摘要：目的 城市等级分类与城市规划和城市可持续发展密切相关.为评估机器学习分类方法在城市等级分类方面的适用性,分析夜间灯光遥感数据中可用于城市等级分类的特征的鲁棒性.方法 利用2021年度NPP-VIIRS(national polar-orbiting partnership-visible infrared imag-ing radiometer)夜间灯光遥感影像提取中国297个城市的12个统计特征,基于机器学习方法对城市进行等级识别分类,并使用SHAP(shapley additive exPlanations)对模型解释归因、识别鲁棒性特征.结果 结果表明,每种机器学习方法的ROC(receiver operating characteristic)曲线下面积AUC(area under the curve)均在0.90以上,表现出良好的分类性能,其中随机森林的分类性能最好,准确率为0.75,F1值为0.764 6;针对不同等级城市,机器学习方法的识别能力不同,三、四线城市的分类精度明显低于一、二、五线城市,使用XGBoost与随机森林集成的组合模型方法,总体准确率达到了0.783 3,F1 值为0.805 1;不同模型中每个特征的重要性不同,但鲁棒的夜间灯光特征仍然是一致的.结论 研究表明,基于夜间灯光遥感影像利用机器学习分类方法能够较好地识别城市等级,存在具有鲁棒性的夜光特征变量,降低了城市等级分类复杂度、提高了分类效率.

摘要：目的 为了探明充填料浆泌水特性与细观水分迁移之间的关联机制,揭示宏观-细观结构演化对充填料浆泌水过程的影响规律.方法 通过正交试验设计,开展流动度、泌水率和沉缩率试验,对不同因素极差分析与功效系数计算,利用Matlab 3D可视化多因素耦合作用模型以寻求最优配比,并结合核磁共振(NMR)技术分析最优配比在不同静置时间(5,30,60,90,120,180 min)下的充填料浆细观水分迁移特征.结果 结果表明:充填料浆的最优配比为灰砂比1∶8,质量分数74%、减水剂掺量1%,不同因素对泌水率影响显著性顺序依次为质量分数、灰砂比、减水剂掺量;高质量分数的充填料浆主要以吸附水形式存在,孔隙水作为动态过渡态,其峰面积波动表明其参与吸附水释放与界面再吸附的平衡过程,自由水随着静置时间增加而增大.不同时期的充填料浆泌水过程可划分为诱导期、加速期、恒定期、稳定期,水分转化路径为"吸附水→孔隙水→自由水",诱导期水分迁移速率平缓,加速期吸附水转变为自由水速率最快,泌水速率最快,恒定期保持快速泌水速率,稳定期吸附水转变受阻,料浆泌水稳定.结论 研究结果揭示了充填料浆泌水特性与细观水分迁移关联作用机制,为确保充填质量和尾矿库的稳定性提供了理论支持.

摘要：目的 为解决复杂结构煤层综放工作面回采时巷道围岩破坏严重、稳定性差等问题,以豹子沟煤矿10103工作面为研究对象,探讨巷道围岩应力作用下复杂结构煤层煤柱的破坏机理.方法 综合运用现场实测、力学分析、数值模拟和现场试验等方法,深入剖析复杂结构煤层煤柱的力学特性和围岩稳定性优化策略.结果 推导出复杂结构煤层煤柱理论尺寸计算公式,确定的最佳护巷煤柱宽度为5.66～7.04 m;揭示了复杂结构煤层采动影响下,煤柱塑性区深度为常规煤层的2.8倍,证实夹矸层对围岩应力重分布过程的调控作用;明确了煤柱垂直应力、垂直位移、水平应力和水平位移的演化规律,得出7 m工作面煤柱留设宽度可有效增强巷道围岩稳定性,证实了理论计算的正确性.将所得最佳煤柱尺寸应用于现场,回采期间巷道在采取措施前后效果显著.结论 增加煤柱宽度虽能提升承载能力,但过宽会导致煤柱内部应力在采空区一侧过度集中,危及整体稳定性.研究结果对复杂结构煤层开采煤柱的合理设计与应用具有重要指导意义,为该领域提供了新的理论依据与实践参考.

