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微波热力冲击下硬脆砂岩冲击倾向性演化规律试验研究

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矿业科学学报 2024年第2期9卷 209-216页

作者：滕腾贾文建易鹏赵毅鑫朱笑颜徐铎中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室河南焦作454000 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 北京金诚信矿山技术研究院有限公司北京101500

冲击地压是深部资源开采的主要灾害类型,冲击倾向性是表征冲击地压风险的重要指标。为了探索微波热力冲击对岩石冲击倾向性的影响,本文对典型强冲击倾向性硬脆砂岩开展了微波热力冲击和单轴压缩试验,分析了微波热力冲击后砂岩的物理力... 详细信息

冲击地压是深部资源开采的主要灾害类型,冲击倾向性是表征冲击地压风险的重要指标。为了探索微波热力冲击对岩石冲击倾向性的影响,本文对典型强冲击倾向性硬脆砂岩开展了微波热力冲击和单轴压缩试验,分析了微波热力冲击后砂岩的物理力学性质和冲击倾向性指标响应规律。研究结果表明:(1)微波作用后,砂岩表面温度随着热力冲击时间增加持续升高,直至150 s发生热破断;(2)微波热力冲击120 s后,砂岩内部结构发生微破裂,岩石冲击倾向性明显减弱,纵波波速与弹性模量分别下降了15.12%、8%;(3)单轴压缩变形破坏过程各阶段声发射信号密度增大,砂岩最终破坏时的绝对能量最大值下降42.3%;(4)岩石动态破坏时间增长了259%,冲击能量指数减小95%,弹性能量指数下降92%,砂岩由强冲击性岩石变为弱冲击性岩石。研究结果为煤炭深部开采冲击地压防治和深地工程高效破岩具有参考价值。

关键词：冲击地压微波热力冲击冲击倾向性试验研究

露天转地下开采露天边坡稳定性数值模拟分析及研究

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中国钼业 2024年第1期48卷 20-26页

作者：胡建钊金诚信矿山工程设计院有限公司北京100070

某金属矿山原采用露天开采,随着露天开采资源的逐渐枯竭,现转为地下开采,考虑到地下开采对露天边坡的稳定性必然存在一定的影响。设计在露采最终边坡一侧保留50 m宽度的保安矿柱,以保证露天最终边坡的稳定性。采用数值计算与强度折减相... 详细信息

某金属矿山原采用露天开采,随着露天开采资源的逐渐枯竭,现转为地下开采,考虑到地下开采对露天边坡的稳定性必然存在一定的影响。设计在露采最终边坡一侧保留50 m宽度的保安矿柱,以保证露天最终边坡的稳定性。采用数值计算与强度折减相结合的方法,选取具有代表性的3条剖面线,建立边坡计算模型,对边坡原始状态、空场法开采和充填法开采后3种不同工况下的露天边坡模型进行稳定性计算并确定相应工况下边坡的稳定性。最终得出当采用强度不小于1 MPa充填体进行充填法开采计算时,3个典型边坡的安全系数均大于1.15,处于稳定状态。

关键词：露天转地下开采边坡稳定数值模拟强度折减法

我国不同类别煤层顶板水害致灾机理与防控路径

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1539-1555页

作者：曾一凡朱慧聪武强王皓郭小铭崔芳鹏庞振忠刘守强杨维弘中国矿业大学(北京)国家煤矿水害防治工程技术研究中心北京100083 矿山水防治与资源化利用国家矿山安全监察局重点实验室北京100083 矿业大学(北京)内蒙古研究院内蒙古鄂尔多斯017000 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 中国中煤能源集团有限公司北京100120

