摘要：作为“三高一扰动”中的典型特征,高地应力与采动应力叠加作是深部矿山地质灾害频发的主要原因之一,极易引起厚硬顶板强矿压、冲击地压与采动巷道大变形等问题,是深部煤矿安全高效开采的重大隐患。为解决深部矿井厚硬顶板强矿压、冲击地压与采动巷道大变形等灾害治理难题,基于爆破技术提出了深部矿山“以爆抑灾”机理与防治新方法,实现地下矿山治灾“解连接、削峰值、控变形”的目标。首先,提出“点-线-面-体”的爆炸裂隙场原位监测方法,揭示了煤矿爆破现场爆炸裂隙网的形成机制,阐明了爆破卸压的围岩应力调控机理,从而为爆破技术在卸压防冲工程的现场应用提供了理论依据。其次,从参数设计、先进装备和效果评价3方面指出深部矿井爆破卸压的关键技术,涵盖参数设计、钻孔冲孔、装药封堵和综合评价的爆破卸压整体流程。然后,以淮南矿区(张集煤矿)、鲁西矿区(新巨龙煤矿)和宁东矿区(梅花井煤矿)作为典型工程案例,开展“以爆抑灾”指导爆破卸压的现场针对性研究,分别形成了松动预裂控制爆破,高位巷精细化控制爆破和采动巷道爆破的卸压应力调控技术。最后,围绕爆破参数的智能化设计,施工装备的无人化控制和超长炮孔的集约化装药3方向展望“以爆抑灾”的发展趋势,基于智能化、数字化和信息化的角度提出未来爆破卸压工程可能出现的研究重点和挑战性问题,对于深部煤炭资源开采过程中的灾害治理具有重要的理论和实际意义。

摘要：震害调查研究表明穿越活动断裂带隧道的破坏是极其严重的。以太原市城市轨道交通1号线一期工程区间隧道穿越交城断裂带为工程依托,通过Pasternak双参数地基模型建立力学分析模型并推导了正断层错动下地下管线纵向响应解析解,然后采用ABAQUS软件建立了三维精细化有限元模型。解析解计算结果与数值模拟计算结果吻合度较好,证明了解析解的正确性。最后,在设定的重点设防区域内采用节段衬砌+柔性接头组合形式,对比分析节段长度、接头纵向位置和柔性接头宽度对隧道结构整体减灾效果影响。结果表明:正断层错动下地下管线纵向响应的解析解计算结果可为重点设防区域的确定提供参考。采用节段衬砌+柔性接头组合形式可有效降低隧道结构的破坏程度和范围。正断层错动作用时,节段长度越短隧道结构破坏范围越小,柔性接头宽度的增加会降低隧道结构的破坏程度和范围,破坏区域集中在节段衬砌结构的端头部位。采用对缝模式设置柔性接头时可最大程度发挥接头的变形吸能作用,其减灾效果最优。研究可为穿越活动断裂带隧道工程采用节段+柔性接头组合形式的抗断设计和分析提供理论依据。

摘要：尾砂粒级、胶凝材料和掺和料是影响尾砂湿喷混凝土单轴抗压强度的重要因素,针对5种尾砂、2种胶凝材料和2种掺合料设计63组配合比并开展单轴抗压强度试验,获得了各因素及耦合因素对尾砂湿喷混凝土抗压强度的影响规律与机理,并利用ANFIS建立了尾砂湿喷混凝土强度预测模型。结果表明:在单一影响因素下,尾砂粒度、粉煤灰掺量与尾砂湿喷混凝土抗压强度均呈正相关关系,而尾砂湿喷混凝土强度则随硅灰掺量增加呈先升高后降低的趋势;当胶凝材料掺量不超过570 kg/m^(3)时,胶固粉对湿喷强度的提升效果较好;当胶凝材料掺量高于570 kg/m^(3)时,水泥对湿喷强度的提升效果较好。水泥掺量与尾砂湿喷混凝土抗压强度间遵循Logistic曲线规律,胶固粉则遵循Log-Normal曲线规律;基于ANFIS构建的尾砂湿喷混凝土强度预测模型的预测精度高于90%,平均预测精度为98.2%,最高预测精度可达99.8%,实现了尾砂湿喷混凝土强度的高精度预测。研究结果对尾砂湿喷混凝土的工程应用具有重要指导意义。

