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Transformer架构驱动下的综采工作面矿压时序特征智能预测
1
作者 杜锋 陈博 +7 位作者 王文强 浦海 杜雪明 李国栋 乔瑞 李鑫磊 徐杰 曹煜 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第2期1-13,共13页
【背景】矿压预测是顶板灾害预警和管理的重要手段,是智能化矿井安全生产的前提和基础。开采过程中综采工作面环境复杂多变,导致基于电液控制系统采集的支架压力数据分布差异较大,预测困难。【方法】基于Transformer的矿压预测模型,使... 【背景】矿压预测是顶板灾害预警和管理的重要手段,是智能化矿井安全生产的前提和基础。开采过程中综采工作面环境复杂多变,导致基于电液控制系统采集的支架压力数据分布差异较大,预测困难。【方法】基于Transformer的矿压预测模型,使用线性插值填补缺失的矿压值,并使用滑动窗口算法调整训练时的矿压数据结构;针对矿压数据的时序特性,构建融合时序特征的输入序列,利用多头注意力(multi-head-attention)机制动态计算权重,根据数据本身自适应地聚焦关键时间步,从而有效捕捉复杂的非线性时序依赖,显著提升特征表征与预测能力,最后使用迁移学习方法,完成对上、中、下工作面支架工作阻力预测,并搭建基于矿压大数据的智能分析及预测平台。【结果和结论】使用多头注意力机制代替神经网络捕捉全局矿压数据特征,比循环神经网络(recurrent neural network,RNN)和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)具有更强长序列依赖能力和特征学习能力,能有效降低模型损失,更加适用于预测矿压,Transformer模型在测试集上的均方误差和平均绝对误差损失精度分别达到0.34%和2.57%。Transformer模型也具有较强的泛化能力,使用迁移学习方法微调后,能够有效降低模型损失,在迁移同工作面其他支架时具有更好的泛化效果,Transformer预测模型进一步验证在矿压预测问题的适用性和可行性。平台可视化显示系统可精准分析预测前后的来压次数、推进距离、来压判据和工作面矿压云图等关键参数,为顶板灾害预警乃至其他灾害预警提供新思路,也为矿井安全高效开采与智能化建设奠定了坚实基础。 展开更多
关键词 综采工作面 深度学习 Transformer模型 时间序列 矿压显现 矿压预测
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基于LSTM-Transformer模型的突水条件下矿井涌水量预测 被引量：1
2
作者 李振华 姜雨菲 +1 位作者 杜锋 王文强 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期77-85,共9页
目的矿井涌水量精准预测对预防矿井水害和保障矿井安全生产具有重要意义,为精准预测矿井涌水量,构建适用于华北型煤田受底板L_(1-4)灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层水害威胁的矿井涌水量预测模型。方法以河南某典型矿井的水文监测数据为基... 目的矿井涌水量精准预测对预防矿井水害和保障矿井安全生产具有重要意义,为精准预测矿井涌水量,构建适用于华北型煤田受底板L_(1-4)灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层水害威胁的矿井涌水量预测模型。方法以河南某典型矿井的水文监测数据为基础,提出LSTMTransformer模型。利用LSTM捕捉矿井涌水量的动态时序特征,通过Transformer的多头注意力机制分析含水层水位变化和矿井涌水量之间的复杂时序关联,构建水位动态变化驱动下的矿井涌水量精准预测框架。结果结果表明,LSTM-Transformer模型预测精度显著优于LSTM,CNN,Transformer和CNN-LSTM模型的,其均方根误差为20.91 m^(3)/h,平均绝对误差为16.08 m^(3)/h,平均绝对百分比误差为1.12%,且和单因素涌水量预测模型相比,水位-涌水量双因素预测模型预测结果更加稳定。结论LSTM-Transformer模型成功克服传统方法在捕捉复杂水文地质系统中水位-涌水量动态关联上的局限,为矿井涌水量动态预测提供可解释性强、鲁棒性好的解决方案,也为类似地质条件下矿井涌水量预测提供了新方法。 展开更多
