• 井下灾变风流应急调控技术与装备

    马砺;

    <正>煤矿火灾、气体爆炸和突出等热动力灾害事故发生时具有突发性、破坏性、继发性和复杂性等特点,采取有效的技术快速隔离灾区、阻断风烟流扩散是防止灾变区域扩大的有效方法。当前,矿井通风应急调控决策智能化不足,矿井通风异常调节下的应急决策与通风调控智能化技术装备研发滞后,导致灾变时期通风系统级联崩溃,无法实现灾区快速密闭隔离和通风网络烟气流动紊乱的区域联动控制。在矿井火灾与爆炸的应急救援过程中,灾区的快速密闭是减少灾害持续时间、降低人员伤亡与财产损失的有效方法。目前普遍采用的密闭材料为木板、砖石、聚氨酯材料等,砖闭、混凝土密闭等材料因运输、施工工艺等因素的影响无法实现短时间快速密闭。火区密闭过程风量减少,可燃可爆炸性气体积聚以及热量得不到有效释放,温度高、烟气蔓延速率快且区间CO气体浓度高,对事故应急救援造成极大威胁。同时,矿井通风异常的应急决策与智能化调控水平不高,难以对风烟流进行远程智能化控制,局部失效造成通风系统级联崩溃,导致矿井灾变产生的风烟流沿途蔓延,热动力灾害会引发严重的次生灾害。针对上述问题,西安科技大学消防科学与技术重点创新团队开展灾区快速密闭和风烟流应急调控装备研究,主要包含以下4个方面内容。

    2023年02期 v.43;No.190 216页 [查看摘要][在线阅读][下载 737K]
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  • 浅埋煤层快速掘进巷帮蠕变效应及滞后支护

    黄庆享;赵灿;杜君武;高彬;毛小娃;杨涵问;

    为确定榆神府矿区浅埋煤层煤巷掘进两帮合理滞后支护时间,提高掘进速度,避免采掘接续紧张,以张家峁煤矿14213胶带运输巷为研究对象,采用巷道围岩松动圈理论分析巷道围岩稳定性,确定两帮滞后支护的可行性;根据围岩蠕变规律,确定合理的巷道滞后支护时机和煤巷围岩蠕变采用的流变模型;采用FLAC~(3D)软件和Cvisc流变模型模拟14213胶带运输巷掘进过程中不同滞后支护时间的两帮蠕变规律,确定合理的两帮滞后支护时间。结果表明:14213胶带运输巷开挖28 d以内,顶板及时支护条件下,两帮移近量较小;掘进29 d后两帮出现加速蠕变现象,两帮移近速率最大达到36 mm/d,为稳定蠕变阶段均值的18倍,塑性区最大发育深度达到1.3 m,两帮稳定性明显下降。巷道掘进28 d两帮进行滞后支护后,两帮未出现加速蠕变,塑性区发育深度0.5 m,比两帮不支护减小61.5%,巷道两帮稳定。研究结果在矿区成功应用,为煤巷掘进滞后支护提供科学依据。

    2023年02期 v.43;No.190 219-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 962K]
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  • 洗选煤堆自燃特性及危险区域演化判定

    马砺;马武阳;姚刚;智荣臻;唐耀勇;张波;

    为研究不同品位煤堆自燃过程的异同,指导洗选煤堆自燃防治,以大浮沉试验筛选出的5种品位长焰煤为研究对象,采用试验和数值模拟相结合的方法,研究煤样自燃特征参数和煤堆堆积过程中的氧浓度场与高温区域演化特征。结果表明:洗选加工使煤自燃危险性增大,随着煤样品位升高,耗氧速率及放热强度增大;煤堆迎风侧上角的低压区使内部风流向上方运移,氧化带处于竖直深度1~3 m的范围;煤堆迎风侧及背风侧各存在一个椭圆状高温区域,最高温度区域随堆放时间推移逐渐由背风侧变为迎风侧;随着煤炭品位提升,升温速率增大,氧化带及高温区域面积减小并向迎风侧迁移约0.8 m,背风侧温度升高20℃;随着风速降低,煤堆堆放40 d时高温区域逐渐由背风侧迁移至迎风侧,风速为0.005 m/s时煤堆内最高温度减小了24℃。较低的环境风速可减小煤炭热值损耗并降低煤堆自燃危险性。

