冲击地压煤矿巷道锚杆动力响应特征与破坏规律研究摘要:针对深部煤矿巷道冲击地压灾害频发、锚杆支护动力响应机制不明确的问题,采用数值模拟与现场试验相结合的方法,系统分析了不同冲击韧性锚杆在动载荷下的力学响应特征及破坏规律;基于LS-DYNA软件建立锚杆冲击模型,模拟屈服强度 500 MPa、冲击吸收功 15~94 J的锚杆在20 ms等腰三角形载荷作用下的动态响应,通过分析锚杆的Mises应力分布、断口特征、位移变化及能量吸收规律,揭示冲击韧性对锚杆破坏模式的影响机制,并应用于唐口煤矿 7307轨道巷锚杆支护设计中.研究结果表明:随着冲击韧性的增加,锚杆断裂时的Mises应力也会随之增加,断口颈缩现象显著增强;相同冲击载荷作用下,锚杆的冲击吸收功越高,断裂时的位移越大,要使冲击韧性高的锚杆在固定的冲击时间内断裂,需要施加高的冲击载荷;冲击载荷越高,锚杆在塑性变形阶段的变形率越大,导致锚杆在没有充分发挥变形能力的情况下断裂,就会出现锚杆的冲击韧性高而延伸率低的情况;锚杆的变形量随着距冲击载荷施加处距离的减少而增加,但是在距固定端 1.5 m的范围内变化不大,进一步揭示了锚杆变形的局部效应,在距冲击点 1.5~2.0 m范围内,变形量较 1.0~1.5 m段增加 50%,且塑性应变首先出现在固定端并向冲击点扩展,最终在螺纹段集中破坏.
锚杆支护数值模拟冲击地压动力响应特征冲击韧性
基于多维度和劈窗算法的五宫煤矿煤火时空变化研究摘要:为研究新疆五宫煤矿煤火的时空变化,对矿山煤火的修复和治理提供帮助.选取2014-2023 年的Landsat8-9 OIL/TIRS C2 L2 遥感数据,分为开采期、停产期和治理期 3 个阶段,采用劈窗算法反演地表温度,利用皮尔逊相关性分析验证反演精度,然后结合实地调查,用稳健统计法将矿区分为低温区、次低温区、次高温区、高温区和煤火区 5 个等级区域,利用栅格统计法、标准差椭圆和引入土地利用转移矩阵,从面积、空间变化和等级区域转移 3 个维度对矿区高温区和煤火区进行分析,得到煤火时空变化规律.结果表明:高温区和煤火区的面积在开采期和停产期出现 2 次增加,2017 年煤火最为严重,治理期煤火面积开始减少;从开采期到治理期煤火整体范围缩小,向东西方向转移,煤火区分布集中在东西方向一线;3 个阶段煤火区的转出和流入对象均为高温区,高温区在开采期的转出和治理期的流入对象主要是煤火区.研究结果说明,对高温区和煤火区的治理是矿山生态修复的关键.
遥感技术矿山煤火劈窗算法标准差椭圆土地利用转移矩阵
基于磁异常的煤田烧变岩边界识别方法摘要:烧变岩是煤矿主要隐蔽致灾因素之一,磁法探测是烧变岩分布范围圈定的主要手段,但边界的准确识别是需要解决的难题.为了利用磁异常数据准确确定煤田烧变岩边界,采用理论分析、模型计算与现场试验的手段分别对单层和双层烧变岩边界进行识别研究.选取 4 种边界识别算法对单层模型正演化极结果进行处理,对比分析边界识别效果;对多种组合的二级处理结果进行分析,根据识别效果优选组合识别算法;将优选的 2 种组合识别算法应用于双层模型,确定最优组合识别算法;通过现场试验验证边界识别算法的可靠性.结果表明:基于化极磁异常(RTP)数据的总水平梯度模(THDR)、垂向梯度(VDR)、解析信号振幅(ASM)、梯度倾斜角(Tilt)均能不同程度显示单层模型的边界,其中总水平梯度模型依靠极大值识别具有更高的清晰度;多种组合的二级处理结果的对比显示,化极磁异常+总水平梯度模+梯度倾斜角(RTP-THDR-Tilt)结果能清晰识别单层烧变岩边界,且识别信号连续性良好;进一步对双层模型的测试显示,多种组合二级处理中RTP-THDR-Tilt的结果能较好地确定叠加烧变岩的边界;煤矿现场试验数据的RTP-THDR-Tilt结果显示,得到的边界条带分布符合矿区地质特征,圈定的 2 层烧变岩边界与钻探揭露结果一致.
