摘要：“三软”煤层地质条件促使区段煤柱承载性能弱化,为避免煤柱失稳常留设大煤柱,造成资源浪费,提高煤炭资源的回采率,本文以安阳煤矿1513回采工作面的区段煤柱合理宽度优化为研究背景,基于“三软”煤层赋存特征,采用理论分析和数值模拟的方法对煤柱内的支承压力及弹塑性区展开研究。研究得到区段煤柱合理宽度,并通过现场应用验证其科学合理性。研究结果表明,区段煤柱塑性区应力明显高于弹性核心区,并得到了两区范围,结合数值模拟不同煤柱宽度应力分布特征,得到了不同宽度的区段煤柱变形破坏特征,以及塑性区分布特征。将研究结论应用于现场监测,表明1513回采工作面区段煤柱合理宽度为20 m。本文研究一定程度上提高了煤层回采率,减少煤炭资源的浪费,增加经济效益,同时为相似开采条件下区段煤柱的优化设计提供了有益参考。

摘要：爆破振动是影响露天矿边坡稳定的重要因素之一。通常采用预裂爆破控制爆破振动效应,降低爆破振动对边坡稳定性的影响。预裂缝宽度是影响降振效果的关键指标。基于预裂缝降振原理,研究预裂缝宽度对优化预裂爆破设计、提高降振效果与保障矿山安全生产具有重要意义。为了研究预裂缝宽度对降振效果的影响规律,结合爆破地震波构成及传递理论,分析了预裂缝对爆破地震波的降振原理,利用数值模拟验证了预裂缝宽度对爆破地震波传递和衰减规律的影响。采用物理相似模拟与数值模拟实验,以质点的峰值振速为判据,针对不同预裂缝宽度时的降振效果进行了定量分析。结果表明:预裂缝宽度由2 cm增加到4 cm时,峰值振速衰减曲线下降趋势急剧,各测点监测的减振率显著增加;随后,预裂缝宽度继续增加到5 cm,峰值振速衰减曲线下降趋势变得平缓,减振率平均增幅为3.25%。随着测点与预裂缝距离的增加,振降效果也随之增加,但增幅会逐渐变得缓和,减振率总体呈现先急、后缓的趋势。

摘要：为解决膨化硝铵生产线水相溶液质量自动检测的问题,根据生产线现场条件,设计了水相溶液质量自动检测系统。通过研究不同深度学习算法对硝酸铵析晶状态判定的准确度发现,EfficientNet算法的准确度最高。对EfficientNet算法进行改良,上调每层特征通道数,在深度上删去了多个MBConv层,减小参数量,降低FLOPs,加速检测,使系统自动测量的析晶点温度与人工测量的平均误差小于0.3℃。结果表明:系统可准确测量硝酸铵水相溶液的析晶温度及密度,并自动生成硝酸铵水相溶液检测报告;同时,实现数据的追溯和查询,并对异常数据进行标记,满足生产需要。

摘要：尾矿库是矿山的重大危险源,其传统重经验的被动式、经验式、依赖员工素质的粗放式安全管理模式,已不能满足信息化时代的矿山安全管理需求。利用数字化信息技术、大数据分析与应用技术,深入剖析风险分级管控和隐患排查治理两大流程,提出了基于“互联网+双重预防机制”模式的智慧矿山全生命周期的主动式、科学化、依赖技术创新的信息化安全管理模式。综合风险识别和隐患排查建立尾矿库双重预防机制,实现了灾害智能化平台设计和研发,能够实时监测预警风险隐患,实现尾矿库全生命周期的智能化安全管理,并在陕西某尾矿库应用中取得良好效果。结果表明:与传统双重预防方法相比,基于智能化双控平台下的安全管理模式使尾矿库安全管理更加精准和科学,能够实时监测和分析尾矿库的运行状态,识别潜在风险并预警,实现了从事后应急处理到事前主动预防的转变,有效提升了尾矿库安全预控能力。该模式可为矿山企业防灾减灾提供新思路,亦可为新时代的安全管理创新和应急管理创新提供依据。

摘要：基于通风设计内容的分析,提出了采用ObjectARX开发通风辅助设计软件的必要性,论述了其中的关键技术,包括:使用ObjectARX中的扩展字典和扩展记录实现井巷特征参数与巷道线的关联;采用自定义实体的方法实现矿井需风量的计算.通过编写程序验证了方法的正确性,并提供了必要的代码.