关键词 涌水量预测 水位动态响应 LSTM-Transformer耦合模型 时间序列预测 注意力机制 矿井安全生产
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巨厚顶板砂岩含水层下采煤水害防治:理论与技术
3
作者 李振华 黄玉峰 +5 位作者 王文强 杜锋 丁湘 马丹 张勃阳 翟明磊 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期270-289,共20页
黄陇煤田煤层赋存于洛河组巨厚砂岩含水层之下,该含水层地下水储量丰富、补给充分,造成煤层开采受顶板水害威胁严重,顶板水害防治技术成为制约矿井安全生产的关键。为全方位分析黄陇煤田巨厚顶板砂岩含水层下采煤水害防治现状,探讨未来... 黄陇煤田煤层赋存于洛河组巨厚砂岩含水层之下,该含水层地下水储量丰富、补给充分,造成煤层开采受顶板水害威胁严重,顶板水害防治技术成为制约矿井安全生产的关键。为全方位分析黄陇煤田巨厚顶板砂岩含水层下采煤水害防治现状,探讨未来基于新技术开展顶板水害防控的重点攻关方向,从水害防治理论和技术视角全方位总结了近年来黄陇煤田巨厚复合顶板砂岩含水层水害防治的研究进展,依据黄陇煤田煤层开采过程中顶板水害特点,顶板充水类型总体上可以划分为3类6型,其中持续性高涌水量水害和非持续性涌水类中的脉冲式涌水、离层突水灾害为主要灾害形式;在理论方面,通过总结巨厚顶板砂岩含水层突水灾害形成的水源、通道、突水预兆、顶板结构、含水层的补给-径流-排泄条件、顶板覆岩破断以及导水通道演化等研究现状,明确了在高强度采动影响下,导水裂隙带发育高度显著,裂采比最高达30以上,直接沟通含水层是引发持续性涌水的原因,含水层补给和采动挤压的双重作用是造成覆岩弯曲下沉带与裂隙带交接区域产生离层空间形成脉冲式突水灾害的原因;总体上明确了强采动条件下覆岩变形破坏特征及水害成灾机制;在技术方面,通过分析现有的导水裂隙带发育高度探查、含水层水文地质参数获取、巨厚顶板砂岩含水层水害治理等技术的优缺点,提出“地下水截流”结合长距离定向钻探与靶向探放技术,形成的“断源截流、集中疏排”是有效防治巨厚顶板砂岩含水层突水的技术体系,并且明确了该技术体系的多元信息智能监测与预警技术建设方向。在总结现行巨厚顶板砂岩含水层水害防治理论和技术的基础上,结合前沿发展方向,明确了黄陇煤田当前仍面临强采动条件下离层水复杂流动路径释水致灾机理不明等问题,在深层次突水机理、高精度探测与监测、新型注浆材料研发、保水开采与生态保护以及矿井水资源化与智能化防控方面指出了今后需要重点发展的方向。 展开更多
关键词 巨厚顶板砂岩含水层 深埋侏罗系煤层 顶板水害防治 离层突水 多元信息预警
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智能化背景下采矿卓越工程人才培养模式改革与实践探索
4
作者 李东印 胡咤咤 +5 位作者 王伸 刘晓光 杜锋 王文 李红斌 刘晓 《河南理工大学学报(社会科学版)》 2026年第1期115-123,共9页