磁异常磁法探测烧变岩边界识别隐蔽致灾因素
软岩边坡露天煤矿多级旋转滑坡失稳机理研究摘要:蒙东地区软岩边坡露天煤矿滑坡具有多极性及旋转性特征,为探明滑坡形成机制及变形机理,以蒙东地区某多级旋转滑坡为研究对象,基于研究区多级旋转滑坡的基本特征分析,通过室内岩土物理力学特性试验探讨软岩力学性质在不同含水率下的变化规律;结合全球导航卫星系统(GNSS)边坡监测数据及滑坡应力状态,分析滑体不同位置的运动特征、滑体自身的运移规律、滑坡各个阶段的运移状态,以及滑坡体各个位置的应力作用方式;通过边坡稳定性验算,分析边坡沿其他弱层位置滑动下的稳定性及边坡沿不同深度弱层滑动的稳定状态,推测滑坡的后期形变趋势;基于数值模拟方法,建立 1 500 m×1 000 m×360 m的三维边坡模型,通过分析边坡变形过程中位移和等效塑性应变变化,揭示多级旋转滑坡的失稳模式.结果表明:边坡软岩受地下水影响较大,滑坡形成受软岩弱层控制,是岩土体渐进性形变的主要因素;滑坡整体具有向南侧及向深部扩展的趋势,整个滑坡形变过程可以划分为滑坡孕育及弱层活化、滑坡蠕滑及加速失稳、滑坡扩展及主滑面形成、滑坡多级扩展失稳 4 个阶段.
软岩边坡多级旋转滑坡全球导航定位系统(GNSS)边坡变形特征边坡失稳模式
基于SEM与SD模型的工作压力视域下矿工不安全行为干预策略摘要:为降低矿工不安全行为,减少煤矿事故发生,从矿工工作压力视域出发,采用信效度较高的矿工工作压力量表与不安全行为量表,精准测量矿工各维度工作压力及不安全行为水平;通过搭建矿工工作压力对不安全行为的结构方程模型,揭示矿工工作压力各维度对不安全行为的影响作用.在此基础上,构建矿工工作压力对不安全行为的系统动力学模型,仿真分析工作压力各维度干预不安全行为的效果.研究结果表明,矿工工作压力各维度均与不安全行为具有正向相关性,工作压力各维度对不安全行为作用影响排序为:工作环境压力(0.68)>岗位职责压力(0.50)=组织体制压力(0.50)>家庭环境压力(0.40)>职业发展压力(0.28)>人际关系压力(0.15).采取各项工作压力干预策略均可降低矿工不安全行为水平,在干预措施起效时间方面,工作环境压力的各项干预策略起效时间最短;在干预措施效果方面,组织体制压力中制度合理性的干预效果最佳.提升整体环境良好度、促进权责清晰度、增强沟通顺畅度、加强上级支持力度、提高支持理解程度及优化制度合理性是缓解矿工工作压力,降低不安全行为发生的有效措施.
矿工不安全行为安全管理工作压力结构方程模型干预策略系统动力学模型
煤仓自燃液态CO2降温规律实验研究摘要:煤仓作为大型储煤场所,因漏风和烟囱效应易发生自燃.为研究液态CO2 对煤仓自燃的处置效果,模拟煤仓结构搭建了煤仓液态CO2 降温实验台,测试了煤仓在液态CO2 注入过程中与停注后温度变化规律,并分析了高温区域温度场变化情况.结果表明:液态CO2 注入煤仓过程中,主要降温区域集中在液态CO2 释放口以及渗流通过区域,a、b、d平面平均温度分别下降 22.7、33.0、10.2℃,降温区域分别为相变降温区、渗流降温区和对流降温区;停注后,相比于注入前,上、下部高温区域温度分别下降 22.3、16.8℃,煤仓内煤体温度变化主要依靠煤体温差传导换热及低温干冰升华吸热.