摘要：目的 为了探讨爆破冲击作用下的边坡动力响应和稳定性演化规律,开展爆破冲击作用下露天矿边坡稳定性模拟研究.方法 以蒙东某露天矿边坡为研究对象,开展了现场爆破监测试验.采用ANSYS/LS-DYNA建立了边坡数值模型,反演了边坡质点的动态响应规律,研究了边坡岩体有效应力、振动速度和测点位移特征;采用极限平衡法和拟静力法推导了爆破冲击下边坡安全系数计算公式.结果 在爆破作用下边坡监测点1～4的应力峰值分别为1.09,0.55,0.23,0.15 MPa,有效应力持续时间分别为8,5,4,3 ms;边坡监测点1～4的X方向峰值振速分别为 9.98,3.88,1.99,0.95 cm/s;边坡监测点 1～4的岩体单元残余变形分别为 0.001 80,0.000 90,0.000 55,0.000 40 cm.结论 结果表明:爆破作用产生的有效应力向岩体内部传播,边坡岩体有效应力峰值随时间和距离增加逐渐减小;随着爆心距增加,边坡质点峰值振速不断减小;在塑性区范围内,边坡监测点单元在爆炸应力波作用下产生残余变形,且岩体单元残余变形随爆心距增加逐渐减小;理论计算得到静力作用(不考虑爆破作用)和考虑爆破作用下该边坡安全系数分别为1.35,1.05,满足规范要求,表明该露天矿边坡处于稳定状态.研究结果可为露天矿边坡爆破施工提供参考.

摘要：目的 煤矿采空区开发利用风险的准确评价是能否建设采空区地下水库的根本依据.以鹤壁中泰矿区 3个煤矿采空区为例,对其开发利用过程中存在的风险进行评价.方法 首先,引入P-S-R(Pressure-State-Response)模型,构建由"地质条件风险-安全条件风险-储水条件风险-经济效益风险"4个准则层,共17个指标组成的煤矿采空区地下水库利用风险评价体系;其次,采用直接测量、模拟计算和间接计算等方法对指标进行量化与分级;再次,利用改进层次分析法(IAHP)与熵权法(EWM)组合赋权优化指标权重;最后,利用集对分析法(SPA),对采空区的利用风险进行分级评价.结果 结果显示:在4个准则层中,权重值最大的是地质条件风险;在17个指标中,影响煤矿采空区地下水库利用风险的关键指标依次为断层个数(A1)、煤层倾角(B1)、矿井涌水量(C3)、利润(D3);33072采空区和 2315采空区的利用风险等级为中风险,3201采空区的利用风险等级为高风险.结论 IAHP-EWM-SPA模型为煤矿采空区地下水库开发利用风险评价提供了一种新方法.

摘要：目的 为提升尾矿库双重预防机制实施的信息化、数字化能力,提高防风险、治隐患的安全管理水平,开展尾矿库双重预防信息化系统建设与应用的研究工作.方法 通过机制体系创建、系统架构确立、软件平台开发、系统部署应用等,建立"双闭环"尾矿库双重预防体系,设计基于B/S结构和手机API终端应用相结合的信息化系统架构,开发尾矿库双重预防信息化系统,并结合某企业尾矿库实际情况部署双重预防信息化系统.结果 形成了风险分级管控与隐患排查治理闭环和通过持续改进达到机制运行闭环的"双闭环"双重预防体系,构建了包括基础层、数据层、通讯层、功能层、用户层和展示层的信息化系统架构,开发了包括风险分级管控模块、隐患排查治理模块、业务辅助功能模块、系统管理模块的尾矿库双重预防信息化系统.结论 经实践应用验证,该系统构建了风险分级管控与隐患排查治理的闭环管理链条,实现了对尾矿库安全风险及隐患的实时辨识、动态管控、精准治理和安全管理数据统计分析及可视化呈现,对提升尾矿库安全管理水平、预防事故发生具有重要意义.

摘要：目的 为揭示冻融循环作用下尾矿的宏-微观损伤机制,开展冻融循环作用下尾矿宏观力学损伤与微观结构影响研究.方法 通过三轴固结不排水剪切试验、扫描电镜(SEM)和微米CT扫描试验,研究冻融循环次数对尾矿力学性能和微观结构的影响规律,并建立宏观力学损伤与微观结构演化的关联机制.结果 结果表明:冻融循环导致尾矿宏观力学特性显著劣化,峰值抗剪强度经1次冻融后降幅达13.35%;5～10次冻融循环阶段的峰值强度下降率为8.8%;10～15次循环阶段峰值降幅减小至 3.9%.经 15次冻融循环后,黏聚力与内摩擦角分别降低50.9%,59.3%.冻融循环作用导致尾矿颗粒棱角磨损及形态圆润化,形状因子由1.38下降至1.34;孔隙分形维度从 1.55 增至 1.64,孔隙率由 8.9%上升至 16.91%,其中连通孔隙占比从4.68%显著提升至15.51%.研究进一步揭示了孔隙率与抗剪强度呈非线性负相关,内摩擦角随颗粒形状因子增大呈指数增长规律.结论 研究结果可为冻土区尾矿库稳定性分析及灾害防控提供参考.