    2023年02期 v.43;No.190 228-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 936K]
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  • 微波辐射作用下煤体热效应的特性分析

    林柏泉;刘彦池;曹轩;

    微波具有快速、高效、即时、安全、选择性加热的特点,探讨不同煤阶和含水率条件下,微波辐射作用煤体的热传递及热响应特性,可为低渗透煤层瓦斯高效抽采提供新思路。研究表明:在微波辐射脱水期内,不同煤阶的煤样根据温升速率的变化均可将加热过程分为3个阶段:预热期、持续作用期、加速升温期,而水分含量的变化呈现出“慢—快—慢”的规律,反映出水分是影响煤体热效应的主要因素;微波辐射下煤体热区与冷区的形成主要取决于煤体内水等极性分子的含量和分布,而温度梯度主要存在于冷热区交界处,它与蒸发散热、热传导对流能力及煤样固有结构等有关。水分大量蒸发有利于热量的积聚,可形成更高的温度梯度,而热量的传递可促使附近温度加速升高,煤体松散多孔的结构有助于形成更均匀的温区,使煤体受热作用面更广。研究成果可为开发低透煤层瓦斯高效抽采新技术奠定基础。

    2023年02期 v.43;No.190 236-246页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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  • 组态视角下煤矿事故恶化路径的清晰集定性比较分析

    李红霞;徐浩冉;田水承;

    为减少煤矿事故的发生、防止事故进一步恶化,以44起煤矿事故及险兆事件为对象,基于改进的REASON理论框架构建不安全因素属性表,运用清晰集定性比较分析法(csQCA)进行组态分析,探究从险兆事件到一般事故再到较大及以上事故的致因路径及核心因素,力求找出事故的恶化路径与关键因素。结果表明:通过单因素必要性分析,发现“组织制度缺陷”与“风险辨识失效”是煤矿事故发生的必要条件;分析得到10种一般事故、8种较大及以上事故的组态解,聚类归纳出设备缺陷、制度缺陷、操作风险与监管缺失4种事故类型;通过对一般事故与较大及以上事故交集组态的对比分析,发现“技术管理缺陷”与“属地监管不力”2种不安全因素是导致事故恶化的关键所在;根据不同事故类型,针对事故恶化的核心条件提出预防与应对措施。

    2023年02期 v.43;No.190 247-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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  • 大倾角煤层长壁综采顶板冒落形态与支架稳态控制

    贠东风;杨晨晖;伍永平;李浩男;王同;

    为研究大倾角煤层走向长壁综采工作面采空区顶板冒落形态与支架稳态控制,通过理论分析、试验研究与现场观测,在厘定走向长壁综采工作面初次来压与周期来压矿压显现规律基础之上,分析耦合效应下的顶板冒落形态的演化机理和支架失稳的典型分区特征。结果表明:沿倾斜自下而上顶板冒落呈非对称的向斜与背斜形态,且冒落与断裂岩块的堆积密实程度逐渐减小,直至采空区上部形成空穴;沿走向采空区下部顶板冒落呈谷峰相间(锯齿)状态;倾向中上部支架受向背斜冒落顶板影响,支架与围岩呈非均匀接触,是支架最易倾倒的部分,且倒架后中上部支架两立柱工作阻力差异最为明显。针对现用支架不具“带压移架”功能,采用“少降快拉”移架的稳态控制方法并指导现场拉架操作,获得良好的支架稳态控制效果,确保了大倾角煤层走向长壁综采工作面的安全高效生产。

    2023年02期 v.43;No.190 255-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
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  • 基于响应面法的磁性封孔材料浆液配比优化

    张超;成铭;张爱琳;陈浩;程仁辉;黄晓昇;