煤仓煤自燃液态CO2防灭火技术惰性气体降温规律温度场
锚杆-泡沫铝联合支护锚固体单轴压缩声发射特征试验研究摘要:为了研究锚杆-泡沫铝联合支护冲击地压巷道的支护机制,对不同锚杆数量和泡沫铝厚度的 8 种锚杆-泡沫铝联合支护锚固体进行了单轴压缩试验,研究了不同支护参数下锚固体的力学特性及破坏机理.通过在单轴压缩过程中不同支护参数下锚固体声发射信号中提取与冲击地压有关的声发射特征值,研究了锚固体声发射特征值的演化规律以及与支护参数、试样力学参数、试样冲击倾向性参数的关联性.结果表明:泡沫铝能够提高锚固体的强度和韧性,提高系统弹性能耗散能力,减少系统内以机械能形式释放的弹性能,进而提高锚固体抵抗冲击破坏的能力;声发射振铃计数与能量演化呈现 3 阶段特征,其中缓慢上升阶段时长占比与泡沫铝厚度呈正相关关系,且破坏时未出现传统支护的"垂直式增长"现象,表明泡沫铝通过刚度强化和大变形吸能可有效抑制能量突变;建立了声发射参数与力学参数、支护参数、冲击倾向性参数的定量关系模型;声发射b值演化呈现3 阶段特征,临近破坏时的b值大小与泡沫铝厚度呈线性正相关关系,当泡沫铝厚度为 5、10、15、20 mm时,b值分别为 0.069 07、0.081 15、0.089 67、0.100 25.
冲击地压声发射相似模拟泡沫铝锚杆支护联合支护围岩控制
动载作用下深部巷道围岩破坏特性和破裂区演化规律摘要:随着煤矿开采深度的不断增加,因动力扰动产生的深部巷道工程灾害频发.为认清因动载作用引发的灾害作用机理,采用理论分析、数值模拟等研究方法,总结了深部巷道的动载特征,围绕应力波峰值和应力波延时 2 个影响围岩变形破坏的因素对深部巷道的围岩变形破坏特性进行了分析,并以朱集西煤矿工作面直接顶断裂引发冲击扰动为工程背景,对巷道的破裂区演化规律进行了模拟分析.结果表明:应力波峰值和应力波延时与围岩破坏的关系密切,随着冲击荷载峰值的增加,岩石试样的极限强度和峰值应变也会随之不断提高,但是极限强度的增速会逐渐放缓,岩石试样从下向上在内部逐渐形成"V"形剪切面,导致整体破坏;在荷载延时方面,随着荷载延时的增加,岩石的极限强度有增加的趋势,峰值应变影响较小,岩石试样的破坏呈现出从上向下的发育模式;随着应力波峰值的增大,巷道周边的拉伸破裂区范围和压剪破裂带范围不断增加;随着应力波延时的增加,拉伸破裂区范围逐渐减小,压剪破裂带范围逐渐增加.
动载作用冲击扰动应力波深部巷道围岩破坏动力灾害
基于云边协同的煤矿设备智能故障诊断方法摘要:随着煤矿智能化进程加速发展,煤矿设备故障诊断的精度与实时性愈发关键,在保障生产效率、人员安全方面发挥着重要作用.然而,在实际的故障诊断作业中,可能因为数据缺失、数据异常、网络传输等多种问题影响故障诊断的实时性和准确性.因此,为了满足煤矿设备故障信号异构和实时状态反馈的需求,提出了一种云边协同的煤矿设备智能故障诊断方法,结合云端更强大的计算能力和边缘端的近距离传输,提供了更高效、更准确的故障诊断解决方案.在边缘端对煤矿设备监测数据进行预处理,借助随机森林、孤立森林、变换域滤波等算法,去除数据中的噪声、填补缺失值、识别异常值,确保数据的完整性和准确性;完成预处理后,将数据发送至云端,云端接收到数据后,进一步开展普适性故障诊断模型的训练.首先通过卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)自动提取数据中的局部特征,然后利用双向门控循环单元(Bi-directional Gated Recurrent Unit,BiGRU)学习数据的时序依赖关系,并结合卷积块注意力机制(Convolutional Block Attention Module,CBAM)对不同特征进行权重分配,以提升模型的诊断性能.云端完成复杂模型的训练后,将训练好的模型参数及时发送至边缘端,边缘端根据接收到的参数,更新轻量级学习模型ShuffleNet V2 的参数,进而实现对煤矿设备的实时故障诊断.仿真试验验证了所提方法的有效性,边缘端实时故障诊断准确率可以提高至 99.7%,能够有效保障煤矿生产的安全与高效运行.
