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布孔参数对导向缝槽-静态膨胀协同致裂效果的影响规律研究

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煤矿安全 2024年

作者：亓佳利李伟清和志永韩金明张建张假妮卢绪涛王怀远李长青山东能源鲁西矿业集团有限公司山东能源集团西北矿业有限公司山东科技大学能源与矿业工程学院

为进一步提升静态膨胀致裂技术顶板弱化能力，探究施工参量对钻孔周围应力分布的影响规律，基于弹性力学、断裂力学揭示了导向缝槽-静态膨胀协同致裂力学机制；采用PFC2D离散元法建立了相应静态膨胀致裂数值模型，通过设置不同施工参量... 详细信息

为进一步提升静态膨胀致裂技术顶板弱化能力，探究施工参量对钻孔周围应力分布的影响规律，基于弹性力学、断裂力学揭示了导向缝槽-静态膨胀协同致裂力学机制；采用PFC2D离散元法建立了相应静态膨胀致裂数值模型，通过设置不同施工参量来进行双向围压与静态膨胀耦合作用下的数值模拟研究。结果表明：相较于常规单孔无围压静态膨胀致裂，导向缝槽可有效提升静态膨胀致裂效果，距离孔心越远的位置提升作用越明显；离散元法可有效模拟静态膨胀致裂过程中应力分布情况，静态膨胀力、孔径以及导向缝槽长度与环向应力呈现正相关关系，导向缝槽角度、应力系数以及埋深与环向应力呈现负相关关系；布孔参量敏感参数排序为：孔径>缝槽角度>缝槽长度，实际应用时应尽量增大孔径与缝槽长度，减小缝槽角度；导向缝槽改变了环向应力分布特征，但缝槽的引导作用存在局限性，缝槽尖端与钻孔周边存在竞争起裂、扩展行为。

关键词：顶板弱化静态膨胀致裂导向槽数值模拟应力分布

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褶曲构造区围岩采动应力演化规律及控制技术

采矿与安全工程学报 2024年

作者：唐龙屠世浩屠洪盛张雷李文龙苗凯军赵宏斌马杰阳中国矿业大学矿业工程学院徐州矿务集团有限公司

针对褶曲构造区围岩采动应力分布不均造成的应力集中区易诱发强矿压灾害，以张双楼煤矿74104工作面为背景，基于数值模拟和现场监测对褶曲构造区围岩采动应力演化规律和分布特征进行了研究。研究表明：褶曲构造区围岩特征点（脊点、槽... 详细信息

针对褶曲构造区围岩采动应力分布不均造成的应力集中区易诱发强矿压灾害，以张双楼煤矿74104工作面为背景，基于数值模拟和现场监测对褶曲构造区围岩采动应力演化规律和分布特征进行了研究。研究表明：褶曲构造区围岩特征点（脊点、槽点、拐点和转折端）附近区域应力集中程度高于其他区域。工作面回采过程中，特征点应力集中程度最严重位置一开始位于拐点处，其次是脊点、槽点和转折端；随工作面推进，脊点及其附近转折端处应力集中程度逐渐增大最终成为集中程度最大区域，集中系数达2.08，其次是拐点和槽点及其附近转折端处。对于曲率越大的褶曲构造区，工作面回采后，其应力分布越不均匀，褶曲轴部和两翼拐点处的应力集中程度高；反之，曲率越小，回采后其应力分布较为均匀。针对74104工作面褶曲构造区围岩特征点（脊点、拐点）高应力集中区，提出了顶板预裂爆破卸压技术，并采用数值模拟和微震监测对卸压效果进行评价。结果表明：褶曲构造区顶板预裂爆破后，特征点（脊点和拐点）区域应力集中程度分别降低了37.5%和39%，最大微震能量降低了66.7%。降低了该区域强矿压灾害风险，保障了工作面安全开采。

关键词：褶曲构造区采动应力演化顶板爆破卸压数值模拟

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淮北矿区多种类型植被地上生物量反演研究

生态环境学报 2024年第7期33卷 1027-1035页

作者：杨可明彭里顺张燕海谷新茹陈新阳江克贵中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 淮北矿业股份有限公司通防地测部安徽淮北235000

生物量是植被碳的重要组成部分,对于评估矿山生态环境修复效果至关重要。在淮北矿业闸河矿区,生态破坏与修复并存,地表植被类型丰富多样,有林木、草本和农作物等。在这种多植被类型交叉覆盖的地区,传统的单一物种生物量模型难以应用。... 详细信息