我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地... 详细信息

我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地认识顶板水害和推广现有技术和探索新技术防控此类矿井灾害,在全面分析近年来我国煤层顶板水害事故规律与顶板充水含水层的赋存条件、突水模式、动力特征、力学行为等基础上,系统划分了顶板水害的类型、特征、主要类别的致灾机理及梳理了现有顶板水害的防治技术,并展望了未来顶板水害防治领域的发展方向。研究发现:①顶板水害主体架构包括巨厚基岩含水层涌(淋)水、薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌、离层空间蓄水储能突水、天窗补给型突水、围岩烧变增透致突等5种类别,集中分布于秦岭—淮河沿线以北地区,陕、蒙、宁是顶板水害主要聚集地。②采动诱发巨厚基岩含水层下覆岩原生裂隙互馈-贯通发育“Z”型离层空间,导致采场出现大面积涌(淋)水现象;基于复合关键层破断力学条件,阐明了薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌致灾的动力源;构建了离层失稳突水临界判别准则,将离层突水划分为静载扰动、“动+静”载复合扰动、复合煤层开采重复扰动3种模式;红土隔水层缺失及红土薄弱区采动劣化损伤是产生天窗越流补给的主要根源;围岩烧变增透,孔隙度增大,接受临近水源补水后形成新的含水结构体,在采动诱发下烧变岩水涌入采场发生水害事故。③梳理了当前煤层顶板水害“探-放-治”三位一体的解危防控技术体系,提出了井上下共轭联动、钻-采(掘)高位协同地质勘探系统,以防治水“三区”划分为导向的地质保障工作,“煤-水-生态”多目标齐抓共管的绿色开采和防治水理念,以及数智化、透明化矿山水文地质灾害信息维护系统等未来发展方向。

关键词：顶板水害矿井防治水离层突水致灾机理防控技术

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工程造价指标体系的构建与应用研究

中国科技期刊数据库工业A 2024年第7期 0121-0124页

作者：许钢金诚信矿山工程设计院有限公司北京100071

随着我国工程建设规模的不断扩大,对工程造价管理的要求也日趋严格。因此,构建一个科学、完善的工程造价指标体系显得尤为重要。本文主要探讨了工程造价指标体系的设计原则和方法,依据产、学、研结合的方式,运用专家咨询法和层次分析法... 详细信息

随着我国工程建设规模的不断扩大,对工程造价管理的要求也日趋严格。因此,构建一个科学、完善的工程造价指标体系显得尤为重要。本文主要探讨了工程造价指标体系的设计原则和方法,依据产、学、研结合的方式,运用专家咨询法和层次分析法等科学的模型构建了以"质量指标、周期指标和成本指标"为核心的工程造价指标体系,并提出了明确的量化标准与评价方法。同时,本文通过对多个实际工程项目的应用研究,提出了工程造价指标体系的实际应用模型,并检验了其实际应用效果,研究发现,新的工程造价指标体系能够更有效地反映工程实际情况,为管控工程造价提供了更加准确的评估依据,提高了工程造价的科学管理水平。这一研究成果在推动工程造价的合理确定,精细管理和效率提升等方面具有重要的理论价值和实践指导意义。

关键词：工程造价指标体系层次分析法量化标准科学管理

维普期刊数据库评论

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煤矿GIS一张图快速构建平台研究

工矿自动化 2024年第7期50卷 40-46,114页

作者：黄坤江振鹏杨晓宇安宁天地科技股份有限公司北京技术研究分公司北京100013 煤炭科学研究总院有限公司矿山人工智能研究院北京100013

目前,煤矿使用的工程专题地图基本都是CAD制图,高效提取CAD图件中的数据并快速组织成地理信息系统(GIS)服务,进而支持矿井空间对象创建和业务属性扩展,集成安全生产实时数据,是构建煤矿GIS一张图的关键。基于ArcGIS平台将CAD图件转为GI... 详细信息

