摘要：土地复垦工作减轻了煤炭开采对耕地粮食生产的影响,尽早预测复垦作物产量有助于田间精准管理和保障粮食安全.无人机平台和传感器技术的发展支撑了高空间分辨率和光谱分辨率数据的获取,使快速估产成为了可能.以黑土区露天煤矿排土场复垦后种植的大豆为例,评估了将植被指数(VI)、纹理指数(TI)、植被指数和纹理指数(VTI)分别作为特征变量,采用多元线性回归、随机森林回归、反向传播神经网络和支持向量回归4 种方法,建立大豆产量的估测模型.结果表明:与单独将植被指数或纹理指数作为特征变量相比,将植被指数和纹理指数作为特征变量构建的模型精度均有一定程度提高;支持向量回归方法在产量估测建模中表现出最好的稳定性和精度,R2、RMSE和RPD分别为0.84、0.003 9、2.53.研究成果为黑土区露天煤矿排土场大豆产量估测提供了技术支持,并可为田间精准管理和复垦效果评价提供数据支撑.

摘要：基于系统治理和可持续发展的理念,针对废弃露天矿山生态系统的复杂性与特殊性问题,以重庆市典型石灰岩遗留矿区——甄子岩矿区生态修复工程为研究对象,突出"以用定治"的治理思路,开展系统性生态修复与综合利用研究,构建了以"地质灾害分级治理—地貌景观重塑—碳汇导向的植被配置—产业融合规划"为核心的"石灰岩矿山模式".通过分析甄子岩矿区地质环境现状及主要生态问题,结合场地的周边环境和场地特征,创新性提出适宜该矿区的后续利用方向和功能分区,因地制宜地开展生态修复与综合利用设计,并对其进行了系统性的成效评估.结果显示,南川区甄子岩矿区修复效果指数为0.852,修复后矿区植被年固碳量为285 t CO2,土壤有机碳储量较修复前提升12%,以此为对象进行了系统归纳并总结出矿区生态修复与综合利用的创新性经验,可为我国矿区生态修复与区域低碳发展提供模式参考.

摘要：绿色矿山建设是实现我国矿业低碳转型与高质量发展的关键举措.基于中国 31 个省域相关数据,采用模糊集定性比较分析(fsQCA)方法,从资源禀赋、环境约束、经济基础、政策支持与技术能力等多维视角,系统探讨绿色矿山建设成效的复杂因果机制与多元驱动路径.结果表明:①单一条件并非推动绿色矿山建设的必要因素,矿山绿色转型呈现典型的"并发因果"特征;②实践中同时存在多条实现绿色矿山高水平建设的等效路径,主要有"政策—投资驱动型""技术—生态协同型"和"资源—经济主导型";③识别出两类影响绿色矿山建设成效的组态路径,资源依赖、财政约束及技术短板等不利组合对绿色转型的制约作用.研究成果揭示了中国绿色矿山建设的空间异质性及多样化路径,可为因地制宜、分类施策、差异化建设和推动矿业绿色转型提供理论依据.

摘要：随着关闭/废弃矿井数量持续增加,资源闲置、生态破坏、区域经济发展失衡及社会矛盾等问题日益凸显.在"双碳"目标背景下,加快推进此类矿井资源的开发利用已迫在眉睫.为此,开展了关闭/废弃矿井资源分类、分级开发利用评价指标体系研究.基于"能源化、资源化、功能化"协同开发利用理念,采用层次分析法,构建了包含资源属性、环境约束、经济可行3 个维度的关闭/废弃矿井资源分类、分级评价指标体系,将关闭/废弃矿井资源开发利用划分为"五类"与"四级".以上海大屯能源股份有限公司龙东煤矿为研究对象,通过德尔菲法确定了指标权重,并提出了相应的开发利用建议,验证了该评价指标体系在资源潜力评估与开发路径优化方面的指导作用.结果表明:龙东煤矿适宜划分为Ⅲ类功能化利用,属于Ⅱ级一般开发级别.