摘要：短壁块段式充填采煤技术可有效解决煤炭资源浪费、水资源流失和矸石堆积等问题,然而,采空区矸石充填材料受到矿井水的长期作用后,其内部重金属离子可能会发生浸出,对矿区水资源造成一定潜在污染影响。为此,结合短壁块段式充填采煤技术,系统地对采动造成的水资源流失和水资源污染综合防治展开研究。首先,针对矿区水资源流失防治,基于“煤柱、充填体-阻隔层-隔水层”的层位组合关系,研究短壁块段式充填采煤覆岩导水裂隙发育特征,揭示短壁块段式充填采煤诱发的覆岩结构演变下水资源保护的控制机理。其次,针对矿区水资源污染防治,建立采空区矸石充填材料重金属离子迁移模型,揭示矸石充填材料对水资源的污染机理,分析矸石充填材料重金属离子迁移规律。并由此总结矿区水资源流失-污染综合防治技术,提出基于水资源流失-污染防治的充实率设计方法。结果表明:在水资源流失防治方面,矸石材料作为充填体充入采空区后,作为永久承载体与块段间保护煤柱共同承担上覆岩层的载荷,有效阻止了低位岩层组的垮落,限制覆岩导水裂隙贯穿隔水层,确保高位岩层组的完整性;在水资源污染防治方面,矸石充填材料重金属离子在渗流、浓度、应力的耦合作用下,以矿井水为载体,在重力势能和水头压力的驱动下沿着煤柱侧向以及底板下方进行迁移运动,且重金属离子迁移距离随底板岩层渗透率、重金属离子浸出浓度/污染源强、底板裂隙深度和水位高度的增大而增大,随矸石粒径和围岩应力的增大而减小。基于此,总结了矿区水资源流失-污染综合防治技术,包括开采参数调控技术、充填参数调控技术、污染源头调控技术、传播途径调控技术以及水体原位调控技术,并提出基于水资源流失-污染防治的充实率设计方法,实现矿区水资源流失-污染综合防治。研究成果对综合防治煤炭开采造成的矿区水资源破坏问题提供一定的科学理论依据和工程指导。

摘要：根据生产实践及其对围岩控制的要求,通过工作面支架(支护系统)设计及回采工序控制使其中的某些因素简化,将复杂的“R-S-F”(顶板-支护-底板)系统动力学一般方程化简,并以此为基础确定方程的边界和约束条件,从而求得可用于工程实际的“R-S-F”系统动力学方程的特解.由于“R-S-F”系统应该始终处于一种动态(运动)平衡状态,所以可利用动态稳定性理论,通过对支架(支护系统)在不同灾变状态下动态稳定性的分析,得到大倾角煤层走向长壁工作面开采过程中保持“R-S-F”系统动态稳定的支架(支护系统)基本工作阻力,从而为该类煤层开采工作面支架或支护系统工作阻力的确定提供了一条新途径.

摘要：依据瓦斯爆炸理论和光学技术研究现状,论证了瓦斯爆炸感应期内光学特征研究的可行性,并设计了相应的瓦斯爆炸实验系统.通过实验,分析了瓦斯爆炸传播过程可见光特征和瓦斯爆炸可见光前沿传播规律.研究结果表明:在爆炸管道中瓦斯爆炸可见光前沿位移和传播速度变化过程随时间呈明显阶段性;瓦斯反应过程与时间呈非线性关系,先燃烧后爆炸,瓦斯爆炸在感应期内存在光学现象.

摘要：有效应力是影响煤体渗流特性的主要原因。为研究瓦斯预抽过程中钻孔周围破裂煤体的渗透特性演化,基于Ergun方程,利用多孔介质有效应力理论,开展4种不同级配混合粒径破碎煤体的渗流试验,研究了在三轴应力作用下不同孔隙结构煤体孔隙结构特征,得到了有效应力对孔隙结构煤体渗流的作用机制。研究结果表明:①在三轴应力下破碎煤体内部渗流状态贴近于非Darcy渗流,当围压一定时,轴向压力越大,其非线性拟合的现象更加显著。②粒径级配和孔隙率等骨架状态参数影响破碎煤体渗透性能,基于Ergun方程推导出孔隙率与渗透率和非Darcy流因子之间的函数关系式,得到破裂煤样孔隙结构变化与渗透率和非达西流因子的变化规律符合指数函数拟合。③在三轴作用下,在有效应力加载到0.55~0.75 MPa区间情况下,煤样的渗透率急剧减小,特别是在n=0.8的情况下,渗透率减小幅度最大,而在有效应力加载超过0.75 MPa的情况下,渗透率减小速度越来越小,渗透率随有效应力演化的规律可用k=ae^(bσ_(e))+c公式表示。综合以上结果,在孔周煤体受到外部应力(地应力)和内部应力(孔隙压力)共同作用时,破裂煤体的渗流规律与骨架变形和孔隙结构变化密切相关,结合有效应力变化与孔隙渗透率之间的内在联系,可以准确计算出瓦斯预抽过程中孔周煤体渗透性能演变历程,对破裂煤体渗流规律的研究可作为瓦斯抽采设计实施与效果评估的重要参考依据。

摘要：针对开采引起地表沉陷对高等级公路的危害,分析了地下开采引起地表移动变形规律,建立开采引起公路路基与路面的协同作用理论模型,确定了起关键作用的协同作用参数,分析了开采影响区的路基与路面协同作用的关系,并简要地分析了应用协同作用计算理论进行矿区公路设计和保护开采的方法。结果表明,通过改变开采方法和改进结构,能够有效地减小采动对公路的影响。