基于数值模拟的顺层测压钻孔"两堵一注"合理注浆压力研究与应用
[期刊论文]韩宇轩,陈学习,胡嘉英 等-《华北科技学院学报》2026年1期

摘要:瓦斯压力测定是煤矿瓦斯灾害防治的重要技术手段,在不具备穿层钻孔施工条件时需通过顺层钻孔测定瓦斯压力,注浆压力显著影响封孔质量进而影响测压的准确度.为此,本文围绕合理注浆压力展开针对性研究,以解决顺层钻孔瓦斯压力精准测定难题.本研究通过理论分析可知因卸压裂隙形成的漏气通道是封孔注压关键,结合达西定律建立注浆渗流模型,采用COMSOL软件模拟1.0 MPa~7.0 MPa注浆压力下的浆液扩散特征.结果显示,注浆压力达 5.0MPa时浆液扩散半径约44 cm,继续升压至7.0 MPa仅增加约1 cm,增幅约为 2%,结合注浆压力与扩散半径拟合曲线计算出5.0 MPa为合理注浆压力.以晋城某矿3 号煤层为工程背景,在3701 工作面运输巷施工6 个顺层钻孔,对比不同压力下"两堵一注"带压封孔的测压效果.研究表明,5.0 MPa注浆压力能实现顺层钻孔裂隙的有效封堵,提高瓦斯压力参数的准确度,对矿井瓦斯灾害防治具有重要工程指导意义.

煤与瓦斯突出顺层钻孔两堵一注瓦斯压力数值模拟围岩变形
含水围岩穿层瓦斯压力测定钻孔封孔工艺和测压装置优化研究
[期刊论文]江坤,周伟-《华北科技学院学报》2026年1期

摘要:针对含水围岩中煤层瓦斯压力测定受裂隙水干扰的难题,通过分析含水煤岩层中瓦斯与水压的平衡关系,发现仰角钻孔测压管先排水后排气,俯角钻孔测压管则先排气后排水.基于流体静力学原理,结合新型封孔工艺与测压装置,实现了测压气室内气水自动分离,并采用现场实测,理论计算,结果对比等方法,准确测得煤层瓦斯压力.本文提出一种"三堵三注"分段式带压注浆封孔工艺,结合测压气室内气水分离装置,实现气水自动分离与循环放水.通过现场实测与理论分析,在孙疃煤矿10 煤层顶底板多层砂岩含水层条件下,成功测得煤层真实瓦斯压力(0.32~0.46 MPa),有效解决了传统方法因水压干扰导致的测压失真问题,为富水煤层瓦斯压力准确测定提供了可靠技术途径.

含水围岩瓦斯压力气水分离装置三堵三注
瓦斯压力测定钻孔分类密封原理与工程应用
[期刊论文]郝晋伟,舒龙勇,韩鑫涛 等-《华北科技学院学报》2026年1期

摘要:针对煤矿井下瓦斯压力测定钻孔密封环境认识不准、封孔工艺及材料参数选择不科学等造成密封质量差,致使瓦斯压力测定值偏低、失败率及成本高等问题.通过分析和总结不同煤岩赋存条件巷道围岩采动影响半径分布规律,提出井下瓦斯压力测定钻孔科学布置要求;同时,根据开孔位置与测压气室之间煤岩裂隙的发育特征,将测压钻孔分为完整型、离层型顺层和穿层瓦斯压力测定钻孔四大类,并提出相应钻孔密封方法.在此基础上,结合现场实例分析了不同密封环境条件瓦斯压力测定结果,为准确实现井下煤层瓦斯压力测定提供可靠工程借鉴.

瓦斯压力钻孔密封层状围岩完整型钻孔离层型钻孔
大采深工作面初采期间冲击地压防治技术研究及实践
[期刊论文]孔贺,魏全德,常雁 等-《华北科技学院学报》2026年1期

摘要:针对大采深煤柱影响下工作面防冲安全开采难题,采用理论分析-数值模拟-工程验证等多手段联合分析方法对其冲击破坏机理及防治对策进行了系统研究与实践,结果表明:(1)基于"载荷三带"理论估算的即时加载带厚度为24 m,延时加载带厚度为 51 m,工作面初采期间最大应力为46.6 MPa,应力集中系数约为1.8.(2)数值模拟分析的煤柱最大应力约为 45.4 MPa,与理论估算结果基本一致.(3)结合理论估算、数值模拟分析确定了工作面开采初期受高应力影响,存在较高的冲击风险,提出了针对性钻-爆结合的冲击地压防治措施,并采用微震实测数据进行了防治效果检验,施工前、后微震频次同比降低87.7%,事件总能量同比降低 83.4%,煤层顶板 13.2m粉砂岩积聚的能量得到有效释放,取得了较好的卸压效果,实现了工作面的安全开采.

