摘要：该文以中国矿业大学(北京)为例,首先从专业定位、课程设置、课程内容、教学模式等方面提出矿业类院校建筑学专业课程的现状问题;然后在分析矿业特色建筑学专业课程的基本特征后,确定矿业特色建筑学专业课程发展目标和建设思路;最后构建以设计能力培养为核心,矿业特色突出的“一轴两翼”的本科生和研究生的课程体系,旨在为矿业类院校建筑学专业发展提供新思路。

摘要：在新工科背景下,能源特色工程教育强调本科学生应具备跨学科合作、工程实践、创新思维以及团队协作等多种综合能力,以解决未来能源领域中的复杂问题。课程组立足学校特点、专业特色,聚焦露天矿机器人化自主运输装卸系统最新技术,设计了多技术融合、理实结合的机器人技术创新实践课程,依托国家重点研发计划,结合创新教学实验平台,将露天矿机器人化自主运输装卸系统建设中的智能感知、远程驾驶等知识点纳入课堂教学,将理论知识与实践操作相结合,将课堂教学与工业应用相结合,从而培养具有综合能力的高素质工程人才,达到提高本科实践教学质量的目的。

摘要：新工科背景下工程技术人才培养,对新一轮科技革命和产业变革、满足国家战略需求具有重要意义。文章以中国矿业大学(北京)为例,针对城市地下空间工程技术人才培养现状与困境,根据城市地下空间工程技术特点及我国城市地下空间工程发展方向,构建了城市地下空间工程技术人才培养及教学体系。具体而言,改革教育理念,建立OBE理念下的教学新体系;加快教材革新速度,多层次多角度编写教材;创新授课模式实现教学多元化,从而为新工科背景下高校工程技术人才培养提供借鉴。

摘要：矿山生态环境监测与治理是国家生态文明建设和“双碳”目标下的重中之重,其信息化、智能化建设在新一代信息技术革命的助推下成为数字中国建设的重要一环,也是当下时代发展的必然趋势。然而,现有矿山生态环境监测系统仍然停留在单一专题、要素不全、基础量测、本地管理的初级阶段,无法满足现实环境中对矿山生态环境多要素、长时序、高频次监测与分析的需求。基于此,提出一种B/S架构下的矿山生态环境定量遥感监测与智能分析系统——矿山生态天眼,并详细介绍了其研发需求、技术架构、关键技术及核心功能。系统依托卫星遥感技术及其他监测手段,获取并聚合不同来源、信息丰富的矿山生态大数据,形成矿山分布一张图和数据资源服务;进而基于定量遥感反演矿山生态环境各生态参数,形成一套长时序、多要素的矿山生态监测产品,涵盖人类活动、自然地理条件和“植−土−水−气”各生态要素;在此基础上,系统提供GIS时空分析、统计分析及综合定量评价等工具集,分别实现对矿区土地利用、归一化植被指数(NDVI)等参数伴随采矿活动在空间上的变化监测,对土壤含水量、水体悬浮物浓度等生态要素历史统计值在不同时空位置和区域下的查询与可视化,对顾及多项生态因子的矿山生态环境质量综合定量评价,并最终形成矿山生态扰动与治理监测报告。矿山生态天眼的应用将服务于矿山生态环境全过程变化监测、数据管理、智能分析和决策应用,有望提高矿山生态环境监测与治理的效率和智能化水平,为推动生态文明信息化建设提供参考方案。

摘要：硬岩巷道岩体性质是爆破参数设计的重要依据,快速获取岩体力学参数对提升巷道掘进效率至关重要。随钻参数与岩石性质有着密不可分的关系,随钻测量系统是监测钻机钻进过程中钻进参数的重要工具。通过随钻测量系统,可以实时掌握钻进过程中的钻压、转速、钻速等工程参数,进而分析实际钻进岩体性质,为爆破参数设计及优化提供参考。为了快速、准确地获取硬岩力学参数,在冲旋钻机基础上建立了具有冲击功能的智能随钻测量系统,该系统主要由智能钻进控制系统和智能感知系统组成,可对钻进速度、钻头转速、推进压力、旋转压力、冲击压力等多种随钻参数进行智能控制与实时监测。基于该系统开展了不同等级高强度岩石试样冲旋钻孔试验,讨论分析了不同钻进参数条件下钻具的响应性能以及各钻进参数之间的相互关系。试验结果表明:冲旋智能随钻测量系统控制性能稳定,智能感知系统监测数据有效可靠;随钻参数与岩石性质间响应关系具有显著规律性,不同强度岩石钻进参数响应最明显的是钻进速度,表明平均钻速与试件强度呈负相关。该系统可有效识别不同强度岩石,定量评价岩体力学参数,研究结果可为实时获取工程原位岩体力学参数提供一种新的方法。

