂直位移大于设定限差,但超限幅度不大;通过裂缝监测,成功预报W616南-1危岩变形垮塌;通过监测数据、变形曲线与宏观地质巡查分析,得出部分孤石及附近、15#陡崖带及21#公路边坡地质条件差,裂隙发育,处于基本稳定-欠稳定状态,存在掉块、崩塌、坠落较大风险的结论。

关键词：危岩变形自动化监测预警监测区重庆

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山西某矿U型通风工作面采空区漏风及防控技术研究

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山西煤炭 2024年第1期44卷 57-63页

作者：刘旺张孟浩山西大同大学山西大同037009

针对山西某矿8203综采工作面采空区火灾隐患问题,建立了U型通风采空区三维模型,运用CFD软件模拟1 m/s、2 m/s、3 m/s和4 m/s不同风速下综采工作面采空区速度场状态,根据模拟结果对综采工作面风量进行计算并分析漏风原因;最后根据模拟结... 详细信息

针对山西某矿8203综采工作面采空区火灾隐患问题,建立了U型通风采空区三维模型,运用CFD软件模拟1 m/s、2 m/s、3 m/s和4 m/s不同风速下综采工作面采空区速度场状态,根据模拟结果对综采工作面风量进行计算并分析漏风原因;最后根据模拟结果提出相应的防控策略以防止采空区煤自燃。研究结果表明:工作面进风端水平距离0~30 m,为综采工作面采空区漏风主要区域;采空区漏风时,进风侧漏风较严重,已发生煤自燃现象;在进风速度为3 m/s且高度相同时,采空区氧化面积最大。结合煤矿实际情况,在进风侧采空区实施堵漏风防灭火技术、注浆防灭火和注氮防灭火联合防控技术,提高矿井开采安全性。

关键词：采空区煤自燃 U型通风漏风防控技术

改进双向长短期记忆神经网络的瓦斯涌出量预测

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安全与环境学报 2024年

作者：祁云白晨浩代连朋汪伟薛凯隆崔欣超山西大同大学煤炭工程学院辽宁大学灾害岩体力学研究所辽宁工业大学机械工程与自动化学院

为提高瓦斯涌出量预测精度，降低煤矿回采工作面瓦斯涌出超限事故的风险，针对瓦斯涌影响因素众多、难以预测等问题，采用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization，GWO)–双向长短期记忆神经网络(Bi-directional Long Short-Term Memory，... 详细信息

为提高瓦斯涌出量预测精度，降低煤矿回采工作面瓦斯涌出超限事故的风险，针对瓦斯涌影响因素众多、难以预测等问题，采用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization，GWO)–双向长短期记忆神经网络(Bi-directional Long Short-Term Memory，BiLSTM)的组合模型预测瓦斯涌出量。首先，运用主成分分析法(Principal Components Analysis，PCA)处理瓦斯涌出影响因素，降低数据维度，以减少模型计算时的负担；其次，利用GWO优化BiLSTM模型的学习率(best＿lr)、隐藏层层数(best＿hd)以及正则化系数(best＿l2)，可有效避免局部最优解问题，并采用决定系数(R-Square，R2)、均方根误差(Root Mean Square Error，RMSE)和平均绝对误差(Mean Absolute Error，MAE)对所建模型预测的结果进行综合评价分析；最后，将该模型应用于内蒙古自治区某矿回采工作面预测瓦斯涌出量。结果表明：PCA–GWO–BiLSTM组合模型相比于长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory，LSTM)和双向长短期记忆神经网络对应的单一模型在MAE分别降低20.81%、30.17%，RMSE分别降低0.063、0.142，R2则分别提高0.023、0.075，验证了该模型在复杂因素条件下展现出更高的精准度、泛化性和鲁棒性。

关键词：安全工程瓦斯涌出灰狼优化算法(GWO) 双向长短期记忆神经网络(BiLSTM) 主成分分析法(PCA)

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大同火山群及邻区中小地震重定位

地震地质 2024年第2期46卷 336-356页

作者：许永强雷建设山西大同大学煤炭工程学院大同037000 应急管理部国家自然灾害防治研究院地壳动力学重点实验室北京100085

文中基于中国地震台网中心在大同火山群及周边地区记录到的2008年1月-2023年1月期间3 218个地震的到时资料,采用双差地震重定位法开展了重新定位研究,获得了2 447个事件的重定位结果。结果显示,地震大多发生在16km深度以浅处,集中分布... 详细信息