煤矿设备智能故障诊断云边协同卷积神经网络双向门控循环单元注意力模块
露天矿双尘源粉尘分布特征数值模拟摘要:为研究露天煤矿不同工序作业对粉尘污染的影响,以中联润世新疆露天矿为工程背景,现场测定了露天矿双尘源作用下的粉尘浓度,并分析了露天煤矿的产尘机理.通过建立露天矿双尘源粉尘扩散数学模型,利用SolidWorks软件构建了等比例几何模型,进一步研究双尘源耦合运移的分布特征.结果表明:卡车装载及运输时,大颗粒粉尘因离心力和重力快速沉降,粒径小于 5 μm的颗粒很难沉降;模拟结果显示,在 0~50 s内粉尘质量浓度主要围绕产尘面变化,50~150 s粉尘沿风流方向移动形成旋涡,150 s后部分沉降或逸出;200 s内粉尘扩散距离随时间的增加而增加,粉尘质量浓度在粉尘源中心最高,随扩散距离的增加而逐渐减小;在双尘源的情况下,粉尘质量浓度为不同产尘面粉尘源与各虚源粉尘质量浓度之和,且大颗粒易沉降.
露天煤矿双尘源产尘机理粉尘扩散粉尘治理粉尘污染
渭北煤田采场底板破坏特征及奥灰含水层顶部注浆改造分析摘要:随着我国渭北煤田开采规模的不断扩大,采场底板受下伏奥陶纪灰岩高承压水的威胁日趋严重,导致底板发生突水的频率明显增加,准确预测底板破坏特征是预防煤矿突水事故的关键环节.为研究采场底板破坏特征,基于矿山压力理论,建立了采场底板走向力学计算模型;利用MathCAD软件生成周期来压时沿工作面走向底板岩体的垂直应力、水平应力及剪切应力系数等值线图,并根据Mohr-Coulomb屈服准则判定采场底板破坏特征.结果表明:周期来压时,采场底板沿工作面走向最大破坏深度约为 15 m,位于煤壁前方底板处,呈"前方深后方浅"的近似"勺形"破坏形态.FLAC3D模拟结果表明,采场底板最大破坏深度随着工作面推进距离的增加而逐渐趋于稳定,当工作面回采推进至 140 m时,采场底板最大破坏深度稳定为 15.5 m,该结果与承压水煤层底板"三带"破坏理论模型高度吻合.鉴于现行《煤矿防治水细则》中突水系数评价方法存在未考虑采动扰动对有效隔水层厚度影响的局限性,提出了奥灰含水层顶部注浆改造厚度的量化计算公式.针对澄城二矿复杂水文地质条件,采用下层"保厚治理层"、上层"检验加强层"的平面交叉、垂向错距双层区域治理网状布孔结构,封堵奥灰含水层顶部岩溶裂隙,将其改造为弱含水层或隔水层,以实现探查封堵导水通道、增加隔水层厚度的目的.