    为探究一种新型示踪封孔材料,选择普通硅酸盐水泥及不同的磁性材料制备一种磁性示踪材料。以水灰比、磁性粒子质量分数、纳米粒子占比3个变量作为影响因素,首先通过单因素试验得到各组分掺量对材料流动效果和悬浮特性的影响,在此基础上采用响应面法分析,研究多因素交互作用对磁性示踪材料在流动效果和悬浮特性的影响并得出最优配比。结果表明:单因素中水灰比对磁性浆液的流动性和悬浮情况影响最大,多因素交互作用中纳米粒子占比与水灰比交互作用对磁性浆液流动性和悬浮情况影响最大。当水灰比0.95∶1,磁性粒子质量分数13.41%,纳米粒子占比14.04%,此时所配置的磁性浆液物理性质良好,浆液流动性强,满足注浆工程要求,且磁性粒子能够较好的悬浮在浆液中。在常村煤矿进行现场试验,按该比例制备的磁性浆液不仅能起到封孔作用,且示踪效果良好,可观测到钻孔内浆液的扩散范围在以钻孔为中心半径在850 mm的圆内,确定材料的最佳配比,验证磁性封孔材料示踪效果,研究成果可为裂隙发育研究提供支持。

    2023年02期 v.43;No.190 264-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K]
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  • 近距离煤层交叉工作面矿压特征及煤柱参数优化

    王智欣;高林君;胡伟;徐强;

    近距离交叉工作面巷道分别位于上部煤层遗留煤柱和采空区下,其矿压显现特征与近距离煤层平行工作面布置有较大差异。三道沟煤矿2~(-2)与3号煤层层间距较小,且受无煤区等地质条件限制上下煤层工作面呈交叉布置。采用现场实测、理论分析和数值模拟的方法,对遗留煤柱和采空区下巷道矿压显现特征进行研究,确定受遗留煤柱集中力作用时下煤层区段煤柱优化尺寸。结果表明:3号煤层留设20 m区段煤柱条件下不同位置巷道稳定性均较好,巷道受遗留煤柱集中应力影响矿压显现比采空区下更为明显;考虑近距离煤层开采集中应力传递特征,提出近距离煤层开采影响系数α,遗留煤柱和采空区影响系数分别为1.22和0.62,确定遗留煤柱下区段煤柱最小宽度为12.82 m;留设8 m煤柱时应力呈单峰分布,煤柱整体塑性破坏,12~20 m煤柱宽度时应力呈双峰分布,煤柱中部存在约5~15 m弹性区,煤柱仍具有较高承载性能。确定近距离开采下煤层区段煤柱优化宽度为13 m并在地质条件相同的30102工作面进行验证,巷道稳定性较好。

    2023年02期 v.43;No.190 275-283页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]
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  • 近距离煤层钻孔耦合破坏特性

    王蔚鸣;任杰;

    增加钻孔密度是目前加快瓦斯抽采、提高抽采率的有效方法。针对密排瓦斯抽采钻孔易发生失稳破坏的现状,开展近距离煤层钻孔耦合破坏特性研究,通过对含双钻孔型煤试件进行双轴加载试验,分析钻孔之间相互影响规律,并结合颗粒流模拟软件进行验证。结果表明:钻孔间距是影响含孔煤体损伤特性的重要因素,随着钻孔间距的增加,钻孔耦合破坏效应呈现先增强后减弱的趋势,同组中间距试件强度最低、最先发生破坏,最小应力峰值仅为最大试件的58.1%和39.4%;钻孔间距相同时,大直径钻孔间的耦合效应更加显著,10 mm钻孔试件平均强度比8 mm钻孔试件低9.3%;钻孔破坏过程可以分为顶端破坏、钻孔变形和区域裂纹延伸3个阶段;钻孔间距小于4倍直径时,耦合破坏以孔间贯通破坏为主,钻孔两翼被裂纹直接连接,试件裂纹呈“X”型分布;钻孔间距大于11倍直径时,孔间耦合破坏不明显,钻孔破坏较为独立。

    2023年02期 v.43;No.190 284-291页 [查看摘要][在线阅读][下载 748K]
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  • 区域性顺层水力造穴卸荷增透特征及其影响因素数值分析

    郭军伟;张浩;王伟;吕文博;闫晓钰;王穗芳;