冲击地压大采深载荷三带钻-爆结合
双灾害防控下地面水平井分段压裂监测及裂缝评价
[期刊论文]韩亮,曹阔,吴卫星 等-《华北科技学院学报》2026年1期

摘要:针对招贤煤矿面临冲击地压和顶板离层水害双重灾害的威胁,提出采用地面水平井分段压裂进行灾害防控.根据关键层理论和导水裂隙带扩展机制,确定煤层上方 40~50 m复合砂岩层为目标压裂层位,布置32 个压裂分段对目标层位实施压裂弱化,同时开展联合压裂监测,通过在井上、下布置微震传感器,拾取压裂期间微震信号;在井口安装压力传感器和流量计,监测压裂过程中的泵注压力、流量、排量等参数的变化;记录压裂期间井下各段出水情况.结果显示,通过添加暂堵剂,每一个压裂分段可以经历3~4 次重复压裂,大能量微震事件通常发生在岩层起裂及裂隙延展阶段;压裂施工期间,微震频次和能量增幅较大,超过103 J大能量事件占总能量的83.17%;根据微震事件投影得到的裂隙空间扩展几何形态,32 个压裂分段裂缝缝长平均达到 317 m,裂缝平均垂高为46.8 m,在水平及垂直方向均已达到设计要求;井下出水与微震响应关系表明,出水阶段,压裂延展阶段平均压力、各压裂分段大能量微震事件频次平均值、各压裂分段大能量微震事件能量平均值三个指标均小于未出水段,其值分别较未出水段低 5.1%、30.8%,及 32.9%,该结论可作为后续暂堵剂添加时间与添加量的参考依据.与未压裂工作面相比,压裂实施后,工作面初采及"见方"期间矿压显现平稳,导水裂隙带高度及裂采比均呈下降趋势,表明本次利用水平井分段压裂防治冲击地压及顶板离层水害效果已达到预期标准.

地面水平井水平压裂监测微震裂缝扩展冲击地压离层水害
高维时空内禀维度与挂谷猜想的关联性研究

摘要:本文系统探讨了高维时空内禀维度理论与挂谷猜想之间的关联.对比分析两者在维数定义、数学工具和物理意义等方面的异同.这项研究揭示了分形几何结构与高维物理模型在信息完整性保持机制上的内在一致性.王虹团队对三维挂谷猜想的证明,不仅解决了百年数学难题,更为弦理论紧致化方案提供了新的数学工具.它证明了维度约化与方向信息保留的可共存性.研究表明,高维时空的内禀维度可通过挂谷型结构的动态平衡,实现物理规律的局部表达与全局一致性的统一.这为量子引力理论开辟新的研究路径.

高维时空内禀维度挂谷猜想全息原理分形几何量子引力AdS/CFT对偶维度约化
AI工具助力文本数据增强技术研究
[期刊论文]赵炳瑞,刘冬梅,张洪诺 等-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:为解决文本数据稀缺与数据失真等问题,本文以Deep Seek为例,以网民评论作为实验样本,以情感分析作为验证手段,聚焦于AI工具在文本数据增强中的应用,探讨其技术实现、优势及挑战.经由实验验证,经过数据增强后的增强样本数据与原始样本情绪值分布相似,仍维持在-10分到10 分之间,正面情绪数据与负面情绪数据的占比仍大体维持在 4∶6.在保持文本数据中心主体不变的环境下,扩充了作为从属关系的情绪词,增强了原始文本的网络关系,增加了文本数据的多样性.通过实验论证等方法论证基于AI工具的数据增强手段在AGI开发中能够达到的效果,以及剖析AI工具与交互界面方式,方便后续AGI的开发者进行相关代码转换,为相关领域的研究者提供有价值的参考.