摘要：基于吸能防冲的理念,设计了一种由玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforced polymer, GFRP)顶底板和三角锥点阵夹芯层(芯杆为LY160低屈服点钢)组成的复合夹芯组合板,它可与金属支架结合形成两级吸能防冲支护体系。测试并获得了GFRP和LY160低屈服点钢在准静态以及动态试验条件下的抗拉强度等基本力学参数,拟合得到了LY160低屈服点钢的C-S(Couper-Symonds)动态本构模型参数。开展了复合夹芯组合板的准静态平压试验,进行了夹芯板抗冲击性能的有限元参数分析。结果表明,随着芯杆直径的增加,试件单位体积吸收的能量显著增加,芯杆直径为6 mm试件吸收能量是直径为4 mm试件的6.0倍,单位质量吸收的能量也有所提升,但芯杆直径超过6 mm后变化不明显。当冲击地压震级为3级时,芯杆直径与单胞宽度对夹芯板结构的能量吸收率和单位质量吸收能量值影响显著,当芯杆直径为6 mm时,能量吸收率可达90%以上,而当单胞宽度为140 mm时,夹芯板兼顾吸能效率和经济性。

摘要：厘清不同轨道结构下地铁管片及周围土体的动力响应特性,可为地铁轨道结构减振技术提供重要依据.开展大型物理模型试验,设计纯管片无道床、普通道床、橡胶浮置板道床3种不同的地铁隧道模型,采用实际地铁列车振动信号,基于傅里叶变换时频域的分析方法,以峰值加速度和频响函数的对数作为评价指标,分析不同隧道管片结构的及周围土体的动力响应变化规律.研究结果表明:列车荷载的频域区间内动力响应变化分为3个阶段:阶段Ⅰ(0~20 Hz)内轨道结构的频响函数与荷载频率成负相关;阶段Ⅱ(20~150 Hz)内的动力响应随荷载频率变化整体上升局部波动,分别在50 Hz和110 Hz的峰值处出现振动放大现象;阶段Ⅲ(150~250 Hz)上的动力响应与荷载频率成正相关.普通道床和橡胶浮置板道床在50~250 Hz的频段有良好的减振效果,而对低频的振动衰减作用较小.3种轨道结构管片同环上不同位置的动力响应随着距振源距离的增加而衰减,道床的存在会降低振动波在同环测点传播的衰减幅值;环与环之间的动力响应呈现出随振源的距离增加逐渐降低的趋势;道床结构和橡胶浮置板结构的存在改变了周围土层的动力响应的频响性质,在高频范围内出现振动放大现象,但整体的动力响应小于纯管片无道床结构周围的土层.土层中的动力响应随着与振源的距离的增加逐渐降低,由仰拱至拱顶动力响应的衰减幅值为20.3%.

摘要：为了解决建筑工地、隧道、煤矿等施工场景中现有安全帽检测算法对于小目标、密集目标以及复杂环境下的检测精度低的问题,设计实现了一种基于YOLOv5的改进目标检测算法,记为YOLOv5-GBCW.首先使用Ghost卷积对骨干网络进行重构,使得模型的复杂度有了显著降低;其次使用双向特征金字塔网络(BiFPN)加强特征融合,使得算法对小目标准确率提升;引入坐标注意力(Coordinate attention)模块,能够将注意力资源分配给关键区域,从而在复杂环境中降低背景的干扰;最后提出了Beta-WIoU作为边框损失函数,采用动态非单调聚焦机制并引入对锚框特征的计算,提升预测框的准确率,同时加速模型收敛.为了验证算法的可行性,以课题组收集的安全帽数据集为基础,选用了多种经典算法进行对比,并且进行了消融实验,探究各个改进模块的提升效果.实验结果表明:改进算法YOLOv5-GBCW相较于YOLOv5s算法,算法平均精确率(IOU=0.5)提升了5.8%,达到了94.5%,检测速度达到了124.6 FPS(每秒处理帧数),模型更加轻量化,在复杂环境、密集场景和小目标场景下检测能力提升显著,并且同时满足安全帽检测精度和实时性的要求,给复杂施工环境下安全帽检测提供了一种新的方法.