生物量是植被碳的重要组成部分,对于评估矿山生态环境修复效果至关重要。在淮北矿业闸河矿区,生态破坏与修复并存,地表植被类型丰富多样,有林木、草本和农作物等。在这种多植被类型交叉覆盖的地区,传统的单一物种生物量模型难以应用。为准确反演该区域综合植被的生物量,以sentinel卫星数据为基础,利用植被指数和波段运算方法构建的光谱指数作为特征数据集,通过不同特征和模型的组合构建该区域生物量反演模型。在特征选择阶段,利用随机森林和相关性分析两种方法对特征进行综合评价,最终筛选出关键的5个光谱指数(增强植被指数、归一化差分水体指数、改进的归一化差分水体指数、Sentinel-2红边位置、陆地叶绿素指数)以及5个基于波段运算的自建光谱特征(1/B1、1/B2、1/B7、B1/B2、B5/B6)。基于这些筛选出的特征,设计了5种不同的特征组合方案,并结合传统方程回归和机器学习模型,在林地和综合植被数据上分别构建了生物量反演模型。研究结果表明,相较于传统回归模型,机器学习模型在生物量反演领域具有更高的精度。基于波段运算的自建光谱特征可以提高机器学习模型生物量反演的精度,其中支持向量回归(SVR)模型结合自建光谱特征与原始波段得到的反演结果精度最高,模型验证集的决定系数R^(2)为0.74,均方根误差为8.14kg·m^(-2)。将SVR模型应用于研究区进行生物量反演,得到的结果与当地植被分布特征高度一致。本研究成果不仅为矿区生态修复评价提供了数据支撑,而且为类似生态系统的后续研究提供了借鉴和经验。

关键词：矿山多植被交叉覆盖区综合生物量机器学习反演模型植被类型

浅埋煤层综放开采导水裂隙发育特征及隔水层稳定性研究

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煤炭工程 2024年第1期56卷 78-85页

作者：张金金杜航张嘉晨訾龙陕西竹园嘉原矿业有限公司陕西榆林719000

针对我国西北浅埋煤层保水开采关键隔水层N2红土稳定性不足及水资源保护等问题,研究了陕北榆神矿区薄基岩厚土层典型工作面综放开采导水裂隙发育特征及其对N2红土隔水层稳定性的影响程度。结果表明:理论计算得到导水裂隙带发育高度为57.... 详细信息

针对我国西北浅埋煤层保水开采关键隔水层N2红土稳定性不足及水资源保护等问题,研究了陕北榆神矿区薄基岩厚土层典型工作面综放开采导水裂隙发育特征及其对N2红土隔水层稳定性的影响程度。结果表明:理论计算得到导水裂隙带发育高度为57.9~113.9 m,现场实测所得结果121.10~139.79 m;数值模拟分析不同工作面推进距离下导水裂隙带发育规律,当工作面走向长度达到170 m后,导水裂隙高度增长缓慢,最大值为96.5 m,煤层开采导水裂隙带贯穿基岩后基本发育至N2红土层底部;基于层次分析方法(AHP)构建N2红土层采动损害评价模型,明确了影响N2红土关键隔水层稳定性的主要因素,基于导水裂隙带发育高度、红土层厚度、红土层与主采煤层间距因素评价结果,并考虑红土层残余厚度进行保水开采结果评价,确定隔水层稳定判据,提出基于裂隙发育特征的隔水层稳定性评价方法。研究结果对于陕北煤田类似条件煤炭绿色开采及保水采煤具有重要参考意义。

关键词：保水开采导水裂隙数值模拟隔水层稳定性层次分析

背斜构造区特厚煤层开采覆岩破断失稳规律及突水压架机理

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采矿与安全工程学报 2024年

作者：刘长友刘怀东陈毅琪杨培举王晨鸿杨敬轩紫金矿业集团紫金(长沙)工程技术有限公司中国矿业大学矿业工程学院

针对我国西部矿区背斜构造带突水压架事故频发问题，以郭家河煤矿1309工作面为工程背景，采用现场调研、物理实验与理论分析等方法深入研究了背斜构造区特厚煤层开采覆岩破断失稳规律与突水压架机理。研究表明：1）1309工作面突水压架... 详细信息

针对我国西部矿区背斜构造带突水压架事故频发问题，以郭家河煤矿1309工作面为工程背景，采用现场调研、物理实验与理论分析等方法深入研究了背斜构造区特厚煤层开采覆岩破断失稳规律与突水压架机理。研究表明：1）1309工作面突水压架主要发生在起坡角较大，起坡点与轴部落差较大的背斜构造区。顶板宜君组岩层是导致工作面突水事故的关键含水层，煤层之上102.5 m处厚度为28.53 m的中粒砂岩为隔水关键层。2）工作面垮落带高度为65 m，垮落带内破断岩块分布杂乱无章；裂隙带岩层的位移曲线呈单峰状，最大位移点位于背斜构造中下部。隔水关键层断裂后，其上部100.51 m的岩层同步断裂并产生活化，导水裂隙导通宜君组含水层。3）过背斜阶段隔水关键层断裂步距为32.27 m，断裂角为2.15°。断裂后的隔水关键层与采空区已破断岩块铰接形成砌体梁结构，当承压水压力超过1.02 MPa时，砌体梁结构中的断裂岩梁反向回转继而产生滑落失稳。4）隔水关键层滑落失稳后，控制顶板所需要的支架阻力达到31015kN，超过了支架额定阻力，进而会造成工作面支架压架。避免工作面发生压架事故的关键是保证隔水关键层不产生滑落失稳。