摘要：西部煤矿区生态环境脆弱,采煤塌陷引起的地裂缝致使水土流失、土壤退化加剧,利用微生物复垦是矿区生态环境修复的研究热点.聚焦于采煤裂缝区藻结皮对土壤理化性质与水分迁移过程的作用机制,旨在揭示其缓解土壤结构破坏与水肥流失的关键生态功能,以裂缝区藻结皮覆盖土壤和裸露土壤为研究对象,采用土壤结构分析、水分入渗-蒸发测试和养分测定等方法,系统评估藻结皮在裂缝扰动背景下对土壤理化性质退化过程的缓解效应与生态功能响应.结果表明:裂缝尺度增大导致土壤砂粒比例升高、粉粒和黏粒比例下降,浅层含水率降低,水分入渗速率和蒸发速率增高,土壤养分显著减少;藻结皮显著改善土壤质量,在无裂缝区使有机碳、全氮、全磷和含水率分别提高 91.13%、27.48%、23.46%、38.77%,入渗速率降低42.9%;在裂缝区,藻结皮可缓解土壤水分与养分流失,提高浅层含水率18.36%～42.85%.藻结皮具备显著的水土保持与养分积累功能,在采煤沉陷区生态修复中具有广阔的应用前景.

摘要：在生态敏感区的页岩气规模化开发面临水资源消耗、土地占用及固废处理等严峻环境挑战.以川东南南川常压页岩气田为工程背景,构建一套管理—技术双驱动的绿色开发体系,涵盖源头减量、过程防控、循环利用与末端治理全流程.通过工程实践验证,该体系实现了油基岩屑与水基岩屑的100%资源化利用、采出水100%达标处理与回用,累计减征土地13.33 hm2,节约标准煤9.51 万t,减少CO2 排放 4.66 万t,并显著降低作业噪声与环空带压率.结果表明,管理—技术双驱动的绿色开发体系有效缓解了页岩气开发过程中的生态扰动与污染排放问题,为生态敏感区页岩气规模化绿色开发提供了可复制、可推广的系统解决方案,对推动我国非常规天然气清洁转型具有重要示范意义.

摘要：为掌握海州露天矿地表形变时空分布规律,采用我国首个L波段差分干涉SAR卫星组陆探一号(LT-1),收集了 39 景 2023 年 5 月至 2025 年 1 月的升轨、降轨 LT-1 SAR 影像,联合采用D-InSAR、PSInSAR等技术开展矿区地表形变时空特征分析,并结合光学遥感影像验证分析结果的可靠性.结果显示,海州露天矿南帮沉陷最为明显,东、西帮及中部区域也存在不稳定区域,但形变量较南帮小;矿区面积约6.300 km2,其中形变速率超过 0.50 m/a的区域面积为 0.146 km2,约占总面积的2.3%,形变速率在0.20～0.50 m/a内的区域面积为0.648 km2,约占总面积的10.3%;LT-1 SAR数据在降轨、升轨2 个观测角度下反映的变形区范围基本一致,但形变速率的量值上差异明显,升轨变形速率普遍低于降轨变形速率,表明升轨敏感性较低;在南帮和东帮范围内降轨数据观测角度较优,而西帮升轨数据观测角度较优,结合升、降轨数据,可完整地恢复矿区形变空间分布与过程状况.

摘要：为探究采动条件下断层夹持影响区域对覆岩运移的影响,基于新巨龙煤矿 6305 综采工作面采矿地质条件,采用室内相似模拟方法,分析该工作面推采至断层夹持影响区域前、中、后的覆岩结构、位移特征及断层活化特征.研究结果表明:6305 综采工作面过F311、XF2 断层前,覆岩破坏后形成拱形结构;推进至断层F311、XF2 时,受断层切割作用,"拱形"覆岩结构表现出奇异性,"拱形"覆岩结构发育不连续;推采过断层F311 后,由于"拱形"覆岩结构的拱脚落在下盘低位岩层上,拱脚处应力增高,造成低位岩层整体切落,工作面推进过F311 断层后,工作面与XF2 断层之间形成新的奇异性"拱形"覆岩结构;6305 工作面开始推采时F311 断层首先出现活化特征,当工作面推进至F311 断层时,低位岩层最大下沉位移为9.0 m,高位岩层无下沉位移,表明F311 断层在低位岩层处活化明显、高位岩层未发生活化;当工作面推进至XF2 断层时,低位岩层最大下沉位移为 7.8 m,高位岩层无下沉位移,此时XF2 断层在低位岩层处活化明显、高位岩层未发生活化.