    中国松软低透煤层广泛发育,煤与瓦斯突出灾害严重,而区域性顺层水力造穴技术在此类煤层瓦斯治理方面具有广阔的应用前景。然而,当前对区域性顺层水力造穴的卸荷增透特征及其影响因素的研究不足,严重制约了该技术的工程应用。鉴于此,以新元矿3号煤层区域性顺层水力造穴强化瓦斯抽采为工程背景,基于FLAC~(3D)有限差分软件、Fish编程语言及考虑塑性损伤的渗透率演化模型,对区域性顺层水力造穴过程中四周煤体的卸荷增透特征及其影响因素进行了数值分析。结果表明:区域性顺层水力造穴过程中,四周煤体发生卸荷损伤,煤体渗透率大幅度增加,最大可增加为初始渗透率的467倍;同时,煤体的卸荷增透效果与造穴半径、造穴长度、造穴间距和钻孔间距等因素密切相关;随着造穴半径和造穴长度的增加,单穴的卸荷损伤增透区域逐渐扩大,而造穴间距和钻孔间距的减小将导致相邻造穴洞室之间煤体发生叠加卸荷损伤,其增透效果也将进一步增强。

    2023年02期 v.43;No.190 292-300页 [查看摘要][在线阅读][下载 1328K]
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  • 陕北采煤沉陷区黄土坡面形变与土壤侵蚀效应

    宋世杰;冯泽煦;孙涛;郑贝贝;魏江波;

    为研究采煤沉陷区黄土坡面变形规律及水土流失情况,以陕北黄土采煤沉陷区地质条件为基础,地表黄土坡面4种典型自然坡形(直线坡、凹形坡、凸形坡、复合坡)和5种典型自然坡度(5°,15°,25°,35°,45°)为考察变量,采用有限差分数值模拟法,构建20个数值模型,模拟分析了在既定采矿条件下,采煤沉陷对地表黄土坡面形态的影响规律,基于数值模拟结果采用美国通用土壤流失方程计算坡面土壤侵蚀模数并分析其变化规律。结果表明:任意自然坡形和坡度下,采煤沉陷均会导致黄土坡面坡度增大,增幅为12.60%~3.57%,自然坡度为15°~35°时,凹形坡坡度增幅最明显;任意自然坡形和坡度下,采煤沉陷均会导致黄土自然坡面坡长减小,降幅为3.92%~12.11%,自然坡度为5°~35°时,凹形坡坡长降幅最明显;任意自然坡形和坡度下,采煤沉陷均会导致黄土坡面土壤侵蚀模数增大,增幅为2.70%~12.64%;自然坡度小于15°和等于35°的凸形坡、介于15°~25°的凹形坡土壤侵蚀模数对采煤沉陷最敏感。研究成果可为陕北采煤沉陷区水土流失防治提供科学指导。

    2023年02期 v.43;No.190 301-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 1034K]
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  • 青海察汗乌苏河地区水系沉积物地球化学特征及地质意义

    郑振华;李文君;李笑龙;张声桃;何俊江;

    为减小西北干旱气候条件下岩屑介质分布不均匀、所获取的水系沉积物地球化学信息差异性明显、在区域尺度上存在元素的高低背景差异等因素对地球化学信息识别造成的干扰,以青海省东昆仑东段的察汗乌苏河地区水系沉积物地球化学数据为研究对象,分析察汗乌苏河地区12种地球化学元素分布特征,利用多重分形法的含量-面积分形法开展研究。结果表明:含量-面积分形法能客观地反映西北干旱地区地球化学分布特征并识别地球化学异常,降低了西北干旱地区物理风化严重和地表径流不稳定所导致岩屑介质分布不均的影响,可以不遗漏低背景值下的微弱异常,适用于西北干旱条件下的水系沉积物地球化学数据处理。结合区域地质背景所筛选的5处矿产远景区中已发现多个矿化信息,验证该方法的可靠性。含量-面积分形法是一种合理有效的地球化学数据处理方法,可以为西北干旱地区的矿产勘查工作提供有效线索。

    2023年02期 v.43;No.190 312-321页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K]
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  • 南秦岭北部裂陷带铅锌矿床控矿机理

    常宗东;刘玉林;董君鹏;张佳峰;