当前5G、大数据、人工智能等技术快速迭代,与采矿工艺的交叉融合不断深化,传统采矿工程培养模式已难以满足智慧矿山建设对复合型人才的需求。本文系统分析了我国部分高校采矿工程专业人才培养中存在的专业认同感低、人才培养体系适配性... 当前5G、大数据、人工智能等技术快速迭代,与采矿工艺的交叉融合不断深化,传统采矿工程培养模式已难以满足智慧矿山建设对复合型人才的需求。本文系统分析了我国部分高校采矿工程专业人才培养中存在的专业认同感低、人才培养体系适配性差、实践教学体系相对落后等关键问题,从稳定专业初心、制定新型人才培养方案和构建智能化实践平台等方面着手,对河南理工大学采矿卓越工程人才培养模式进行改革与实践探索,有力促进了该专业人才培养质量的整体提升,总体实现了适应未来煤炭工业发展需要的智能化采矿工程卓越人才的育人目标。 展开更多
关键词 采矿工程 卓越工程人才 智慧矿山 人才培养模式 煤炭工业
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“疏肝通络口服方”联合金黄散外敷治疗肿块期肝经蕴热型肉芽肿性乳腺炎38例临床研究
5
作者 高璐珏 杜锋 +10 位作者 徐丹 何艺娟 李怡萱 孟华伟 魏盈怡 张灏 章仁华 魏令珂 石芹芹 王晓燕 戴丽娟 《江苏中医药》 2026年第2期46-50,共5页
目的:观察疏肝通络口服方联合金黄散外敷对肿块期肝经蕴热型肉芽肿性乳腺炎(GLM)的疗效并探讨其作用机制。方法:将80例肿块期肝经蕴热型GLM患者按随机数字表法随机分为治疗组41例与对照组39例,最终治疗组完成38例,对照组完成37例。2组... 目的:观察疏肝通络口服方联合金黄散外敷对肿块期肝经蕴热型肉芽肿性乳腺炎(GLM)的疗效并探讨其作用机制。方法:将80例肿块期肝经蕴热型GLM患者按随机数字表法随机分为治疗组41例与对照组39例,最终治疗组完成38例,对照组完成37例。2组患者均予金黄散外敷治疗,对照组予醋酸泼尼松片口服,治疗组予中药汤剂疏肝通络口服方治疗,2组均连续治疗8周后观察疗效,若治疗期间痊愈则停止治疗,8周后接受复查。比较2组患者治疗前后中医证候积分、神经递质、催乳素(PRL)、免疫指标、炎症指标变化情况,治疗后比较2组患者临床疗效以及治疗过程中不良反应发生情况,治疗结束后对临床痊愈、显效及有效的患者随访6个月,比较2组患者的复发率。结果:治疗后2组患者中医证候总分均明显低于治疗前(P<0.01),治疗组明显低于对照组(P<0.05)。治疗后2组患者5-羟色胺(5-HT)明显高于治疗前(P<0.01),治疗组明显高于对照组(P<0.01);治疗后2组患者去甲基肾上腺素(NE)、PRL、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)、白细胞介素(IL)-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)均明显低于治疗前(P<0.01),治疗组明显低于对照组(P<0.01,P<0.05)。治疗后治疗组中医证候总有效率为92.11%,明显高于对照组的83.78%(P<0.01)。治疗组复发率为2.86%,明显低于对照组的45.16%(P<0.01)。对照组患者不良反应发生率为16.22%,治疗组患者未发生不良反应,不良反应发生率组间比较差异有统计学意义(P<0.01)。结论:在都使用金黄散外敷的基础上联合疏肝通络口服方较联合醋酸泼尼松片更可明显改善肿块期肝经蕴热证GLM患者中医证候积分,提高总有效率,调节神经递质、PRL、免疫球蛋白及炎症因子水平,降低复发率,且安全性更高,其机制可能与改善神经-内分泌-免疫网络紊乱状态有关,值得临床推广。 展开更多
关键词 肉芽肿性乳腺炎 疏肝通络口服方 金黄散 神经-内分泌-免疫网络 肿块期 肝经蕴热
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基于多源信息融合与深度学习的煤岩瓦斯复合动力灾害风险等级预警方法
6
作者 王凯 李康楠 +4 位作者 杜锋 赵伟 赵瑜 张俊文 赵明昊 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期461-479,共19页