摘要：目的 针对矿井下定位盲区、工作面人员定位精度不足以及非视距(non-line-of-sight,NLOS)误差等问题,提出一种基于超宽带(ultra-wideband,UWB)技术的矿井人员协同定位算法,旨在显著提升定位精度,优化基站部署方案,并为矿井安全管理提供高效、可靠的技术支持.方法 首先,算法利用矿井人员携带的移动节点作为中继节点,构建协同定位机制,通过信号中继有效降低UWB基站在井下工作面的部署密度和通信半径要求.这种设计不仅适应复杂巷道环境,减少定位盲区,还可显著提升信号覆盖范围,克服空间狭窄和基站布设受限的挑战.其次,为解决NLOS误差对定位精度的影响,算法采用两阶段误差消减策略:通过高斯模型对NLOS误差进行初步建模与校正,有效削弱由墙体、设备等障碍物引起的信号传播偏差;结合网格筛选策略,通过划分网格并剔除异常值,进一步提高定位数据的可靠性.最后,算法引入一种改进的麻雀搜索算法,通过自适应步长和动态权重机制优化全局寻优过程,显著提升收敛速度和定位精度.结果 仿真结果表明,所提算法平均定位精度达到0.19 m,相较于同类型效果较优的相关算法具有更高的精度和稳定性,且在基站数量较少时仍能保持优异性能,计算效率满足实时需求.结论 所提算法有效解决了井下定位的技术难题,为矿井人员的安全监控提供了高效、精准的解决方案,具有重要的理论和应用价值.

摘要：目的 为了深入探究大型尾矿库极端工况下溃坝过程中孔隙水压力、土压力的动态演化规律以及下泄尾砂流的冲击特性和运动行为,为高势能尾矿库风险评估与安全防控提供科学依据.方法 以广东某大型山谷型尾矿库为原型,基于几何相似比1∶100构建高精度室内物理模型,并创新性地集成了多源传感监测系统.试验模拟了500年一遇极端降雨引发洪水漫顶导致的溃坝情景,并系统记录从蓄水、漫顶、溃口形成扩展到最终失稳的完整过程.结果 结果表明:(1)孔隙水压力呈"蓄水阶段阶梯上升、溃决阶段骤降、消散阶段缓慢降低"的三阶段演化特征,坝体附近孔压消散速率较库尾快40%;(2)土压力变化在坝体前部区域响应剧烈,峰值达13.6 kPa后线性衰减,中后部保持稳定,反映出溃口影响范围的空间非均匀性;(3)溃流量与泥沙瞬时剥离量呈非线性正相关关系,最大溃流量达240万m³,相当于原型总库容的48.7%,溃口峰值流速2.6 m/s;(4)下泄尾砂流流速分布受地形粗糙度控制,沟道中部流速呈"驼峰形",泄流量增大时演变为"双驼峰形",垂直沟道流速符合"中间快、两侧慢"特征,涡量峰值与地形粗糙度正相关.结论 研究提出的"双驼峰流速模型"揭示了复杂地形条件下尾矿浆体下泄的流态特征与涡量演变规律,为尾矿库下游灾害范围预测、冲击力评估和防护工程设计提供了新的理论工具与技术支撑.

摘要：目的 受库水位变幅影响,浸润线与库水位观测值呈现一定相关关系,但其相关作用机制尚需明确.方法 采集典型上游式尾矿库浸润线和库水位的原型观测数据序列,建立相关统计回归模型,开展浸润线与库水位绝对值、水头、时效之间的关联关系研究,采用拟合优度判定回归效果;基于上述回归模型,采用灰色关联分析理论对比不同因子的重要性,获得不同因子与浸润线观测值的灰色关联系数,对不同因子的重要性进行排序,揭示浸润线的主要影响因素.结果 统计模型中构建的各因子空间变化趋势与因变量存在较强的依赖关系.浸润线观测值与水头实测值H因子、水头平方H2因子、水头3次方H3因子、前5～30日水头平均值和前5～30日平均水头上升速率因子有关,统计回归结果具有较高精度.结论 不同位置浸润线观测值的统计回归模型效果不尽相同,但均与水头实测值和变化速率有关,并与时效体现一定的相关性,随着时间序列拉长,与时效的相关性逐渐减弱.

