摘要：矿震是冲击地压孕育及诱发的重要影响因素,针对煤矿矿震灾害地音预警问题,通过现场地音监测数据,对矿震发生前地音活动演化规律和前兆特征进行了分析,基于M-K趋势评估法,建立了矿震发生危险评价预警模型,并进行了效果检验和应用分析。研究结果表明:矿震发生前在生产班和检修班期间,煤岩体内应力受采动影响处于波动增长状态,导致地音活动具有“波动增长”的前兆模式;危险评价预警模型通过对地音前兆信息给出的定量评价对矿震的发生能够起到较好的预警作用。

摘要：为提升舌象识别效率与精准度,通过度量学习研究辅助医生识别舌象表征的方法。首先,收集舌诊图像111例,数据按照7:3的比例随机分为训练集和测试集。然后,设计一种基于度量学习的多分支舌象识别网络。深度学习网络被分为两个部分,前半部分为共享权重层,采用基于度量学习的舌象特征编码损失函数,以获得精准的特征;后半部分针对中医舌象的分类分为4个舌象识别辅助分支,降低舌象识别难度,提升准确率。此外,构建多标签残差映射,增加类间距,减小类内距,提升最终识别的准确度。本文方法在舌象数据集的测试集上进行测试时获得84.8%的识别精度,表明多分支网络架构可以很好地降低舌象识别难度,特别是特征类别较多的舌形和苔质。同时,舌象特征编码损失函数可以有效地提取舌象特征;舌象多标签残差映射可以减少各类别之间的干扰,从而提升识别准确度。

摘要：根据圆渐开线的性质,提出一种由不同圆渐开线组合的新型变截面涡旋齿的建立方法。详细论述了型线的生成方法,阐述了建立基线的基本条件,推导出型线的一般方程,给出2种计算容积的方法,讨论正确生成内、外壁型线的控制变量取值范围。根据不同要求可快速建立一系列圆渐开线变截面涡旋齿的几何模型,为变截面涡旋齿型线的研究拓宽了思路。研究结果表明:相比传统的变截面涡旋齿几何模型的建立方法,提出的新型变截面涡旋齿的建立方法不但具有传统变截面涡旋齿的优点,而且减少了建立变截面涡旋齿的计算量,在一定程度上降低了变截面涡旋齿的加工难度,扩大了变截面涡旋压缩机或膨胀机的实际应用。

摘要：为了探究深部厚硬岩层对冲击地压的影响以及分析岩层的可压裂性,提出了采用地面水平井压裂技术对采场上覆厚硬岩层进行压裂控制,通过改变厚硬岩层的破断特征,达到降低厚硬岩层的破断步距和能量释放强度,并通过试验分析,得到上覆厚硬岩层的脆性系数、脆性矿物含量、黏土矿物含量、成岩作用等参数,综合定量评价厚硬岩层的可压裂性大小。研究结果表明:在厚硬岩层中产生的水平或垂直裂缝面,均有助于减弱厚硬岩层破断失稳引起的下伏回采空间的矿压显现;红庆河煤矿顶板主控岩层脆性系数为67%、黏土矿物含量为28.46%,脆性矿物含量为60.82%,镜质体反射率R;为0.52%,数据表明主控岩层具有较高的可压裂性,可为后续地面水平井压裂技术的实施提供参考。

摘要：针对煤矿多类型冲击地压地音监测预警问题,基于冲击地压启动理论和现场地音监测数据,分析了不同类型冲击地压的失稳启动机制,得出冲击地压发生前煤岩体应力变化主要分为持续加载型、动静加载型和循环加卸载型3种;结合实验室煤岩体全应力-应变曲线与声发射监测数据,对煤岩体试件破坏前发生3种类型应力变化的地音前兆特征进行了细化研究,并通过现场实测数据,对3种不同类型冲击地压失稳破坏前地音活动演化规律进行了分析。结果表明:现场冲击地压发生前地音活动演化规律与实验室煤岩体试件破坏前地音前兆特征具有一致性。因此,基于地音监测技术的多类型冲击地压前兆特征研究可以对相应类型冲击地压灾害的防控实现不同程度的指导作用,为煤矿现场防控冲击地压灾害提供一定的理论支撑。

摘要：为了研究磨料水射流辅助与常规工况下滚刀破岩特性的差异性,开展了两种工况下的破岩试验,对比分析了不同切削间距下岩石破碎状态、破岩载荷以及破岩效率的差异性。研究结果表明,相较于传统滚刀破岩,磨料水射流辅助滚刀破岩可提高滚刀贯入硬岩的能力,促使裂纹在岩体内部的拓展,产生大尺寸岩渣。磨料水射流辅助下滚刀垂直力和滚动力均明显低于常规滚刀破岩,平均下降了39%和25%,同时,磨料水射流辅助下滚刀破岩量增多,破岩效率进一步提高,约为常规滚刀破岩效率的1倍~2倍。研究结果为提高硬岩地质条件下滚刀破岩性能,实现隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)的高效掘进提供参考。