摘要：再生岩体围岩与支护结构相互作用复杂,为明晰再生岩体锚固结构的承载机制,实现再生岩体巷道稳定控制,开展支护参数对再生岩体承载能力影响的研究.研究基于砂型 3D打印技术,设计并制备了不同支护密度、排列的再生岩体锚固试样,对比分析了支护参数对试样的强化作用与匹配关系,结合理论分析探究了再生岩体锚固结构的承载机制.结果表明,随着锚杆数量增加,试样的峰值强度、弹性模量呈先增高后降低的变化规律;横向增加锚杆数量后,锚杆对试样的强化作用不断减弱;提高支护密度有助于降低锚固体在受载过程中裂纹发育的程度与弹性应变能释放的能量,有助于降低试样声发射的活跃性与应变带集中程度,抑制裂纹的萌生扩展.建立再生岩体顶、帮锚固结构稳定性安全系数判据,印证再生岩体锚固体的物理力学特性受锚杆密度显著影响,通过支护参数与再生岩体参数的相互校核并合理利用其特性,有助于更好实现再生岩体稳定控制与支护优化设计.

摘要：为明确补连塔煤矿矿井水的充水来源及其各水源的补给比例,以确保矿井水资源的合理调配与安全管理,开展氢氧稳定同位素示踪分析.共采集了28 个水样,涵盖地表水、第四系潜水、志丹群水、延安组水及采空区水,采用波长扫描光腔衰荡光谱(WS-CRDS)技术测定水样的δ18O和δ2H值,并应用IsoSource模型计算各水源对矿井水的贡献比例.结果显示:延安组含水层水是矿井的主要水源,占比为50.4%;采空区水、第四系潜水占比分别为 25.3%、21.0%;志丹群水占比为 2.5%,地表水占比仅为0.7%.模型计算结果的均方根误差(RMSE)为 0.069,表明拟合效果良好,结果具有较高的可靠性.根据同位素分析结果,提出了矿井水资源管理的优化策略,涵盖水源监控与评估、合理调配、水质治理与污染控制等措施,为矿井水资源的高效利用与保护提供了有力的科学依据.

摘要：四川盆地作为我国油气资源开发的成熟产区,丰富的地质、地震和钻井数据构成区域地热能开发的信息优势,然而既有油气井中的地热资源开发程度普遍不足.在明确磨溪地区为四川盆地相对高值异常区的基础上,鉴于热储的温度与埋深是衡量地热开发经济可行性的关键因素,优先选取了埋藏较深、温度较高且热储厚度较大的磨溪地区龙王庙组热储,构建了热储构造的三维地质模型,运用一维稳态热传导方程推算磨溪地区内部温度场分布,开展地热资源潜力评估.结果表明,磨溪地区龙王庙组热储温度为104～154℃,地热资源总量为2.04×1010 J,折合标准煤 6.96 亿t;可开采地热资源量为3.06×109 J,折合标准煤1.04 亿t.根据磨溪地区地热资源特征,提出了研究区优先选择直接利用或ORC地热发电,然后基于发电尾水开展烘干及地热梯级利用,再进行地热能与其他可再生能源一体化发展技术攻关,为未来实现地热发电的大规模发展提供技术支撑与储备.