数据增强自然语言处理人工智能低资源
基于降阶滑模线性自抗扰的LCL型并网逆变器控制策略
[期刊论文]祝龙记,谢恩超-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:针对并网逆变器的电感-电容-电感(LCL)滤波方法存在着并网电流质量不佳、动态性能较差和抗扰性能弱的缺陷,提出一种降阶型滑模线性自抗扰控制策略,该方法通过设计降阶线性扩张状态观测器降低参数调节复杂度,精准估计系统内外扰动并补偿;同时引入滑模控制理论,构建滑模状态误差反馈控制律,利用其快速趋近特性增强系统动态响应能力.仿真分析显示:与传统线性自抗扰控制相比,该策略显著将并网电流谐波畸变率(THD)降至 0.64%以下,动态响应时间缩短至0.008 秒,电流偏移量减少47%,且在电网电压波动和注入谐波等复杂工况下仍保持高鲁棒性.因此,降阶SM-LADRC策略能够有效提高系统的抗扰能力和并网电流质量,节约系统成本,具有良好的动态性能,为LCL并网逆变器的控制应用提供了新的思路.

滑模控制线性自抗扰控制并网逆变器降阶谐波
巨厚煤层综放条件下覆岩导水裂隙带发育高度预测研究
[期刊论文]韩亮,王帅旗,刘波 等-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:为准确预测招贤煤矿巨厚煤层导水裂隙带发育高度,本文通过数值模拟控制单一影响因素参数变化,定量分析煤层开采厚度、工作面长度、煤层埋深与导水裂隙带发育高度的关联性;结合现有研究成果,定性阐述了开采方式与覆岩类型对导水裂隙带发育高度的影响.通过系统分类整理黄陇侏罗纪煤田多矿井导水裂隙带现场观测数据,构建适用于招贤煤矿巨厚煤层的两种导水裂隙带发育高度预测模型——多元非线性拟合模型与BP 神经网络预测模型,基于前述影响因素分析结果及实测数据,对黄陇煤田多矿井导水裂隙带观测数据开展拟合训练与验证:其中多元非线性拟合公式的平均相对误差为7.43%,BP神经网络预测模型的总体相关系数R达到 0.96.选取招贤煤矿1303 工作面与2306 工作面开采参数进行预测应用,结果显示:两种预测方法均表现出良好的准确性,且BP神经网络模型预测结果与现场实测值的平均相对误差更小,预测精度更优.本文提出的两种预测方法操作简便、可泛化性强,可为黄陇侏罗纪煤田及类似区域巨厚煤层综放开采矿井的顶板离层水害防治工作提供可靠参考依据.

巨厚煤层导水裂隙带预测数值模拟多元非线性回归BP神经网络
我国智慧应急研究的阶段演化与热点探析
[期刊论文]孟祥瑞,许其阳,何叶荣-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:为厘清我国智慧应急研究的演进脉络与发展趋势,基于中国知网(CNKI)数据库,运用CiteSpace与VOSviewer开展文献计量与可视化分析.研究结果表明:(1)我国智慧应急研究整体发文量呈上升趋势,大致经历"技术萌芽—体系建构—融合深化"三个阶段,(2)研究热点主要集中在物联网、大数据、人工智能等新兴技术赋能领域;(3)研究机构以高校为主,作者合作网络密度偏低,跨机构、跨团队协作不足.基于此,本文提出推动术语体系标准化建设、完善信息基础设施、深化智能技术应用,构建多主体协同治理体系等发展建议.以期为智慧应急治理体系的理论完善与实践应用提供参考.

应急管理智慧应急可视化分析CiteSpaceVOSviewer
基于容量限制的重大公共卫生事件应急物流中心选址和配送路径优化
[期刊论文]王养廷,赖俊业,郭慧 等-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:当重大公共卫生事件发生时,各类应急物资的高效配送对遏制疫情发展、保障人民生活具有非常重要的作用.本文针对应急物流中心的选址和车辆配送路径规划问题进行研究,提出了基于容量限制的应急物流中心选址和配送路径优化方法.在物流中心选址时,使用基于需求量加权的K-means方法对需求点进行聚类,使需求量大的需求点与物流中心距离更近,以降低物流成本、提升配送效率;提出了基于容量限制的Double Q-learning强化学习算法对配送路径进行规划,算法通过双重Q网络结构缓解Q值过高估计问题,并构建奖励函数,在配送车辆载重容量限制的条件下,考虑车载物资数量与需求点需求量的匹配程度,同时使物流中心到各需求点的运输距离之和最短.实验部分设计了包含 20,30,40,50 个需求点的四个场景,实验表明,与传统的启发式算法相比,本文算法在四个场景中的总行驶距离平均降低约 4.8%,计算时间平均缩短约 94%,应急物流系统的配送效率得到了提升.