目前,煤矿使用的工程专题地图基本都是CAD制图,高效提取CAD图件中的数据并快速组织成地理信息系统(GIS)服务,进而支持矿井空间对象创建和业务属性扩展,集成安全生产实时数据,是构建煤矿GIS一张图的关键。基于ArcGIS平台将CAD图件转为GIS服务的方法实现过程较为繁琐,且ArcGIS平台成本较高,无法较好地跨平台运行。针对该问题,设计了一种煤矿GIS一张图快速构建平台。该平台包括CAD图件管理、地图服务发布、专题地图管理3大功能模块:CAD图件管理模块用于图件基础信息管理和状态跟踪,地图服务发布模块用于地图打包发布和在线预览,专题地图管理模块用于地图服务管理、矿井对象创建及属性扩展。基于开放设计联盟(ODA)的Teigha for Java SDK实现CAD图件全要素精确识别与快速准确提取;通过构建基于GIS数据特征的煤矿CAD图件数据分层描述模型,实现了CAD图件全要素数据快速存储;按照面向对象设计思路,开发了Spring Cloud框架下的Web端煤矿CAD图件数据集存储接口及专题地图服务发布平台,实现了煤矿GIS一张图快速构建。以某煤矿采掘工程平面图为例,分别采用传统方法和快速构建平台进行煤矿GIS一张图的构建,对比结果表明,快速构建平台可大幅提高煤矿GIS一张图的构建效率,为煤矿智能化建设提供时空数字底座。

关键词：煤矿智能化煤矿GIS一张图地理信息系统 CAD图件全要素提取 CAD图件数据分层描述模型专题地图服务发布

长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统设计

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隧道建设（中英文） 2024年第1期44卷 109-115页

作者：周可发黄宝龙北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

为解决冻结法施工采用常规冷却水降温方式时冷却水温度高的难题,设计一种长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统。该系统主要由冷却水二次降温冷冻机、中温清水泵、高温清水泵组成,利用中温清水泵将一次冷却水送入冷却水二次降温冷冻... 详细信息

为解决冻结法施工采用常规冷却水降温方式时冷却水温度高的难题,设计一种长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统。该系统主要由冷却水二次降温冷冻机、中温清水泵、高温清水泵组成,利用中温清水泵将一次冷却水送入冷却水二次降温冷冻机蒸发器后变成二次冷却水,在冷却水二次冷却过程中,高压液态制冷剂受到再冷却。由于高压液态制冷剂的再冷却,在制冷过程中,制冷剂熵值与单位质量制冷量均得到增加,而压缩功不变。工程实际应用结果表明,与常规冷却水降温方式相比,该系统具有以下降温效果:1)盐水降温速率较快,可有效缩短冻结壁交圈时间;2)盐水温度低,冻结帷幕强度高;3)不仅可获得更低的盐水温度进而能更早地达到设计冻结制冷效果,而且制出同等冷量的综合能耗更少。

关键词：长区间隧道冻结法冷却水二次降温系统冷冻机

基于激光雷达点云的煤炭快速装车质量检测方法

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煤炭科学技术 2024年

作者：张俊升王洪磊朱西硕李佳城刘晓明天地科技股份有限公司北京技术研究分公司煤炭科学研究总院有限公司智能矿山研究院煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室(北京)

为了提高煤炭快速定量装车系统智能化无人化水平，实现火车装车质量快速实时检测，避免火车超偏载情况的发生，针对现有非接触式装车质量检测系统的不足，提出了基于激光雷达点云的煤炭快速装车超偏载检测方法。结合煤炭火车装车站装载... 详细信息