    以典型铅锌矿床为例,从岩浆侵入和铅锌矿形成的时空耦合性,控矿构造及其演化特征,矿石Rb-Sr, S,Pb同位素测试等方面分析研究南秦岭北部裂陷带铅锌矿床控矿机理。铅锌矿床受纵向褶断带与横向隆起带交汇部位形成的“成矿结”下部预测中-晚三叠世隐伏岩体斜向上涌形成的“被动”隆断带控制,岩体沿深大断裂上涌刺穿并连通上部纵向线状背斜倒转翼古道岭组灰岩与星红铺组千枚岩之间“硅钙面”附近形成的层间滑脱、负压、扩容构造带,铅锌成矿热液虹吸入负压构造空间内聚集成矿;成矿后期岩浆及构造的进一步活动,导致控矿褶断裂进一步发展和演化变形,铅锌之赋矿构造也得到再次疏通和拓展,铅锌矿体随之发生重熔、迁移、再聚集成矿。分析论证隐伏岩体涌入与铅锌矿床控矿构造的形成、发展、演化和矿体重熔、迁移、再聚集成矿的控矿机理,提出南秦岭北部裂陷带铅锌矿床成因类型和成矿模式。

    2023年02期 v.43;No.190 322-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 918K]
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  • 循环荷载作用下煤矸石混凝土损伤劣化机理

    邱继生;肖智杰;冯泽平;张如意;关虓;栾溪;杨敏敏;

    为研究循环荷载作用下煤矸石混凝土的损伤特性,采用宏微观试验相结合的方法,分析材料的相对动弹性模量损失及抗压强度损失,建立循环荷载次数和应力水平与抗压强度损伤量的关系,通过扫描电子显微镜和压汞试验进行微观机理分析,探究循环荷载作用下煤矸石混凝土的微观形貌和孔结构的劣化规律,利用分形理论研究确定宏观力学性能与微观结构间的关系。结果表明:随着循环荷载次数和应力水平的增加,材料的相对动弹性模量和抗压强度逐渐减小,孔结构参数逐渐劣化;孔体积分形维数与各孔结构参数呈良好的线性相关性;抗压强度损伤量与分形维数、各孔结构参数之间均呈现良好的线性相关性,说明孔结构劣化是循环荷载作用下煤矸石混凝土损伤劣化的重要影响因素。

    2023年02期 v.43;No.190 332-341页 [查看摘要][在线阅读][下载 1063K]
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  • 裂隙几何形态对冻结岩体压缩破坏特征的影响

    赵涛;乔煜哲;冯云枫;

    中西部矿井常采用冻结法施工技术,冻结壁中的裂隙会影响其力学特性使施工过程中产生透水等安全隐患。为掌握冻结裂隙砂岩破坏机理,进一步分析冻结法凿井施工过程中冻结壁稳定性,以冻结砂岩为研究对象,开展7种裂隙倾角α=0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°及3种裂隙长宽比β=10∶1,5∶1,2∶1的单轴压缩试验,分析强度及弹性模量的变化特征,并通过高速摄影机记录试样裂纹的起裂和破坏过程。结果表明:冻结砂岩强度随裂隙长宽比β的增大而增大,随裂隙倾角α的变化趋势呈抛物线型与线性2种类型。当裂隙长宽比β大于2时,其弹性模量在α=45°时取得最大值,在α=60°取得最小值。β=2时弹性模量随α增大而增大,在α=75°取得最大值。冻结裂隙砂岩的破坏模式以张拉及混合破坏模式为主,压剪破坏模式出现在α=45°及α=60°的试样中。试验结果有助于预测富水深层矿井冻结壁裂纹演化规律,为中西部地区矿井变形及稳定性提供理论参考。

    2023年02期 v.43;No.190 342-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K]
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  • 花岗岩强荷载动应力平衡及破裂特征

    胡智航;董汉宁;刘鑫;徐振洋;

    强冲击荷载作用下岩石应力状态复杂多变,为了研究花岗岩在高应变率加载下岩石的应力状态变化及破裂特征,利用霍普金森试验系统对0.6,1.0,1.4长径比花岗岩试样进行动态冲击试验,结合LS-DYNA模拟岩石冲击试验,分析研究了花岗岩试样的应力平衡过程、破裂特征及应力应变演化规律。结果表明:在10 m/s冲击速度下,0.6,1.0,1.4长径比花岗岩应力平衡持续时间分别为60,60,13μs。当■低于84.6 s~(-1)时,1.4长径比花岗岩无法达到应力平衡,岩石破坏后多呈现断裂或长条状碎块,当提升冲击速度至14 m/s时,应变率提升至102.6 s~(-1),岩石块度逐渐均匀。3种长径比花岗岩试样在80~120 s~(-1)加载应变率下破碎块度均匀。与数值模拟试验结果对比可知,岩石在弹性变形阶段满足应力应变均匀性假定,在塑性变形直至峰后阶段应力分布开始紊乱,诱使应变均匀度下降,这是导致岩石破裂块度分布不均的直接因素。通过降低岩石长径比的方式来消除惯性效应可以使岩石长期处于应力平衡,使岩石破碎块度均匀。