深部开采条件下,煤岩瓦斯复合动力灾害致灾机理复杂且因素多重耦合,精准预警对保障矿井安全生产具有重要意义。提出了一种多源信息融合的深度学习预警方法,构建了SCSSAMSDA-TFT时序智能预警模型,其中,采用改进麻雀搜索算法(Sine-Cosine ... 深部开采条件下,煤岩瓦斯复合动力灾害致灾机理复杂且因素多重耦合,精准预警对保障矿井安全生产具有重要意义。提出了一种多源信息融合的深度学习预警方法,构建了SCSSAMSDA-TFT时序智能预警模型,其中,采用改进麻雀搜索算法(Sine-Cosine and Cauchy-enhanced Sparrow Search Algorithm,SCSSA)自适应优化模型超参数,引入多源域自适应(Multi-Source Domain Adaptation,MSDA)实现异构监测数据的分布对齐与特征统一表征,并以时间融合Transformer(Temporal Fusion Transformer,TFT)高效提取多源时序指标的动态演化特征,完成风险等级预警。针对微震监测、瓦斯参数等多源信息,构建数据驱动的复合动力灾害风险等级标定流程:以复合风险指数(Composite Risk Index,CRI)为核心,对其实施时序平滑,并基于受试者工作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线分析确定高风险等级阈值;随后通过聚类有效性检验评估划分等级与数据内在结构的一致性。构建复合动力灾害预警指标体系,以XGBoost训练多分类基线并计算全局SHAP重要性,结合滑动时窗稳健性检验与子集筛选准则,形成兼具物理指向性与判别效率的紧凑指标子集。结果表明:模型在测试集的宏平均F1达到0.965、准确率为0.961,较对比模型与消融模型均有显著提升,能够准确捕捉复合动力灾害的多尺度前兆并实现对风险等级的精准预测与预警。所提出的深度学习融合预警方法能够有效整合多源信息并建立等级标定与指标体系,对提升复合动力灾害风险等级预警的准确性与可靠性具有重要工程应用价值。 展开更多
关键词 煤岩瓦斯复合动力灾害 深度学习 时间序列 指标体系 改进搜索算法
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机械振动下含瓦斯煤人工声学信号频谱响应特征研究
7
作者 杜锋 崔伟龙 +3 位作者 马骥 王凯 魏风清 孙加智 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2026年第1期144-160,共17页
随着煤矿开采深度不断增加,井下不同的作业方式作为外界振动诱导突出事故频发并造成严重危害。不同瓦斯压力情况下,根据人工声学信号的幅频特性可以分析工作面附近煤岩体的应力与应变状态,监测煤体强度,预测采掘工作面动力现象的危险性... 随着煤矿开采深度不断增加,井下不同的作业方式作为外界振动诱导突出事故频发并造成严重危害。不同瓦斯压力情况下,根据人工声学信号的幅频特性可以分析工作面附近煤岩体的应力与应变状态,监测煤体强度,预测采掘工作面动力现象的危险性。自主设计并研制了机械振动激励含瓦斯煤体人工声学信号试验装置,开展了含瓦斯煤体在机械振动激励下的人工声学信号频谱响应特征试验研究,推导了考虑人工声学信号频谱响应特征的含瓦斯煤体流–固耦合模型,基于数值模拟获得了含瓦斯煤体力学场特征。得到主要结论如下:(1)含瓦斯与不含瓦斯煤体的人工声学信号频谱响应特征指标K值随轴向加载应力呈上升–下降–再上升趋势,且K值与轴向加载应力的关系可用指数函数的形式表示,瓦斯压力大小会影响该指数函数的常数项;K值还随煤体瓦斯压力增大而减小。(2)煤体应力与K值在卸压和应力集中区域变化显著,在原岩应力区较稳定;K值与煤体所受应力的关系可以用指数函数拟合,且瓦斯压力越高,常数项C值越大;K值与煤体应力分布规律和变化趋势一致,可以反映煤体的应力状态;渗透率与人工声学信号频谱响应特征指标K值受煤体受力、瓦斯压力等影响,呈现特定的变化规律。研究完善了机械振动激励人工声学信号反映煤体应力状态与瓦斯突出危险性预测的理论,为预防预警煤与瓦斯突出提供了创新技术手段和方法,对保障矿井安全生产具有较大意义。 展开更多