应急物流公共卫生事件物流中心选址路径规划Double Q-learning
基于多级可拓的装配式建筑施工安全风险评价
[期刊论文]耿兴银,蒋亚龙,吴睿 等-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:为降低装配式建筑施工安全事故危害,提升装配式建筑施工安全管理水平,研究分析装配式建筑施工过程安全管理的影响因素,构建装配式建筑施工安全风险评价模型.首先,结合工程实际和文献调研,确定装配式建筑施工安全风险评价指标体系,通过层次分析法确定指标综合权重,客观反映风险要素重要性;其次,基于物元理论的多级可拓评价方法,分别计算二级评价指标和一级评价指标的关联度、风险等级水平,最终确定总目标层所属的安全等级.通过对合肥某装配式建筑工程实例进行评价,结果表明:该装配式建筑工程施工安全评价等级为Ⅱ级,与项目实际安全管理成效高度吻合,验证了模型的科学性与适用性.

多级可拓装配式建筑安全风险评价层次分析
人工智能对煤矿企业生产效率的影响研究
[期刊论文]王向前,华涵-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:人工智能技术作为推动企业发展的新引擎,正日益成为现代企业不可或缺的核心要素.本文以煤炭企业为研究对象,基于 2007-2022 年我国煤炭行业A股上市公司的面板数据,深入探究人工智能技术对煤炭企业生产效率的影响机制.实证研究表明,人工智能技术的应用不仅推动了智能化设备的普及,显著提升了生产速率,还通过强化安全保障体系,全方位提高了煤炭企业的生产效率.进一步的中介效应检验揭示,人工智能技术能够通过提升企业创新能力这一中介路径,间接促进生产效率的提升.基于研究结论,建议政府部门应加大人工智能技术的政策支持力度,同时企业也应当增加人工智能领域的研发投入,以充分释放人工智能技术对生产效率的提升效应.

人工智能煤炭企业生产效率创新能力
水泥稳定煤矸石混合料掺配技术与工程应用
[期刊论文]马海彬,王双,周珊珊 等-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:本研究针对淮西湖采煤沉陷区煤矸石资源化利用问题,提出了一种基于水泥稳定化技术的解决方案.通过系统的材料配比优化和力学性能测试,揭示了煤矸石混合料的路用性能特征.研究结果表明:所有配比方案的 7d 无侧限抗压强度(4.29-5.60 MPa)和劈裂抗拉强度(0.42-0.58 MPa)均满足要求,其中M7 组表现出最优抗压性能(5.60 MPa),M5 组则具有最佳抗拉特性(0.77 MPa).工程验证显示:采用M5 配比(水泥掺量5%,煤矸石占比40%)的混合料,14d无侧限抗压强度平均值达5.31 MPa,完全满足二级公路基层材料强度标准.微观结构分析表明,该材料具有致密的界面过渡区和优化的孔隙结构,赋予其良好的塑性变形能力和耐久性能.

煤矸石无侧限抗压强度间接抗拉强度道路基层抗压强度
泥质胶结岩石结构特性及水理变异属性研究
[期刊论文]张腾,张振宾,王传晨 等-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:泥质胶结围岩的变形失稳现象限制着煤矿的安全高效开采.本文以霄云煤矿为研究对象,通过室内试验、X射线衍射、数值模拟和分级评价等方法,揭示了泥质胶结岩石的结构特性和水理变异属性.研究结果表明,通过X射线衍射分析,发现泥质胶结岩石的粘土矿物含量较高,以高岭石、伊/蒙混层和伊利石为主,具有显著的膨胀性和遇水软化特性;数值模拟表明,粘土矿物含量增加会减少碎屑颗粒间的强胶结,增加粘土颗粒间的弱胶结,从而弱化岩体力学性能;泥质胶结岩石在浸水条件下,崩解过程分为快速泥化、裂隙扩展和完全崩解三个阶段,膨胀应力随浸水时间呈幂指数增长,但力学性能却在逐渐下降;基于AHP分级评价,根据泥质胶结岩石水化程度综合指数Qy将水化程度划分为原始未水化、中等水化和强水化.研究结论对泥质胶结岩石的支护设计与灾害防控提供理论依据.