    2023年02期 v.43;No.190 352-361页 [查看摘要][在线阅读][下载 1095K]
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  • 合院式民居天井空间防热性能优化研究

    孙倩倩;范征宇;白鲁建;毛晓敏;

    天井是湿热地区民居进行自然通风降温的重要空间,但在建筑方案设计阶段,如何确定天井空间形态尺度的量化研究略显不足。研究以实现双碳为目标,响应可持续发展战略,提升合院式民居的防热性能,探索天井空间形态及尺度对建筑防热性能的影响作用机制。根据天井空间的不同形态尺度,采用CFD模拟软件对天井进行面宽进深比、窗井数量比、层高和竖向窗户数量4个设计变量因素的风环境和热环境模拟。研究表明:在建筑高度相同时,设计面宽与进深尺度相近的内天井,可获得较好的建筑风环境与热环境,天井设计时应避免过大面宽或进深尺度;当天井的面宽进深比较大时,可根据面宽与进深的比值,在面宽方向设计等比例数量的窗户,以增加自然通风对流,带走建筑室内和天井的热量;当天井面宽与进深尺度相近时,民居建筑层高宜控制在3~4 m,层高越高,建筑室内风环境与热环境越差;当因空间高度需求,层高高度必须大于4 m时,宜在民居南北外墙设上下高低窗,解决室内顶部空气不对流的问题。将天井空间尺度形态进行定量研究,有利于给建筑师在方案设计阶段提供明确的建筑设计指导建议,在设计阶段提升建筑绿色生态性能。

    2023年02期 v.43;No.190 362-372页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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  • 基于蒙特卡罗法的建筑工人不安全行为风险评估

    田水承;郭谦;张江江;范彬彬;

    为加强对建筑工人不安全行为的监管,减少不必要人员伤亡和经济损失,以建筑施工过程中4类高频事故(物体打击、坍塌、起重伤害、高处坠落)为研究对象,通过统计分析4类高频建筑事故起数以及各类不安全行为数量,结合蒙特卡罗法建立建筑工人不安全行为风险评估模型。运用Crystal Ball 11.1软件模拟分析可得各类事故的行为风险后果值分布与行为风险累计概率分布,进而对各类不安全行为进行敏感度和行为不确定性分析。结果表明:4类建筑事故中的建筑工人行为风险存在明显差异,起重伤害行为风险值最大,高处坠落行为风险值最小;其中,忽视使用个人防护用品用具、造成安全装置失效、冒险进入危险场所、“操作错误,忽视安全,忽视警告”这4种不安全行为敏感度值都在30%以上,对4类建筑事故的安全行为风险值影响较大。基于此针对性地提出建筑事故行为风险防范措施。

    2023年02期 v.43;No.190 373-379页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]
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  • 矿山地质环境治理项目主体演化博弈及利益协调

    史玉芳;杜佳荣;

    为研究矿山地质环境治理PPP项目运营过程中各主体利益冲突的形成机理,采用博弈论构建地方政府、企业、公众三方的演化博弈模型,建立收益矩阵,利用复制动态方程原理和李雅普洛夫稳定性理论对模型进行求解分析,研究各主体策略稳定的条件和博弈系统稳定条件,运用Matlab对博弈过程进行数值仿真分析,研究上级部门对地方政府的罚款、地方政府对企业的奖励系数以及对公众的补偿系数等参数变化对主体策略选择的影响。结果表明:地方政府的决策很大程度影响企业、公众策略的选择;对公众参与监督的奖励大于监督成本时,是否参与监督取决于监督成本与地方政府补偿款大小的比较。可从督促地方政府履职尽责、制定合适的奖惩制度、完善公众监督渠道等方面促进矿山地质环境治理项目健康可持续发展。