关键词 含瓦斯煤 人工声学信号 频谱响应特征 流–固耦合模型 煤与瓦斯突出
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张拉裂缝在煤-岩界面处的跨界面扩展行为
8
作者 李贤忠 郝士刚 +3 位作者 衡帅 李振华 吴涛 杜锋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第11期4986-5000,共15页
为深入认识张拉作用下裂缝在煤-岩界面处的复杂扩展行为及其控制机制,通过巴西劈裂试验,采用数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)、声发射监测和高速摄像机观测等手段,系统研究了张拉裂缝以不同角度逼近煤-岩界面时的时空演... 为深入认识张拉作用下裂缝在煤-岩界面处的复杂扩展行为及其控制机制,通过巴西劈裂试验,采用数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)、声发射监测和高速摄像机观测等手段,系统研究了张拉裂缝以不同角度逼近煤-岩界面时的时空演化特征,探讨了张拉裂缝在煤-岩界面处的跨界面扩展行为及其控制机制。结果表明:巴西劈裂时,裂缝均自煤体张拉起裂,随后近似沿加载直径扩展至煤-岩界面处时会发生转向、止裂或穿过等复杂扩展行为,且在界面附近会发生非平面扭曲;裂缝跨过煤-岩界面后,在拉应力作用下会再次转向至加载直径方向,形成弧形扩展路径。当裂缝沿煤-岩界面扩展时,一般在强度较低的煤侧,扩展形态较简单;当裂缝以锐角扩展至煤-岩界面时,会转向至界面扩展一段距离,而后再次转向至最大拉应力方向,扩展形态较复杂;当裂缝垂直扩展至煤-岩界面时,会直接穿过界面,扩展形态较简单。裂纹几何特征、扩展路径、DIC数字图像相关获得的试样表面位移场和声发射事件RA(上升时间/振幅)值和AF(平均频率)值等均表明,煤-岩组合试样巴西劈裂时发生的主要为张拉破裂,即使裂纹发生转向或转折,主要破裂机制仍是张拉破裂。研究结果对深入认识张拉裂缝在煤-岩界面处的跨界面扩展行为及其控制机制等具有重要的理论指导作用。 展开更多
关键词 煤-岩界面 张拉裂缝 跨界面扩展 扩展行为 破裂机制
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寺河煤矿大采高超宽工作面导水裂隙带发育规律研究 被引量：1
9
作者 王国梁 王飞 +2 位作者 王树勇 程凤飞 杜锋 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期82-90,共9页
目的为了得到寺河煤矿大采高超宽工作面导水裂隙带发育规律,以寺河煤矿6306大采高超宽工作面为对象开展研究。方法利用并行电法观测采动前后煤层顶板岩层视电阻率变化规律,结合数值模拟结果得到导水裂隙带发育规律。结果结果表明:(1)采... 目的为了得到寺河煤矿大采高超宽工作面导水裂隙带发育规律,以寺河煤矿6306大采高超宽工作面为对象开展研究。方法利用并行电法观测采动前后煤层顶板岩层视电阻率变化规律,结合数值模拟结果得到导水裂隙带发育规律。结果结果表明:(1)采动前后煤层顶板岩层视电阻率变化明显,原始地层视电阻率为150~300Ω·m,严重破坏地层视电阻率可达680Ω·m,并行电法实测大采高超宽工作面开采垮落带高度为21.0 m,垮采比为3.5,导水裂隙带实测高度下限值为82.5 m,裂采比为13.8,未能在观测期间有效捕捉到导水裂隙带上限值;(2)数值计算得出大采高超宽工作面垮落带高度为21.9 m,工作面推进至300 m时,导水裂隙带发育至最大值,达到90.6m,导水裂隙的最终形态符合“马鞍型”分布特征;(3)由于垮落带发育至最大值所需时间短,并行电法测试过程中,垮落带已充分发育,现场实测与数值计算结果接近;导水裂隙带发育至最高值至少需要1~2月,现场有效测试时间短,导致现场实测与数值计算结果偏差较大。结论寺河煤矿大采高超宽工作面导水裂隙带发育高度为82.5~90.6 m,导水裂隙的最终形态为“马鞍型”分布特征,研究结果对预防寺河煤矿顶板水害及科学抽采采空区瓦斯具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 导水裂隙带 超宽工作面 并行电法 视电阻率 垮落带