文中基于中国地震台网中心在大同火山群及周边地区记录到的2008年1月-2023年1月期间3 218个地震的到时资料,采用双差地震重定位法开展了重新定位研究,获得了2 447个事件的重定位结果。结果显示,地震大多发生在16km深度以浅处,集中分布于断陷盆地内及盆地边界的断裂带附近,整体走向NE-SW,与区域活动构造的活动断裂及其控制的地堑、半地堑型断陷盆地的走向较为一致。这些地震E-W向、S-N向、垂直向的平均定位误差约为0.21km、0.22km、0.30km,平均均方根残差为0.14s。口泉断裂带附近的地震分布由南部的较深、较集中变化为北部的较浅、较分散,可能与矿山开采活动有关。大同-阳高地震震源区的地震多集中在与大王村断裂平行的东侧隐伏断层的3~16km深度处,该隐伏断层与团堡断裂和六棱山山前断裂交会,可能与大同-阳高地震的余震活动有关。火山区内部的地震活动并不强烈。结合该区域新的背景噪声层析成像结果分析发现,大多数地震发生在低速异常边界,可能暗示了这些地震的发生与热物质上涌所携带的流体上升至地壳深度,进而降低断面有效正应力密切相关。

关键词：大同火山群口泉断裂带大同-阳高震区地震重定位

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基于风险评估的我国煤矿安责险费率厘定研究

煤 2024年第9期33卷 19-24页

作者：潘思宇姚有利寇杰贾泽琳山西大同大学煤炭工程学院山西大同037009

为推动安责险在煤矿行业的良性发展,厘定更为合理的煤矿企业安责险费率至关重要。在煤矿安全生产风险评价指标体系的基础上,利用层次分析法和熵权法主客观赋权的方式对各指标进行组合赋权,根据云模型理论对煤矿企业进行综合评价,并结合... 详细信息

为推动安责险在煤矿行业的良性发展,厘定更为合理的煤矿企业安责险费率至关重要。在煤矿安全生产风险评价指标体系的基础上,利用层次分析法和熵权法主客观赋权的方式对各指标进行组合赋权,根据云模型理论对煤矿企业进行综合评价,并结合煤矿企业过往安全生产事故发生情况、企业安全生产生产标准化等级及企业生产规模作为煤矿企业安责险费率厘定调整指标,实现煤矿企业安责险费率的合理厘定方式。

关键词：组合赋权云模型安全生产责任保险费率厘定

特厚煤层坚硬顶板综放开采矿压特征及覆岩破断规律研究

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煤 2024年第2期33卷 28-32页

作者：李硕森贺雄徐青云冯剑山西大同大学煤炭工程学院山西大同037003

同忻煤矿主采石炭系3-5号煤层,平均煤厚约为15 m,其顶板主要由砂岩和砾岩组成的坚硬顶板。上部侏罗系内赋存有四层煤层,大部分已被开采,在坚硬顶板和煤层群遗留煤柱条件下,工作面回采期间矿压显现强烈。通过对同忻煤矿8309工作面现场矿... 详细信息

同忻煤矿主采石炭系3-5号煤层,平均煤厚约为15 m,其顶板主要由砂岩和砾岩组成的坚硬顶板。上部侏罗系内赋存有四层煤层,大部分已被开采,在坚硬顶板和煤层群遗留煤柱条件下,工作面回采期间矿压显现强烈。通过对同忻煤矿8309工作面现场矿压监测,分析工作面支架循环末阻力,得到工作面初次来压步距为70~75 m,周期来压步距为10.69~44.36 m,来压期间最大工作面阻力为15873.15 kN.利用3DEC数值模拟软件对8311工作面回采过程中上覆岩层的运动规律进行模拟,随着工作面向前推进,工作面逐渐呈现“下位悬臂梁与上位砌体梁”结构,得到了上覆坚硬顶板破断、失稳、垮落的特征规律。为具有类似条件的综放工作面回采提供可靠参考。

关键词：坚硬顶板矿压显现矿压监测破断失稳

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