关键词：突水压架背斜构造相似材料模拟支架围岩关系

基于探地雷达的小保当煤矿斜井井筒围岩富水区探测

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中国矿业 2024年第7期33卷 226-233页

作者：梁旭陕西小保当矿业有限公司陕西神木719300

斜井井筒是特殊的地下工程结构,直接连通地面和井下,承担着矿井运煤、运料、通风和行人的重要任务,是煤矿安全高效生产的一个重要环节。但斜井井筒围岩富水区分布一直是影响斜井稳定性的一个重要因素。基于此,为了探清小保当煤矿斜井井... 详细信息

斜井井筒是特殊的地下工程结构,直接连通地面和井下,承担着矿井运煤、运料、通风和行人的重要任务,是煤矿安全高效生产的一个重要环节。但斜井井筒围岩富水区分布一直是影响斜井稳定性的一个重要因素。基于此,为了探清小保当煤矿斜井井筒围岩富水区的分布情况,本文采用探地雷达探测的方法,分别对小保当一号煤矿和二号煤矿的主斜井井筒、副斜井井筒围岩富水区进行探测。首先,利用探地雷达稳定电流在不同介质下电流传播的差异性对斜井井筒进行探测。将探测到的雷达数据经过信号处理,得到细节较好且便于判断的剖面图。然后,通过剖面图大致圈定井壁后方围岩不良地质体的范围。随后与现场实测渗水区域进行对比分析,排除其他不良地质体(如地层交界处、围岩岩性变化交界处、壁后空区、断层和裂隙等地质构造),从而得到围岩潜在的富水区分布情况。实践表明,应用此方法判别井筒围岩富水区和实际钻孔勘探相比误差较小,能相对准确地得出富水区分布。本文研究可为煤矿井筒稳定性防护提供重要参考和有力支撑。

关键词：探地雷达斜井稳定性不良地质体富水区超前探测

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智能机器人系统在煤矸分选工艺中的研究与应用

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中国煤炭 2024年第09期 92-98页

作者：侯晓松李强枣庄矿业〈集团〉付村煤业有限公司

鉴于传统选煤厂人工分选劳动量大、效率低、粉尘多等问题，传统选煤厂选煤工艺不能满足新时期工业生产的技术标准。随着煤炭分选技术的不断进步，人工作业也逐渐被自动化选配装置所代替。介绍了煤矸智能分选技术的研究现状，开发了智能... 详细信息

鉴于传统选煤厂人工分选劳动量大、效率低、粉尘多等问题，传统选煤厂选煤工艺不能满足新时期工业生产的技术标准。随着煤炭分选技术的不断进步，人工作业也逐渐被自动化选配装置所代替。介绍了煤矸智能分选技术的研究现状，开发了智能矸石分选机器人，阐述了系统技术方案，研究矸石分选系统的全自动化流程以及计算机视觉、图像处理等技术。通过对社会经济效益分析表明，该系统可显著提高选煤准确率、提升企业生产效率和经济效益，实现了减人、增安、提效的目的。

关键词：智能机器人系统煤矸智能分选计算机视觉图像处理

来源：博看期刊

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基于改进时间序列模型的烧结机机头温度预测

烧结球团 2024年第4期49卷 44-48,56页

作者：汪向硕赵伟高大伟张艳兵闫中华首钢集团有限公司矿业公司河北迁安064402

针对烧结机机头温度异常变化会严重影响烧结矿质量的问题,本文采用一种基于WD-ARIMAX-GARCH的超短期温度预测模型。由于温度时间序列经常受外部因素的影响,而时间序列模型(ARIMA)只是对历史时间序列的回归,无法体现外部因素的影响,因此... 详细信息

针对烧结机机头温度异常变化会严重影响烧结矿质量的问题,本文采用一种基于WD-ARIMAX-GARCH的超短期温度预测模型。由于温度时间序列经常受外部因素的影响,而时间序列模型(ARIMA)只是对历史时间序列的回归,无法体现外部因素的影响,因此该模型加入了外生变量(ARIMAX),并通过引入小波分解(WD),将温度时间序列分解为若干子序列,将各分量进行残差序列检验,对存在异方差特性的分量建立ARIMA-GARCH模型,将该预测结果作为外生变量与分解后的数据重新组合预测。结果表明,基于WD-ARIMAX-GARCH模型的温度预测方法具有较高的精度。

关键词：温度预测外生变量 ARIMA-GARCH模型小波分解

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刚果(金)某渣选硫化铜矿再磨再选试验研究

矿冶工程 2024年第4期44卷 203-206页

作者：刘杰王洪杰周宽达蒙文飞兰福荫陈兴海陆智国华刚矿业股份有限公司北京100039

对刚果(金)某含铜9.62%的低品位渣选硫化铜矿进行了回收铜的选矿试验研究。在化学多元素分析、赋存状态分析基础上,采用再磨再选浮选工艺,获得了Cu品位25.16%、回收率90.67%的铜精矿产品。

关键词：渣选硫化铜矿磨矿浮选刚果(金) 铜精矿