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采动影响下承压含水层底板断层突水机理与防控技术研究进展 被引量：1
10
作者 郭方旭 王文强 +4 位作者 张帅阳 巫勇江 李振华 杜锋 曹正正 《有色设备》 2025年第4期16-30,共15页
煤炭作为我国主体消耗能源,随着浅部资源枯竭,开采深度和规模增加,矿井突水灾害成为制约煤矿安全生产的重大隐患,约80%的矿井突水事故与断裂构造相关。本文聚焦采动情况下承压含水层工作面断层引发的底板突水问题,在底板裂隙岩石损伤破... 煤炭作为我国主体消耗能源,随着浅部资源枯竭,开采深度和规模增加,矿井突水灾害成为制约煤矿安全生产的重大隐患,约80%的矿井突水事故与断裂构造相关。本文聚焦采动情况下承压含水层工作面断层引发的底板突水问题,在底板裂隙岩石损伤破坏特征方面,总结了基于损伤特性和渗流特性的裂隙岩体研究成果;对于断层诱发底板突水机理,阐述了底板断层采动受力特征及突水机理;在承压含水层工作面底板断层防突水技术上,介绍了防突水措施、突水性评价和预测的研究进展。同时指出当前研究在底板裂隙岩体损伤渗流多场耦合机制、底板断层突水机理以及智能监测预警装备与治理技术等方面存在不足,为煤矿防治水的发展提供理论依据。 展开更多
关键词 突水机理 断层 底板 损伤破坏 防控技术
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上覆煤柱影响下顶板水气下泄通道演化特征研究
11
作者 王文强 李振华 +3 位作者 杜锋 曹正正 王伸 马鸣啸 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第4期856-867,共12页
以同忻煤矿采矿地质条件为研究背景,采用理论分析、物理模拟和现场实测相结合的方法,建立了过煤柱特厚煤层开采“动-静”载荷组合作用力学模型,对比有煤柱和无煤柱条件下覆岩破断规律及煤柱对裂隙演化的影响,分析了不同宽度煤柱和高位... 以同忻煤矿采矿地质条件为研究背景,采用理论分析、物理模拟和现场实测相结合的方法,建立了过煤柱特厚煤层开采“动-静”载荷组合作用力学模型,对比有煤柱和无煤柱条件下覆岩破断规律及煤柱对裂隙演化的影响,分析了不同宽度煤柱和高位关键层破断位置对裂隙演化的影响,揭示了过煤柱工作面开采水气下泄主通道形成机理。结果表明:高位关键层对覆岩破断和裂隙场演化有控制作用,其破断失稳后煤柱下方岩层受静载和动载双重载荷,易形成错动贯通型主破裂通道;高位关键层受煤柱集中应力影响发生提前破断,高位关键层破断后形成向上发育的主破裂通道,与煤柱底部两侧下方的破坏滑移面导通时,将发生采空区水气下泄;通过数值对比分析得到煤柱宽度越大,越不容易形成贯通的裂隙通道,高位关键层破断位置在煤柱左侧10 m时,底板滑移面与采动破裂面相交,更易形成贯通型裂隙通道;划分了不同推进阶段的水气下泄危险区域,提出了采用正压通风治理有害气体下泄的技术,保障了上覆煤柱下特厚煤层安全回采。研究成果可为大同矿区类似工作面过煤柱治理水气下泄提供参考。 展开更多
关键词 特厚煤层 上覆煤柱 高位关键层 裂隙演化
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西部矿区突水溃沙类型及机理研究 被引量：34
12
作者 杜锋 李振华 +1 位作者 姜广辉 陈占清 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1846-1853,共8页