为了提高煤炭快速定量装车系统智能化无人化水平，实现火车装车质量快速实时检测，避免火车超偏载情况的发生，针对现有非接触式装车质量检测系统的不足，提出了基于激光雷达点云的煤炭快速装车超偏载检测方法。结合煤炭火车装车站装载流程，利用激光雷达三维扫描技术和车号识别技术，构建火车装车质量检测系统。提出一种基于马氏距离的离群点滤波算法，对每个点的邻域进行统计分析，计算其到临近点的马氏距离，去除火车车厢点云中存在大量的随机噪声，如装车时的粉尘、喷洒的水雾、外界环境的扰动（雨、雪、煤尘）等。提出了一种标签连通域聚类算法，通过点云连通域区域标记和聚类，完成相邻两节车厢之间的分割，提出一种基于PCA分析的火车车厢拼接算法，完成车厢点云的三维点云拼接。提出一种基于点云切片的装载物料点云提取方法，通过构建点云局部领域提高计算速度，在车厢长度和宽度方向上分别进行切片，滤除车厢前后、左右车帮点云。最后，提出了火车装车质量主要指标装载高度、装煤量、偏载量的计算方法，通过表面三维重建直观显示检测结果，实现火车装车质量的检测。试验表明，利用本文方法可以完成火车装车表面的实时扫描建模和装车质量检测，且该方法适用于不同尺寸车型，具有通用性。

关键词：装车质量激光雷达扫描连通域聚类点云拼接偏载检测

不同碎裂程度岩体三轴压缩力学特性及破坏特征

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金属矿山 2024年第4期 70-75页

作者：张杰顾秀华熊赞民温震江王筱添中国恩菲工程技术有限公司北京100038 长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410012

深部开采条件下地质条件劣化,破碎岩体很容易出现大变形破坏问题。本文利用3DEC软件中离散断裂网络(DFN),建立考虑地下深部不同碎裂程度的合成岩体(SRM)模型,开展了围压加载条件下高应力碎裂岩体的力学特性研究,建立了岩体完整性系数与... 详细信息

深部开采条件下地质条件劣化,破碎岩体很容易出现大变形破坏问题。本文利用3DEC软件中离散断裂网络(DFN),建立考虑地下深部不同碎裂程度的合成岩体(SRM)模型,开展了围压加载条件下高应力碎裂岩体的力学特性研究,建立了岩体完整性系数与抗压强度和弹性模量关系式。试验结果表明:碎裂程度较大的岩体,在单轴压缩试验中表现出较强的延性破坏特征;同一碎裂程度岩体随加载围压增大,围岩应力—应变曲线在屈服阶段的抗压强度和塑性变形显著增大,峰后应力跌落幅度变缓;岩体内部微裂隙最先萌生于节理面端部及其交汇部位,节理数量越大裂纹发展、贯通越快;高围压加载时,岩石模型试样破坏模式由张拉破坏向剪切滑移破坏转变。碎裂岩体破坏特征和其碎裂程度与应力加载环境紧密相关,是工程施工与设计的重要参考依据。

关键词：深部开采碎裂岩体三轴压缩力学特性离散断裂网络

降雨入渗作用下基底倾角对内排土场边坡变形的影响

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煤矿安全 2024年第6期55卷 169-175页

作者：王振伟李元浩韦永豪黄科伟姜海涛程瑶北方工业大学北京100144 中岩矿科(北京)矿山工程技术研究院有限公司北京100043 北京林业大学北京100091

为了研究降雨条件下基底倾角对排土场边坡稳定性的影响,根据朔州市某露天煤矿的实际情况,利用FLAC3D软件对排土场边坡进行同等雨强条件下不同基底倾角的数值模拟。结果表明:在降雨初期,排土场边坡表层的饱和度先快速增长并趋于非饱和的... 详细信息

为了研究降雨条件下基底倾角对排土场边坡稳定性的影响,根据朔州市某露天煤矿的实际情况,利用FLAC3D软件对排土场边坡进行同等雨强条件下不同基底倾角的数值模拟。结果表明:在降雨初期,排土场边坡表层的饱和度先快速增长并趋于非饱和的稳定值;随着降雨入渗至弱层和基岩交界处时,雨水在重力作用下向坡脚处堆积并导致坡脚处发生剪切破坏;随着基底倾角的增加,各监测点达到饱和或稳定状态出现明显的时间滞后效应,且位移量和应变增量的变化与基底倾角呈正相关关系。

关键词：内排土场边坡变形边坡稳定性 FLAC3D 流固耦合降雨入渗作用