摘要：为了解决高寒矿区土地复垦中表层土壤结构差、水土流失和土壤肥力低下等问题,以青海威斯特铜矿为例,通过土壤培养模拟正交设计试验,研究了混施羊板粪(A)、TG改良剂(B)、保水剂(C)3种材料对土壤改良的效果,并筛选出一种效果最佳的混合比例。正交极差结果表明:羊板粪对土壤有机质、土壤密度、孔隙度和全盐含量的影响较强,TG改良剂对pH的影响较强,保水剂对田间持水量的影响较强。综合极差分析和主成分分析结果得,处理1(A含量6 g/kg,B含量1.85 g/kg,C含量0.06 g/kg)为改良土壤理化性能最优组合。通过冗余分析得出,羊板粪和TG改良剂对土壤理化性质的差异性解释最好。有机质、土壤田间持水量和孔隙度与环境材料的相关性较强。有机质与羊板粪呈正相关,孔隙度和田间持水量与保水剂、TG改良剂呈正相关。pH、全盐含量和土壤密度与环境材料的相关性较小。孔隙度和田间持水量正相关性强,二者与有机质呈负相关。综合考虑,土壤有机质最优组合A3B3C2和土壤其他理化性能最优组合A1B1C1,通过中值法得到高寒矿区土壤基质恢复最优配方结果为A2B2C1.5,即A含量12 g/kg,B含量3.7 g/kg,C含量0.09 g/kg为最优配比。通过工程应用,总结出以“边坡修整、挂椰网/铁丝网、挂生态棒、设置排水沟、客土筛分、客土喷播、铺设保水毯、养护管理及监测”为主的技术应用流程,将试验配方研究和工程应用进行了结合。3种环境材料工程应用结果表明,土壤理化性质和生物量也得到明显改善。此研究为解决青藏高海拔矿区土壤肥力和结构的恢复提供参考,对水土保持产生重要意义。

摘要：煤炭是我国重要的工业原料,与我国经济发展关系密切。煤炭开采过程中会产生大量矿井水,是重要的非常规水资源,需妥善处理。然而现有矿井水处理技术普遍存在占地大、流程长、需加药、运行维护复杂和出水水质不稳定等问题,为缩短处理流程、提高处理效率和保证出水水质,亟需研发新的关键技术与装备。采用聚瓷膜直滤技术处理矿井水,通过对膜通量、膜比通量、运行压力和循环流量等条件的对比分析,确定最佳运行参数为:运行压力0.2 MPa,循环流量18 m3/h,处理过程无需加药,出水悬浮物质量浓度稳定<1 mg/L,浊度稳定<1 NTU。采用广泛应用的膜堵塞模型来探讨膜污染机制,膜污染分析结果表明,膜污堵主要以滤饼层污堵为主,并伴随中间污堵,具体表现为膜的表面污染和膜孔的堵塞。通过水力反洗及时清除膜表面污染,最佳反洗时间为60 s,通量恢复率为85.12%;通过定时化学清洗清除膜孔污堵,用复配制剂清洗3 h,通量恢复率可达95%以上。工程案例表明,聚瓷膜直滤可直接取代“混凝沉淀-过滤-超滤”(一代三),且已连续稳定运行2 a,满足设计产水量要求,系统回收率均在90%以上,处理后水质达到GB 3838—2002地表水环境质量III类24种标准限值要求,且自动化程度高,可无人值守,实现了矿井水资源化利用绿色短流程、节能高效和智能化新要求,可为该技术大规模推广应用提供技术参考。