    2023年02期 v.43;No.190 380-387页 [查看摘要][在线阅读][下载 599K]
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  • 改进模糊神经网络PID的瓦斯掺混浓度控制

    张昭昭;代强;朱应钦;

    为解决瓦斯发电过程中瓦斯掺混浓度控制系统存在一定的时变与非线性导致控制精度不佳的问题,提出一种基于改进粒子群算法的模糊神经网络PID控制算法(IPSO-FNN-PID)。首先,根据瓦斯掺混配比原理及历史数据建立瓦斯掺混浓度控制系统的传递函数数学模型。其次,为解决模糊神经网络选定随机初始网络参数导致网络输出结果差异较大的问题,采用遗传算法中的交叉、变异操作改进传统粒子群优化算法,以此提高传统粒子群优化算法的搜索性能,利用改进后的粒子群算法优化模糊神经网络的初始网络参数。最后,用优化后的模糊神经网络实现PID控制参数的整定,基于真实瓦斯浓度数据进行试验,并与传统PID,模糊PID和模糊神经网络PID进行了对比。结果表明:基于IPSO-FNN-PID控制算法在超调量及调节时间等方面均优于另外3种控制算法,能够实现瓦斯掺混过程中2种动态实时变化瓦斯浓度的精确控制。

    2023年02期 v.43;No.190 388-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 760K]
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  • 基于改进SSA-SVM光伏板积灰预测及功率影响研究

    高瑜;孔晓龙;王寅清;姜丰;

    由于长期的板面积灰会对光伏板输出功率有影响,而积灰又受天气状况影响,因此为了探究气象因素与光伏板表面的积灰量的关系,提出一种基于改进麻雀算法(MSSA)优化的支持向量机(SVM)的积灰预测模型。经过综合性的选择,该模型把降雨量、温度等气象因素作为输入,对板面的积灰进行预测。通过引入Logistic-tent混沌映射对种群进行初始化,避免种群产生集聚性;又引入一个动态变化因子,对发现者和加入者的数量进行自适应的调整,改善原始麻雀算法收敛速度慢、精确度低和容易出现局部收敛的缺点。将改进算法寻优得到的参数带入模型,并与其他寻优算法模型进行比较,结果表明:MSSA-SVM积灰预测模型预测误差更小,拟合程度更高。最后分析积灰密度对输出功率的影响,并根据降雨情况对组件清洗进行指导。

    2023年02期 v.43;No.190 398-405页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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  • 改进动态半径的矿井激光雷达点云滤波算法

    景宁波;马宪民;郭卫;秦学斌;

    由于煤矿井下粉尘和水雾环境的影响,激光雷达采集的点云数据存在多源混合噪声。针对动态半径滤波方法在处理激光点云数据时存在近场噪声过多和远场有效数据丢失的问题,提出一种改进动态半径的矿井激光雷达点云滤波算法。结果表明:采用正交线性变换主成分分析法对三维点云数据进行降维处理,得到多组二维数据;对每组二维数据进行拉普拉斯运算,识别高频噪点,对数据进行第1次滤波;使用基于扇环邻域的统计分析,删除数据中的异常点,对数据进行第2次滤波,将经过2次滤波后的多组二维数据恢复成三维点云数据。在矿井尘雾噪声环境中,该算法获得98.9%的滤波准确率,计算时间稳定在0.5 s以内。对比统计滤波、半径滤波和动态半径滤波算法,在提高激光点云滤波准确率和改善点云结构化特征的同时,该算法减少运行时间,有效抑制点云中的尘雾噪声。

    2023年02期 v.43;No.190 406-413页 [查看摘要][在线阅读][下载 623K]
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  • 基于D-S证据理论的矿工精神状态融合评估算法

    杨木林;童蓍庾;潘红光;

    针对矿工异常精神状态导致生产事故问题,在处理脑电信号的多域特征基础上,提出一种基于D-S证据理论的矿工精神状态融合评估算法。在采用矿区环境模拟装置模拟矿工的工作环境的基础上,采集被试者脑电信号,构建数据集,并进行数据预处理与精神状态标定;提取脑电信号的时域、频域和空间域特征并对精神状态进行分类,同时通过主成分分析和特征可视化2种方法对特征降维;基于单一域子模型分类结果,采用D-S证据理论融合3个子模型的各类别精神状态概率输出,进而提高评估精度。结果表明:融合评估算法精度达到90.50%,具有较高的准确性。相比于单一域子模型分类结果,该融合算法评估效果更好,为煤矿企业评估矿工精神状态和研究智慧矿山领域提供更加可靠的依据。