摘要：随着深部煤炭资源开采规模的扩大,多煤层叠加开采导致的顶板离层水害已成为主要灾害,其演化规律与离层开度预测是研究热点.以红阳煤田西一采区为研究对象,利用相似材料、3DEC数值模拟等手段,系统研究了多煤层叠加开采条件下覆岩离层的时空演化特征及其开度变化规律.结果表明,覆岩离层动态演化受关键层破断、采动应力场耦合及煤层开采顺序的显著影响,7 煤层与 12 煤层之间高位离层受多场耦合作用最大开度达3.5 m,而3 煤层顶板近场离层因受关键层协同作用仅发育至0.6 m.基于关键层理论与岩层碎胀效应,构建离层开度预测模型,通过 301 工作面实测数据验证,预测值与实测值误差小于15%.

摘要：针对顶板岩层单轴抗压强度测试较为繁琐的问题,提出一种利用钻进参数来进行岩层单轴抗压强度原位测试的方法.以挤压破碎作为PDC锚杆钻头切削塑性软岩的破碎条件,基于切削刃破岩机理,推导了切削力与岩石单轴抗压强度的关系式,提出了岩石强度原位测试方法.利用自制恒钻压钻进试验装置开展了不同强度的砂浆试块室内试验,测定了钻速、转矩、转速3 个钻进参数.研究结果表明:转矩与岩石强度、切削刃宽、切削厚度呈正相关关系,引入调节系数修正动态钻进过程与静力平衡分析之间的差异,同一钻机调节系数为定值.理论模型计算的岩石单轴抗压强度与试验测定的强度的相对误差绝对值的平均值小于13%,证明了强度原位测试方法的有效性.

摘要：瓦斯浓度预测对于瓦斯灾害防治具有重要意义.针对瓦斯浓度预测中预测精度低、泛化能力弱和单点预测方法描述信息过于单一的问题,提出一种基于GRU和NKDE的区间预测模型.首先,采用GRU网络实现瓦斯浓度的点预测,并在此基础上构建一组瓦斯浓度预测误差数据集;然后,以渐进积分均方误差为准则进行窗宽优化,实现非参数核密度估计;最后,通过叠加点预测结果,得到不同置信度下的瓦斯浓度区间预测结果,并进行评估.选取不同工作面的 2 组历史数据进行验证,研究结果表明:与SVM、BP和ARIMA等方法相比,GRU网络预测精度更高;基于GRU网络预测生成的误差数据集,与高斯模型及随机窗宽的非参数核密度估计模型相比,最优窗宽的非参数核密度估计模型更接近真实的预测误差分布,能够有效预测煤矿瓦斯浓度的区间.研究结果可为煤矿安全管理提供参考依据.

摘要：硫磺沟煤矿为典型的巨厚多煤层重复采动的煤矿,煤矿前期开采地面浅部塌陷较小,且缺少有效的塌陷监测数据,无法验证后续开采是否会引起地面的异常塌陷.以硫磺沟煤矿多煤层重复开采条件为背景,依据矿井开采状况,结合常规的地面测线人工监测和地表塌陷的激光雷达三维监测 2 种方法,开展重复采动地面沉降特征的研究工作.实测结果表明:2022-08-01-2022-12-28 为地表下沉的主要时期,(9-15)08 工作面的采动引起了地面的大量下沉,最大下沉值偏向深部的(4-5)04 工作面上方,后期地表突然出现大面积沉降的风险较低;预测(9-15)08 工作面开采前地表最大下沉4.6 m,开采结束并稳定后,地表最大下沉 16.9 m.地表沉陷实测数据为揭示硫磺沟煤矿重复开采条件下地面沉降和异常塌陷规律,并深入研究新疆昌吉矿区综放开采覆岩破坏特征提供了依据,所采用的综合技术方法可为矿区生态环境保护提供技术支撑.