突水溃沙灾害是西部浅埋煤层开采常见问题之一,对矿井安全生产和当地脆弱的生态环境都有着极其不利的影响。在分析西部矿区突水溃沙主要类型的基础上,通过自主研制多孔介质水沙两相渗流试验系统,从多孔介质孔隙度、破碎岩石粒径、沙粒粒... 突水溃沙灾害是西部浅埋煤层开采常见问题之一,对矿井安全生产和当地脆弱的生态环境都有着极其不利的影响。在分析西部矿区突水溃沙主要类型的基础上,通过自主研制多孔介质水沙两相渗流试验系统,从多孔介质孔隙度、破碎岩石粒径、沙粒粒径3个方面对突水溃沙的机理进行了研究。结果表明:西部矿区突水溃沙主要类型可以分为切落裂缝型、冒落型、钻孔诱发型3类;孔隙度对发生突水溃沙灾害的影响与破碎岩石粒径有着密切关系,随着破碎岩石粒径增大,孔隙度改变对压力梯度和沙粒流失量的影响程度将降低。沙粒流失量随孔隙度的降低而减少,低孔隙度含水层发生溃沙的可能性将大大降低;同一孔隙度和沙粒粒径条件下,含水层砾石颗粒越小,发生突水溃沙灾害所需的压力梯度就越大,沙粒流失量也越小,越不容易发生突水溃沙灾害;同一孔隙度条件下,0.074~0.25 mm的细砂较之0.25~0.83 mm的中砂或者粗沙更易发生突水溃沙灾害,其所需的启动压力也较小,随着破碎岩石粒径增大,其沙粒流失量呈非线性显著增加。 展开更多
关键词 突水溃沙 破碎岩石 水沙两相流 薄基岩
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电子鼻及其在食品工业中的应用 被引量：56
13
作者 杜锋 雷鸣 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期161-163,共3页
本文对比分析了电子鼻在构造上模仿动物和人的嗅觉特征,研究了电子鼻的识别原理。探讨了电子鼻在食品感官质量评价、等级判定、类别识别、成份检测、贮藏保鲜、生产过程监测与控制等方面的应用。展望了人工智能、数据融合等技术在电子... 本文对比分析了电子鼻在构造上模仿动物和人的嗅觉特征,研究了电子鼻的识别原理。探讨了电子鼻在食品感官质量评价、等级判定、类别识别、成份检测、贮藏保鲜、生产过程监测与控制等方面的应用。展望了人工智能、数据融合等技术在电子鼻中的应用前景。 展开更多
关键词 电子鼻 食品工业 识别原理 感官质量评价 等级判定 嗅觉 数据融合 人工智能 应用
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浅埋近距离煤层煤柱下开采异常矿压机理 被引量：27
14
作者 杜锋 袁瑞甫 +1 位作者 郑金雷 宋桂军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期24-29,共6页
针对补连塔煤矿22307工作面过边界煤柱阶段发生的强动压灾害问题,采用现场实测、理论分析等手段,研究了浅埋近距离煤层大采高工作面边界煤柱下开采异常矿压显现发生机理。结果表明:浅埋近距离厚煤层开采时,下煤层工作面推进至进煤柱阶... 针对补连塔煤矿22307工作面过边界煤柱阶段发生的强动压灾害问题,采用现场实测、理论分析等手段,研究了浅埋近距离煤层大采高工作面边界煤柱下开采异常矿压显现发生机理。结果表明:浅埋近距离厚煤层开采时,下煤层工作面推进至进煤柱阶段发生强动压灾害,支架活柱下缩量达到1 000 mm;下煤层工作面推进过程中,两层煤之间的关键层结构也不断的变化,重复采动阶段,两层煤之间存在一组亚关键层结构,进煤柱阶段,两层煤之间存在一组主关键层结构;进煤柱阶段,煤柱上方关键块的铰接结构发生反向回转运动,导致主关键层关键块上覆载荷增加,发生滑落失稳,引发强动压灾害,同时造成地表出现大的台阶下沉现象。 展开更多
关键词 近距离煤层 浅埋煤层 煤柱下开采 异常矿压
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厚松散层薄基岩综放开采覆岩破断机理研究 被引量：65
15