摘要：蒙陕矿区矿井多采用留宽煤柱双巷掘进工艺,造成工作面沿空巷道受多次采掘扰动,受采空区顶板、煤柱尺寸等影响,回采巷道围岩应力演化过程中出现多次集中现象,甚至诱发冲击显现,严重制约了工作面的安全高效生产。以蒙陕矿区葫芦素煤矿21103工作面为例,通过对沿空巷道冲击显现特征分析,采用数值模拟对巷道形成之后在上区段21102工作面回采时、回采后及本工作面回采时的3次高强度开采扰动进行分析,研究了沿空巷道围岩应力的演化过程;利用现场微震监测和采动应力监测,对煤柱内应力变化情况和开采扰动下的围岩活动特征进行了研究;提出了基于厚硬顶板、宽煤柱条件下沿空巷道冲击地压防治技术方案。研究结果表明:(1)在上区段工作面及本工作面回采扰动下,宽煤柱内应力逐次升高,形成应力集中,具有较高的静载荷水平;(2)采空区上覆顶板弯曲下沉、滞后垮冒等对沿空巷道带来强烈扰动,造成沿空巷道冲击危险性急剧增加;(3)煤柱内布置的联络巷加剧了巷道围岩形成的高应力集中,在顶板断裂等强动载作用下,易达到冲击载荷并诱发冲击;(4)采取厚硬顶板“钻-切-压”措施能够降低顶板带来的集中静载并弱化其动载作用,对煤柱内高应力区实施大直径钻孔降低高应力区的应力集中程度。通过防冲方案的实施,现场工程显示沿空巷道围岩应力增加值得到控制,易诱发冲击的大能量事件大幅减少,为指导多次扰动条件下的宽煤柱沿空巷道冲击地压防治提供借鉴。

摘要：目前,全断面隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)滚刀与高压水射流耦合破岩研究中,水射流切槽大多由低移速水射流切割而成,这与实际情况下耦合在TBM刀盘上的高移速水射流所制备的切槽不同,进而影响滚刀-水射流耦合破岩结果的可靠性。针对上述问题,采用2种喷嘴直径(0.5 mm和0.7 mm)、3种移速(1.8,2.4和3.0 m/s)的高移速水射流,耦合小尺度TBM滚刀(刃宽为2.3 mm和直径为43.2 mm),对极硬花岗岩进行切削试验,研究不同切削模式下的岩石破碎效果、滚刀法向力以及破岩比能的变化规律,同时开展全尺度滚刀与高移速水射流切槽耦合破岩的数值模拟,作为小尺度破岩试验的补充。研究结果表明:高移速水射流切槽的底长和高度随喷嘴直径的增大而增大,随喷嘴移速的增大而减小;在共轨破岩试验中,小滚刀下方岩石被高移速水射流部分移除,导致破岩载荷和破岩效率降低;在错轨破岩试验中,当小滚刀与水射流切槽间距大于15 mm时,水射流切槽辅助滚刀破岩效果趋于消失,当间距为12 mm时,水射流切槽辅助滚刀破岩效果最显著,破岩比能比纯滚刀切削降低68%;由于高移速水射流切槽小、滚刀刃宽大,导致切槽对滚刀破岩的辅助效果很小。为提升高移速水射流辅助TBM滚刀破岩效果,建议提升水射流的切割能力从而提升切槽深度,适当减小滚刀刃宽从而提升滚刀贯入岩石的能力,适当减小滚刀与切槽间距从而发挥切槽临空辅助破岩作用。

摘要：泡沫胶体是矿井火灾防治的有效手段之一,泡沫胶体三联发泡器的设计合理与否直接影响到泡沫胶体的实际性能。采用VOF模型模拟了发泡器内部氮气与浆液的实际混合过程,分析了发泡器管流特性,对比了氮气入口管数量和位置等结构参数对发泡系统的混合效果,讨论了浆液流量、氮气流量和调节头位置等操作参数对发泡系统的混合效果,得出优化的发泡器结构参数和操作参数。模拟结果显示:氮气入口管数量和位置对发泡系统混合效果的影响较为复杂,且混合效果还与调节头位置有关;相比于不同分布下的6个入口管,氮气采用9个入口管输入时可将平均混合程度提升1.7%~10.4%,更利于泡沫胶体在发泡器中的混合与制备;此外,基于发泡器中浆液流量、氮气流量和调节头位置的三因素五水平正交试验分析发现浆液流量和氮气流量对发泡系统混合效果的影响显著性分别是调节头位置的4.04和3.68倍;泡沫胶体三联发泡器的最优工况为浆液流量20 m^(3)/h、氮气流量1200 m^(3)/h、调节头处于中后位置。

摘要：为研究厚硬顶板宽煤柱临空巷道冲击地压致灾机理,以彬长矿区文家坡矿4104工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究分析了两次回采扰动下宽煤柱垂直压力分布状态及覆岩活动规律,得出了该矿工作面集中动、静载荷的演化机制及冲击地压致灾机理。针对4104工作面临空巷道44.5m宽煤柱及顶板以上20m处厚硬砂岩岩层,设计了基于帮部煤体爆破卸压及顶板深孔爆破预裂卸压的动静载荷分源治理补强方案,通过微震监测结果分析,相比措施调整前临空巷道围岩活动性降低了95%,防治效果显著。