摘要：建筑结构设计随着计算机技术进步迈入新的发展阶段,基于模拟与基于人工智能的设计为两个重要发展方向。基于模拟的设计为超出设计规范的特殊结构或特殊工况设计提供了关键手段,其关键难题是发展可以准确、高效模拟结构在地震、火、风等灾害作用下受力行为的模拟方法。基于人工智能的设计则是通过学习既有设计案例,从而高效生成满足工程经验和设计规范要求的结构设计图,可以有效提升结构设计效率,其关键难题在于对工程经验和结构特征的学习和表达。该文介绍了作者团队开展的基于模拟的抗震、防火、抗风设计的典型案例,以及基于生成对抗网络和图神经网络的人工智能结构设计方法,提出了L0~L5不同层级结构智能设计的划分建议,并展望了未来将基于模拟的设计和基于人工智能的设计相融合的发展方向。

摘要：开发多活性位点绿色高效絮凝剂对构建低絮凝剂用量的高效固液分离过程、实现选矿废水高效处理与循环回用具有重要意义.本文为考察天然阳离子型线性高分子壳聚糖接枝阳离子型聚丙烯酰胺(Chi-g-CPAM)的絮凝性能,改变引发剂质量分数将壳聚糖、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵通过紫外引发水溶液聚合法进行接枝共聚,合成了分子结构不同的Chi-g-CPAM,使用石英晶体微天平(QCM-D)研究了其在SiO2芯片表面的吸附行为和后继原位絮凝高岭土的动力学,分析了絮体结构变化;并采用动力学方程拟合以揭示絮凝机理;最后进行了絮凝剂沉降性能试验.结果表明,长支链可增强絮凝剂对高岭土的架桥网捕作用,加快沉降;接枝率越高则有助于降低上清液浊度.引发剂质量分数为0.10%所合成的Chi-g-CPAM支链相对多而长,在SiO2芯片表面平衡吸附量最大,为(–11.68±0.40)Hz,吸附的第Ⅰ、Ⅱ阶段K值分别为0.1814和0.5054,吸附构象趋于向外伸展,后继所絮凝高岭土量少且絮体结构疏松,架桥、网捕和电中和作用协同使其在沉降试验中表现的沉降速率最大(12.18 m·h–1),上清液浊度最低(13 NTU).支链多而长的Chi-g-CPAM絮凝高岭土的过程复杂,准一级、准二级动力学和Elovich方程对其拟合效果均较好.引发剂质量分数为0.15%和0.05%时,对应所合成支链多而短、支链少而短的Chi-gCPAM在SiO2表面呈扁平的“列车式”吸附构象,架桥和网捕能力低,絮凝沉降性能差.多活性官能团絮凝剂的分子结构影响其在矿物表面的吸附构象,是决定其絮凝性能的关键因素之一.本研究对选矿大分子药剂的分子结构设计具有重要意义.

摘要：拉斯邦巴斯铜矿运用现代化信息技术构建覆盖“地质资源—计划管理—过程控制—安全保障—智能决策”全方位智能化建设框架,通过关键应用场景设计与应用,实现矿山生产运营的高效协同与智能管理。针对矿体赋存条件复杂、开采规模庞大、作业地点分散等问题,应用矿床地质建模、三维可视化及无人机技术,实现矿山全生命周期的地质资源精细化管控。在此基础上优化开采工艺,应用精准定位及智能卡调技术,实现大规模高陡边坡的精准穿孔、控制爆破以及矿岩运输。构建了以超前预防为目标,全面覆盖人、机、环、管,与生产过程深度融合的矿山安全监测预警体系,显著提升了矿山的安全作业水平。通过云平台和数据湖技术实现多源异构数据融合,应用机器学习算法构建数据分析与决策模型,为矿山管理者科学决策提供有力支持。拉斯邦巴斯铜矿智能化建设成果对于国内大型露天矿山智能化建设具有一定的示范作用。