泥质胶结变形失稳膨胀性分级评价
基于CASST-QRA定量风险评估方法的制氢站危险化学品事故后果影响研究
[期刊论文]张琳,凡子鸣-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:为评估制氢站危险化学品的风险水平,采用CASST-QRA定量风险评估方法,模拟分析氢气缓冲罐、储氢罐及压缩氢气管道在中孔泄漏条件下的事故后果,并评估其个人风险与社会风险的可接受性.结果表明:在云爆灾害模式下,压缩氢气管道泄漏的事故后果最严重,而在闪火模式下,储氢罐泄漏的影响范围最大,其死亡半径可达云爆模式的 1.07~9.14 倍.此外,个人风险与社会风险均满足风险基准要求.研究结果可为制氢站关键设备的安全设计与风险管控提供理论依据.

中孔泄漏定量风险评估事故后果个人风险社会风险
柳塔煤矿12127工作面泵送支柱力学性能与优化设计研究
[期刊论文]王君,秦杰,张强强-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:泵送支柱是保障过空巷安全开采的关键设备,其浆料组成与承载性能直接影响支护效果.本文以柳塔煤矿12127 工作面为背景,通过抗压强度试验研究了浆料配比、高径比因素对泵送支柱强度的影响,结果显示:泵送支柱也表现出显著的尺寸效应,其轴压破坏特征与预制支柱相一致.结合FLAC软件对比分析了巷道支柱稳定性,并借助Ameba软件进行拓扑优化,得到一种圆台型支柱结构,即上顶面小、下顶面大的柱体;而对于充填墙体,可以优化为小山峰状形式进行支护设计.空巷中泵送支柱支护效果良好,有效控制工作面围岩变形,相关的力学性能试验及优化设计方法可提供参考.

巷道支护泵送支柱残余强度高径比拓扑优化
基于Anylogic的地铁站行人建模方法与仿真研究
[期刊论文]闫利君,谢昕-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:随着城市化推进与人口密度攀升,地铁成为现代城市关键基础设施,但复杂空间结构加剧人员疏散安全隐患.基于实际地铁站调研,利用Anylogic仿真建模软件构建地铁站模型,通过文献研究设定参数,设计行人进站、换乘、出站等日常行为逻辑,在实现站内交互模拟的同时,构建突发事件疏散逻辑.基于构建的疏散模型获取行人运动数据,量化行人"危险系数"并划分安全状态,通过构建CatBoost分类模型对行人安全状态进行分级预测与评估.研究成果可为地铁站设施布局优化和应急预案制定提供相关数据支撑,对提升疏散效率、降低安全风险具有重要的指导和实践意义.

地铁站行人疏散机器学习CatBoostAnylogic
基于VGG和CNN的煤矿瓦斯和煤尘爆炸声音识别方法研究
[期刊论文]余星辰,彭程,刘永涛 等-《华北科技学院学报》2025年6期

摘要:针对煤矿瓦斯、煤尘爆炸声音识别精度和泛化程度不足的问题,提出了基于VGG和CNN的煤矿瓦斯和煤尘爆炸声音识别方法.在煤矿重点监测区域部署矿用拾音器,实时捕捉煤矿设备运行和环境声音,利用VGGish网络对采集到的音频信号进行处理,提取声谱图作为声音表征,然后将其输入CNN,构建瓦斯和煤尘爆炸声音识别模型.对于待测声音信号,同样提取声谱图并输入训练好的模型进行分类.通过实验验证了该方法的有效性.首先,对瓦斯爆炸、煤尘爆炸、采煤机工作、掘进机工作、通风机工作声音进行了频谱图提取和分析,验证了频谱图提取方法的有效性和可靠性.声谱图对比实验表明,该声谱图提供了更准确和更丰富的声学特征,增大了爆炸和非爆炸声音的区分度,便于模型训练.实验结果表明,本文算法的平均识别率为 97.87%,准确率为94.26%,召回率为100%,显著优于现有文献方法,验证了算法的有效性和鲁棒性.耗时测试结果表明,平均训练时间为46.4 秒,平均识别时间为1.175 秒,总平均持续时间为 47.55 秒.该算法在不同的训练集比例下保持较短的处理时间,表明所提算法具有优异的识别效率.

瓦斯和煤尘爆炸声音识别VGGish网络声谱图CNN