采场底板矿井突水底板水害破坏特征区域治理奥灰含水层顶部注浆改造
基于煤矿提升机操作的人员心理负荷评估研究摘要:为了准确评估煤矿提升机操作过程中人员的心理负荷等级,有效减少因人员心理负荷过高引发的煤矿安全事故,首先通过模拟煤矿提升机操作,结合N-back听觉次任务,设计了低、中、高 3 种难度的任务场景,采集了 18 名试验人员的生理信号(心电、皮电、呼吸),同时收集了任务负荷指数量表(NASA-TLX)主观评分和次任务失误次数,并采用正态性检验和假设检验的方法得到显著性指标;其次,基于显著性指标,采用支持向量机、随机森林和K最近邻 3 种机器学习方法,构建了作业人员的心理负荷评估模型;最后比较在 3 种机器学习算法下不同生理信号及组合的分类准确率.结果表明:随着次任务难度的增加,主观评分显著提高,次任务失误次数显著增加;不同任务难度下,心电指标中平均心率值(meanHR)、心动间隔的标准差(SDNN)、NN50 除以NN间期总数的比例(PNN50)、皮电指标中皮肤电导率(SC)存在显著差异,呼吸指标没有显著差异.分类识别效果表明,不同生理模态下,构建的心理负荷评估模型准确率不同:基于双模态生理信号的分类模型准确率普遍高于单模态生理信号分类模型;双模态(心电+皮电)下随机森林分类模型的准确率最高,识别准确率达到 86.5%.
煤矿安全心理负荷疲劳监测心电信号皮电信号机器学习煤矿提升机
钻孔割缝注浆受载体破坏特征与裂隙扩展研究摘要:钻孔注浆封孔作为瓦斯抽采的主要技术手段之一,封孔质量的优劣直接决定着抽采效果的好坏.为提高注浆堵漏效果,将所采集岩样进行钻孔割缝,并对不同割缝数量的岩样进行注浆封堵,制成割缝注浆试样.基于煤岩三轴压缩试验系统,对试样进行三轴压缩力学测试,得到不同割缝数量注浆试样的抗压强度.通过工业CT扫描设备对压缩后试样进行扫描,得到试样破坏后的二维裂隙网络特征,利用AVIZO图像分析软件对不同试样CT扫描结果进行识别,分析不同试样压缩后裂隙的二维发育特征,同时利用VG Studio MAX图像分析处理软件进行三维重构,分析试样割缝数量与裂隙率、分形维数和欧拉数的相关性.结果表明:割缝数量直接影响钻孔注浆试样的力学性质,随着割缝数量的增多,试样强度呈减弱趋势;根据破坏试样的工业CT扫描结果,分析裂隙发育情况及裂隙网络的复杂性和连通性发现,割缝对受载注浆体的裂隙发育扩展具有导向作用,孔裂隙发育的优势角度为±45°,且该方向裂隙发育较为突出;随着割缝数量的增加,裂隙率和三维分形维数呈线性增大,欧拉数则随着钻孔割缝数量的增加呈线性减小;钻孔割缝注浆有利于提高封孔质量,但割缝数量过多会劣化封孔质量.
钻孔注浆钻孔工艺割缝注浆裂隙发育CT扫描钻孔抽采瓦斯治理
AI视觉技术对井下矿工不安全行为识别综述摘要:井下矿工的不安全行为是引发矿山安全事故的主要因素之一,实时、准确地识别并预警此类行为对于提升矿井安全管理水平具有重要意义.随着人工智能(AI)视觉技术的快速发展,其在矿工不安全行为识别中的应用受到了广泛关注,并展现出了显著的技术优势.为了系统地梳理该领域的研究进展,探讨AI视觉技术在矿山安全管理中的应用现状及挑战,对相关研究进行了系统性综述:结合矿工不安全行为的特点,将其划分为静态行为和动态行为,以分析不同行为类型的识别方法及其适用性;重点介绍AI视觉技术在行为识别中的关键技术流程,包括数据获取、目标检测、行为识别及分类,并总结现有研究的主要方法及技术创新;此外,展示了不同算法在实际场景中的表现.研究表明,AI视觉技术在矿工不安全行为识别方面取得了重要进展,能够有效提高矿山安全监管能力,但仍面临一些挑战:矿井环境中的光照变化、粉尘干扰、目标遮挡等复杂因素仍对识别精度产生较大影响,导致现有的方法存在一定局限;另一方面,数据资源的缺乏也成为制约技术发展的重要因素,当前可用的矿工不安全行为数据集规模有限,难以覆盖多种行为类型和复杂场景,影响了识别模型的训练效果及实际适用性;同时,尽管部分研究开始探索多模态信息融合,但该方向仍处于发展阶段,相关技术体系尚未成熟.未来研究应进一步提升AI视觉技术在复杂矿井环境下的适应性,优化算法结构以降低计算成本,加快构建高质量、多样化的矿工不安全行为数据集,以支撑更加精准和高效的行为识别;同时,多模态融合技术的发展有望进一步增强行为识别的鲁棒性,为矿山安全管理提供更加智能化的解决方案.