摘要：通过对我国煤矿瓦斯抽放现状的分析,指出预抽时间短、钻孔工程量不足、封孔质量差、抽放系统不匹配、管理不到位是造成目前我国煤矿瓦斯抽放率偏低的主要原因,并结合国内外的最新研究进展,探讨了解决上述问题的技术对策.

摘要：综述了国内外在煤层瓦斯渗流力学研究方面的现状，总结了我国近年来在煤层瓦斯渗流力学研究领域所取得的重要进展，展望了该研究领域中需要深入研究的方向和有关的发展趋势，认为创建的发展瓦斯越流的固气耦合模型及其数值方法，对丰富和完善瓦斯渗流力学具有重要的理论和现实意义．

摘要：针对单一低透气性煤层瓦斯含量高、预抽效果不理想的情况,采用液态CO2相变致裂技术,在穿层钻孔中利用瞬间产生的高压CO2气体冲击煤体,产生大量裂隙并促使裂隙发育、扩展,以达到提高煤层透气性的目的.在河南焦煤能源有限公司九里山16051底抽巷进行的试验表明:液态CO2相变致裂技术可有效提高瓦斯抽采效果,试验后平均抽采流量0.057 m3/min,是试验前平均流量的4.3倍,是相同抽采时间内水力冲孔措施平均抽采流量的2.3倍;抽采体积分数也有所提升;在试验考察期内流量衰减系数降低到0.046 d-1,增透效果显著.

摘要：通过分析混凝土硫酸盐侵蚀反应类型,阐明了混凝土硫酸盐侵蚀机理;通过对混凝土组分、混凝土内部孔隙类型及其分布、侵蚀溶液及混凝土所处的工作环境的研究,探讨了影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素,并在此基础上从降低混凝土组分与硫酸盐反应的活性和改善混凝土的孔隙结构等方面提出了提高混凝土抗硫酸侵蚀能力的思路和途径.

摘要：煤吸附甲烷量一般用Langmuir方程来表示.Langmuir方程是用单分子层吸附模型推导出来的;在理论上,煤吸附甲烷不符合单分子层吸附模型.由于煤吸附甲烷得到的吸附等温线都属于第Ⅰ类吸附等温线,所以可以用Langmuir方程来表示煤吸附甲烷量;同时,Langmuir方程使用方便,两个吸附常数a和b的物理意义明确,因而应用广泛。

摘要：为了确定不同硬度的煤在高压水射流破煤时所需的破煤压力,以淮南矿业集团潘三矿和谢桥矿为试验点,通过理论计算把实际用的多喷嘴转化为计算用的当量喷嘴,通过当量直径和流量系数计算出水射流的压力,再扣除管路系统的压力损失就能得出高压水射流的出口压力,再结合矿井的实际条件可知实验煤层的坚固性系数,通过拟合的煤层抗压强度与煤的坚固性系数关系σc=10f就可得出煤的临界抗压强度.从而得出水力冲孔高压水射流所需的破煤压力,理论分析并结合实际考察得出合理的破煤压力取8～15 MPa比较合理.

摘要：介绍了“深基坑工程监测数据处理与预测报警系统”的功能、结构、开发运行环境及其建立方法．该系统对深基坑的监测数据实施数据库管理；采用灰色系统理论建立变形预测模型；采用若干定性和定量指标进行深基坑工程极限状态的分析判别与险情预报；该系统是一个集监测数据处理、图形绘制与管理、变形预测及险情分析判别于一体的专家集成系统．

摘要：基于相似理论的基本原理,根据我国120多个地表移动观测站的监测数据,导出了开采沉陷预计参数与岩体综合变形模量E、采深H和采厚M等因素之间的统计公式,即地表下沉系数q、水平移动系数b、主要影响角正切tanβ和拐点偏移距与采深的比值S0/H与相似准则E/Em和ρH2(100-MEm)之间呈线性关系.研究表明:岩体的综合变形模量对开采沉陷预计参数的影响显著,采深主要影响拐点偏移距,对其它预计参数的影响甚微,而采厚对所有预计参数的影响都很小,可忽略.

摘要：通过回顾地应力测量的起源及发展历程，对地应力测量方法进行了归类分析，明确了各种方法的基本原理、优缺点及应用范围；同时，对地应力测量的最新发展趋势以及目前我国在地应力测量方面面临的问题与挑战进行了剖析．研究成果对于采用较好的地应力测量方法以提高地应力测量精度无疑具有重要的指导意义．