摘要：为明晰水力割缝排渣过程中煤水混合物在钻孔内的运动规律及钻孔煤渣承载量,避免出现因割缝落煤量大于钻孔煤渣承载量导致的堵孔、抱钻等现象,需要掌握煤渣颗粒的形态特征.采用OCCHIO ZEPHYRESR2 动态图像粒度粒形仪,对煤矿井下 4 种工况水力割缝煤渣颗粒开展粒度、粒形测试,使用最小弗雷直径描述颗粒粒度特征,圆形度、不规则度等指标描述颗粒粒形特征.结果显示:从颗粒数量统计,水力割缝煤渣粒度主要分布在 100～350 μm,以颗粒体积统计,煤渣颗粒粒度主要分布在500～4 000 μm;煤渣颗粒的圆形度主要分布在 0.6～0.8,不规则度主要分布在 0.45～0.65;硬煤煤渣颗粒粒径大于软煤,水力割缝单个缝槽前5 min煤渣颗粒粒径大于后 5 min的颗粒粒径.该研究为钻孔内煤水运动规律分析提供了基本参数,对水力割缝相关参数的调节、优化具有一定的参考和借鉴意义.

摘要：朱集东煤矿13-1 煤层具有高瓦斯压力、高瓦斯含量等赋存特征,属于突出煤层,为消除其突出危险性,确保煤层安全高效开采,提出采用地面井分段水力压裂技术对该煤层进行压裂,辅以射孔和水力压裂沿井眼轨迹对各段煤岩层进行卸压增透.遵循分段分簇优化、各压裂段采取不同泵注的策略,对各个压裂区段采取"大排量、大粒径、高砂比"措施来控制液量提高砂粒支撑效果.实际注入的压裂液和加砂量显著高于设计参量,且密集台阵能量扫描四维影像压裂裂缝监测发现各段水力压裂裂缝总体积可达1 061.93×104 m3,稳定产气阶段的瓦斯日产量可达2 500 m3 以上.多种监测数据表明,地面井分段水力压裂技术对13-1 煤层致裂具有较好的适用性,可促进压裂区段裂缝交叉贯通,较好的致裂增渗效果和瓦斯排采效率可为煤层安全开采提供安全保障.

摘要：为解决烟气颗粒物浓度在线监测系统中因零点漂移导致的测量准确度降低问题,设计了一种基于激光散射法的烟气颗粒物质量浓度监测的零点自动校准系统.结合统计学中的概率理论,分析了零点漂移对测量准确度的影响过程,并通过实验室与现场试验对系统性能进行验证.试验结果表明:颗粒物质量浓度越低,零点漂移引起的测量误差越大,当烟气颗粒物排放浓度小于10 mg/m3 时,零点漂移成为主要误差来源;零点漂移表现出波动上漂和波动下漂的特征,最大漂移量可达初始值的2.02 倍;采用零点自动校准技术后,烟气颗粒物质量浓度在线监测系统在现场比对测试中的 95%测量值相对误差小于6.3%.

摘要：为了预防煤矿生产事故带来的人员伤亡和事故损失,提出一种基于功能共振分析模型(FRAM)和复杂网络(CN)进行风险分析的方法.整理近年来 96 起重特大煤矿事故调查报告,分析煤矿特点,将事故致因与煤矿生产过程联系起来,建立具有 14 个功能模块的煤矿生产FRAM模型,构建煤矿生产复杂网络模型;基于CN理论,利用节点中心性和共现率,从节点、边 2 个方面分析了煤矿生产网络结构特征,探究生产开始至事故发生的风险演化路径.根据分析结果,提出煤矿生产事故预防建议.研究结果对预防煤矿生产事故,提升煤矿生产安全水平有重要意义.

摘要："手指口述"安全确认能有效降低煤矿生产过程中操作失误的风险.为解决传统方法在实施过程中缺乏有效监督的问题,基于深度学习技术设计了一套煤矿"手指口述"安全确认系统,通过检测肢体和语言的配合来评判是否达到规范操作,在技术层面上监督、规范和落实"手指口述"安全确认法的实施.使用Whisper语音模型来识别"口述"内容,运用OpenPose进行人体姿态估计.为提高检测精度,采用了增强的Transformer来改进YOLOv8 模型,进行"手指"物体的目标检测;将设计的"手指口述"确认系统应用于检查个人防护用品是否齐全并佩戴规范、检查工作岗位关键仪表设备及运行情况2 种典型场景.在2 种场景上构建数据集进行测试,检测精度分别为 93.86%、86.24%,证明了该系统的有效性.