摘要：以某金矿废石破碎成5 mm以下的碎石和全尾砂为研究对象,在制备成膏体充填料浆的条件下进行了不同参数下充填体单轴抗压强度、抗拉强度实验,开展了单因素、多因素拟合分析及相关性检验,确定了各影响因素与充填体强度之间的关联度,探究了各因素对膏体充填体强度的影响规律;利用改进的MATLAB神经网络建立了料浆质量浓度(X_(1))、灰砂比(X_(2))(指质量比,下同)、砂石比(X_(3))、养护龄期(X_(4))对充填体强度(单轴抗压强度(Y_(1))、抗拉强度(Y_(2)))影响的预测模型。结果表明:充填体强度与各参数之间呈多元线性函数关系,灰砂比是影响充填体强度的主要因素,养护龄期和砂石比次之,料浆浓度最小;充填体强度随充填浓度、养护龄期和灰砂比的增大呈增长趋势,随砂石比的增大呈减小趋势;建立的充填体强度函数模型在预测该金矿单轴抗压强度(Y_(1))、抗压强度(Y_(2))中适应性强、收敛速度快而且精度高,为后期充填采矿强度需求设计提供了依据。

摘要：【目的】随着我国基础设施建设的大规模开展,近年来公路软土地基处理规模和深度大幅提高,公路软土地基处理新理论、新技术、新材料、新工艺不断涌现并在工程实践中得到推广应用。为了避免盲目选取公路软土地基处理技术,使成熟可靠、经济高效的技术成果得到更加广泛的推广应用,有必要及时更新和归纳总结现阶段公路软土地基处理技术相关研究进展。【方法】在梳理我国公路软土地基处理技术发展历程的基础上,从排水固结法、复合地基法、置换法和固化剂稳定法四个方面分类阐述了近年公路软土地基处理发展起来多种极富特色且具有代表性的新技术,总结了公路软土地基处理技术若干理论成果和标准化建设情况,并提出了现阶段公路软土地基处理技术存在的不足和今后发展趋势。【结果】研究表明,基于我国国情和社会经济建设的需要,我国公路软土地基处理技术经历了从初步探索→蓬勃发展→多元化创新发展→绿色低碳发展四个阶段的发展;尽管我国公路软土地基处理技术整体水平较之前有了较大的提高,但随着我国软土地基处理规模和深度大幅提高,仍面临越来越多的挑战,例如施工机械水平限制发展,技术建造与监测不够智能化,服役韧性有待提高,安全性、环保性和经济性不够。【结论】结合国家对建造智能化及环保节能的要求,未来我国公路软土地基处理技术将持续向多方向联合技术、智能建造及智慧运维技术、绿色低碳高值化利用技术、规范化与标准化技术体系等方向发展。研究成果将为现阶段我国公路软土地基处理技术指明方向和提供参考。

摘要：矿山井下供水管网作为矿山生产的重要基础设施,其性能的稳定性和水质的可靠性直接关系到矿山的生产效率和生产安全。因此,对矿山井下供水管网的水力水质特征进行深入研究,对于提升供水管网的运行效率和保障矿山安全生产具有重要意义。以龙首矿西二采区的供水管网为研究对象,借助EPANET软件构建井下供水管网的水力水质模型并进行模拟,深入分析不同工况下供水管网的水力工况和水质变化规律。研究结果表明:井下供水管网用水量呈现出明显的规律性,并与作业排班密切相关;监测节点的水压变化趋势与用水需求相反,在消防工况下,监测节点的水压明显大于正常工况。此外,相对于正常工况消防工况下的监测节点水压在白天作业时有明显增加,而夜班作业时增加则相对较少。不同监测节点的水龄呈现出相同的波动特征,均表现出后期稳定增加的特点。研究结果不仅有助于指导供水管网的设计工作,还可以为供水管网的优化调整提供参考。

摘要：针对矿山变电所安全运行状态无法实现智能管控,供配电运行过程无法实时监测,无法获取电网内发生故障时的信息等管理及技术难题,在龙首矿的西二采区设计部署全新的矿山供配电智能监控系统。该系统包括变电所无人值守监视系统、变电所绝缘监控及定位系统、供配电系统多维数据采集及就地控制、通信网络及地面监控主站和供配电系统故障预测定位及远程操控。通过安装多种智能仪表及智能监控设备,实现矿山变电所无人值守及绝缘监控、矿山供配电系统多维数据的采集;通过构建光纤工业环网,实现矿山现场数据到集控中心的实时高速传输。集控中心搭载专业的电力监控软件对实时数据进行分析处理,通过数字孪生技术搭建矿山井下多系统三维模型,从而使管理者能直观了解矿山供配电系统运行状况及故障信息。该供配电系统智能监视与集中控制技术能实现对矿山现场供配电系统的实时感知,具备对矿山供配电多种故障预警的功能。