AI视觉矿工不安全行为行为识别矿井安全生产目标检测
特厚煤层变面采场覆岩破断释能规律与防冲技术研究摘要:针对变面采场开采中围岩稳定性控制难度大、冲击危险性高等问题,以新疆宽沟煤矿I010206 工作面为工程背景,建立工作面顶板FLAC3D数值模型与周期断裂力学模型,分析变面采场围岩应力与能量演化特征,揭示工作面覆岩破断诱冲机制,提出了水力压裂顶板超前弱化解危技术并对卸压效果进行对比检验.结果表明:在采场开采期间,随着工作面宽度增加,超前支承压力峰值和应力集中程度大幅增高,超前支承压力峰值由 13.05 MPa增加至 16.67 MPa,应变能密度峰值由 46.77 kJ/m3 增加至 96.72 kJ/m3;工作面回采期间,由于坚硬顶板的存在,易形成大面积悬顶,顶板内集聚的弹性应变能明显上升,当坚硬顶板达到其极限跨距时发生破断,释放的大量能量易引起矿山压力显现;工作面变宽后顶板载荷增加,上覆岩层载荷向工作面前方煤体和工作面两端煤体进行传递,B4-1 煤层I010408 工作面开采后支承压力与B2 煤层I010206工作面开采后超前支承压力叠加后应力集聚程度较高,采空区侧向支承压力与形成的高静载和顶板大面积垮落的高动载更易诱发冲击地压.针对顶板能量集聚程度较高、坚硬顶板发生垮落时动载扰动较强等现场冲击危险因素,提出了水力压裂顶板超前弱化措施.通过支架压力与微震数据对水力压裂与预裂爆破卸压效果进行对比检验发现,使用水力压裂技术后,工作面顶板来压步距降低,微震信号呈现出低能高频特征,工作面冲击危险性明显下降,保障了工作面安全回采.
围岩控制水力压裂冲击地压变面采场应力分布能量演化
我国矿山救援队伍先进适用装备配备体系研究摘要:通过系统梳理我国矿山事故分类,将矿山事故归纳为矿山井下事故和矿山地面事故2 类,并深入分析其特点和规律.结合矿山救援的实际场景和战法特点,采用需求分析和配备原则探讨的方法,对矿山事故救援装备的配备体系进行了研究,研究对象为 1 个中队,每个中队由3 个小队组成.首先,对矿山救援队伍的侦测搜寻、钻掘救援、破拆支护、矿井排水、灭火抢险 5类装备的配备需求进行了详细分析,明确了各类装备在不同事故类型和救援场景下的具体功能:每个中队应配备三维激光扫描仪、雷达生命探测仪、音视频探测仪等侦测搜寻装备,以及矿山井下水平小口径钻机等钻掘救援装备;其次,探讨了矿山救援队伍先进适用装备配备的原则,包括部分装备按小队配备,部分装备按中队配备,部分装备结合实际需求配备,部分装备可选配等;再次,确定了装备优先级配备原则,提出了井下生命搜寻装备、井下钻掘救援装备、井下排水泵及管路、露天矿山侦测装备等重点配备方向;最后,从装备研发和装备配备 2 个维度,对矿山事故救援装备工作提出了建议,如加强井下侦察无人机、顶板位移监测装备、气囊式密闭装置、轻量化井下排水泵等技术装备研究,加强配备井下生命搜寻装备、井下钻掘救援装备以及边坡雷达、三维激光扫描仪等侦测装备等.