    2023年02期 v.43;No.190 414-421页 [查看摘要][在线阅读][下载 430K]
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  • 基于Bi-LSTM的在线物联网设备识别方法

    郝秦霞;荣政;谢林江;杭菲璐;

    为了提高在线物联网设备识别准确率和识别粒度,提出一种基于Bi-LSTM的在线物联网设备识别方法,通过探测目标端口获取响应报文,经分词处理后利用二阶段算法模型精准识别设备型号。第一阶段利用TF-IDF算法剔除应用层低权重报文字段,得到应用层指纹,并利用Bi-LSTM神经网络能够捕获长远上下文信息的优点,提取指纹深层次特征识别设备厂商;第二阶段建立型号知识库,采用Jaro-Winkler文本相似度匹配算法识别型号和设备类型,通过设备厂商精准判别设备型号,达到在线物联网设备识别的目的。结果表明:方法整体准确率为98.8%,召回率为96.5%,与传统的流量指纹加机器学习识别方式相比平均准确率高出4.7%,识别设备型号覆盖率达到97%,细化了在线物联网设备识别粒度。该方法有助于同型号物联网设备与漏洞做更精准的关联匹配,在漏洞爆发时及时制定相应的防护措施。

    2023年02期 v.43;No.190 422-430页 [查看摘要][在线阅读][下载 1100K]
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  • 基于双目视觉的混凝土电杆立杆参数测量方法

    陈朝新;徐恒博;郭磊;沈鹏;陈江义;

    为准确掌握混凝土电杆立杆参数,及时对抗倾覆能力不足的混凝土电杆进行加固以预防电杆倾倒事故,提出一种基于双目视觉的混凝土电杆埋深与倾斜率方法。首先通过修改主干特征提取网络、优化特征融合并引入改进CBAM注意力机制的Deeplab V3+语义分割模型,并基于采集的混凝土电杆图片数据集进行训练,确定混凝土电杆在全景图像中的区域;然后,采用基于局部区域效应的亚像素边缘检测算法提取分割区域内的混凝土电杆边缘点,并根据混凝土电杆的几何特性使用最小二乘法拟合边缘获取所需特征点,最后利用双目视觉的坐标变换计算混凝土电杆埋深与倾斜率。结果表明:该方法的埋深测量误差值小于10 cm,误差率小于5%,倾斜率测量误差值小于0.3°,程序运行耗时小于4 s,该方法在混凝土电杆立杆参数测量问题上具有可行性,测量精度与测量速度满足实际应用需要。

    2023年02期 v.43;No.190 431-438页 [查看摘要][在线阅读][下载 625K]
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  • 基于威布尔分布的能源富集区绿色发展水平分析

    柳冲;杨建飞;

    为探究中国能源富集区绿色发展水平及其影响因素,以中国能源富集区中陕甘宁晋蒙五省区47个地级市为研究样本,运用系统理论建立理论关系模型,构建节能减排、资源利用、经济增长质量、环境质量、生态建设5个维度的绿色发展评价指标体系,提出一维威布尔分布模型的绿色发展数据分析方法,获取在一定保证率情况下的绿色发展指数估计值。结果表明:2011—2021年中国能源富集区绿色发展总体处于逐步提升状态;各指标系统按与绿色发展水平之间的关联度大小排序为:节能减排>资源利用>经济增长质量>环境质量>生态建设。以陕甘宁晋蒙五省区为例的能源富集区绿色发展水平近年来保持稳定增长,其中节能减排的引领作用明显,但在空间格局与提升速度上存在明显差异,受城市区位的影响较为显著,各指标系统间发展不平衡、不协调、不匹配的现象仍然存在,因而必须从绿色发展体系建构入手推动中国能源富集区经济高质量发展。

    2023年02期 v.43;No.190 439-447页 [查看摘要][在线阅读][下载 737K]
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