矿山事故矿山救援队伍救援装备配备应急救援生命搜寻装备
胶结孔隙介质化学注浆浆液充填与减渗规律试验研究摘要:随着煤炭资源开采深度的增加及地下工程向深部延伸,砂岩孔隙水害问题日益凸显.化学注浆是深部孔隙岩层水害治理的有效手段,目前仍面临充填率与减渗效果偏低等技术瓶颈.为揭示化学浆液在孔隙介质中的充填、渗流、扩散及减渗规律,采用近透明石英砂与中性硅酮胶混合制备胶结孔隙介质模型材料,以透明有机玻璃管构建试验模型,利用脲醛树脂浆液开展化学注浆试验,通过可视化观测技术记录浆液渗流扩散过程,获取孔隙介质的孔隙率、渗透率、减渗率及充填率等关键参数,深入分析化学浆液对孔隙介质的充填特性与减渗机制.研究结果表明:浆液在饱和胶结孔隙介质中渗流时,渗流范围与非渗流范围无明显分界面,且浆液对孔隙的充填率随与注浆入口距离的增大呈整体递减趋势;饱和孔隙介质化学浆液渗流规律介于活塞式及非活塞式驱替模式之间;在浆液扩散范围内,模型材料的渗透率大幅减小,实测减渗率均在97%以上,且减渗率随测试段与注浆入口距离的增加呈下降趋势.
水害防治孔隙介质注浆模型试验充填率减渗率化学注浆
《煤矿安全》投稿指南煤矿安全投稿指南
静态破碎剂多排钻孔破岩规律及在巷道扩帮中的应用摘要:静态破碎剂(SCA)具有安全性好、无有害气体、无震动等优点,广泛应用于矿山或地下工程的岩石破碎工程.针对山西焦煤某矿车场巷道扩帮工程和环境条件,选择适宜型号静态破碎剂,采用实验室试验、数值模拟和现场工程试验相结合的方法,测试了巷道围岩的力学参数以及SCA的膨胀性能,研究了多排钻孔条件下SCA对巷帮岩石的致裂规律,得到了合理的致裂钻孔参数及排间距分布,提出了静态破碎剂注浆法施工工艺.结果表明:孔间距越小,SCA致裂效果越好,致裂所需时间越短;在保证致裂效果的前提下,还应结合生产班组 8 h轮班制的施工方案,建议采用 300 mm钻孔排间距布置;数值模拟分析得到了多排钻孔致裂过程的应力分布及裂隙扩展规律.研究成果表明,多排钻孔SCA致裂能够安全高效处理煤岩巷扩帮、起底、挑顶等自由面的致裂工程.
静态破碎剂岩石致裂钻孔布置数值模拟巷道扩帮
基于红外/可见光双模态融合的无轨胶轮车运行前方人员检测方法摘要:无轨胶轮车以其卓越的适应性、灵活性、高效性逐渐成为现代煤矿辅助运输中的核心组成部分.煤矿井下辅助运输沿线光照条件差、场景信息复杂,导致无轨胶轮车事故频发,严重威胁辅助运输沿线作业人员的生命安全.针对煤矿井下辅助运输沿线无轨胶轮车运行前方侵入人员的可靠识别问题,提出了基于红外/可见光双模态融合技术的辅助运输沿线人员可靠识别方法,构建了基于多尺度特征交互模块红外/可见光双模融合网络,采用多级同尺度融合与跨尺度融合相结合的方式,设计了基于窗口多头自注意机制和基于滑动窗口多头自注意机制,有效保留了红外图像与可见光图像的结构细节特征.仿真结果表明:在处理红外/可见光融合方面,所提双模融合网络在峰值信噪比、结构特征相似指数、均方误差、相关度指标均高于Dif-Fusion、SwinFusion 2 种常用图像融合网络;优化了YOLOv8 目标识别网络后处理方式,采用DIoU-NMS结构提升了目标定位的精度,并降低了算法漏检率,实现了辅助运输巷道作业人员的可靠识别.此外,基于煤矿井下场景实拍图像并在基础上进行处理扩展,建成了面向煤矿井下辅助运输沿线人员检测任务的有效数据集.中煤华晋集团有限公司王家岭矿开展的工业性试验结果表明:所构建的无轨胶轮车运行前方侵入人员可靠识别方法的人员检测精确率可达 97.58%,召回率可达 98.54%.
无轨胶轮车红外/可见光图像多源图像融合人员识别深度学习