作者 杜锋 白海波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1105-1110,共6页
采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对厚松散层超薄基岩厚煤层综放开采覆岩的破断机理以及对采动裂隙发育的影响进行了深入研究。研究结果表明:超薄基岩在风化作用下,力学性质大幅度降低,煤层顶板中无基本顶关键层,工作面推进过程... 采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对厚松散层超薄基岩厚煤层综放开采覆岩的破断机理以及对采动裂隙发育的影响进行了深入研究。研究结果表明:超薄基岩在风化作用下,力学性质大幅度降低,煤层顶板中无基本顶关键层,工作面推进过程中形成动态平衡的应力拱,拱脚分别位于采空区稳定矸石上和工作面前方煤壁内,在应力拱的作用下,工作面矿压显现不明显;应力拱阻止了采动裂隙的发育,应力拱最终发育高度决定了采动裂隙的发育高度,采动裂隙在风化基岩中发育速度快,也极易闭合,虽然采厚较大,但最终有效导水裂隙带发育不高。研究结果合理解释了厚松散层超薄基岩综放开采静压大、动压小,动载系数小、采动裂隙发育不充分等现象,实现了超薄基岩下厚煤层综放开采安全高效生产。 展开更多
关键词 厚松散层 薄基岩 综放开采 采动裂隙 应力拱
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软测量技术及其在发酵过程中的应用 被引量：10
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作者 杜锋 刘全 雷鸣 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期352-356,共5页
本文介绍了工业过程先进控制系统中的软测量技术原理、模型建立、模型校正及软测量应用范围。讨论了用于发酵过程中关键参数(基质浓度、生物体浓度、产物浓度)的各种软测量方法。
关键词 软测量技术 发酵过程 状态估计 模糊数学 神经网络 食品工业
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顺层缓倾型水库滑坡稳定性物理模拟试验研究——以向家坪滑坡为例 被引量：14
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作者 杜锋 许模 +1 位作者 肖先煊 甯娜 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期694-702,共9页
深入研究顺层缓倾型水库滑坡的变形破坏规律、影响因素以及失稳条件,以三峡库区向家坪滑坡为典型实例,基于相似理论建立地质物理模型,考虑水位升降、降雨(含汛期)等诱发因素,通过监测滑坡模型的位移、土压力及孔隙水压力的时空演化规律... 深入研究顺层缓倾型水库滑坡的变形破坏规律、影响因素以及失稳条件,以三峡库区向家坪滑坡为典型实例,基于相似理论建立地质物理模型,考虑水位升降、降雨(含汛期)等诱发因素,通过监测滑坡模型的位移、土压力及孔隙水压力的时空演化规律,掌握滑坡的变形特征和规律。结果表明:库水位上升,坡体前缘不断被浸没,致使土体结构松散,前缘发生滑移式滑塌;库水位下降,其位移、土压力和孔隙水压力在坡体中部和后缘均无变化,但前缘破坏范围扩大,延伸至中部;库水位的独立变动仅影响下伏滑床水位,但当其与后缘的基岩裂隙水耦合作用时,可改变滑床的承压水头;汛期降雨较小,对滑坡稳定性影响不大,仅土压力和孔隙水压有小幅度的变化,没有位移变形;在暴雨作用下,中部和后缘先后发生变形,土体应力累积和释放。库水位下降时,强降雨将改变坡体原始应力状态,坡体产生微小变形;在极端条件下向家坪滑坡发生滑动的可能性较大,库水位的下降、暴雨和后缘水位相互耦合作用导致坡体变形破坏。研究结果可为库区地质灾害防治和减灾提供科学依据。 展开更多
关键词 库水位升降 降雨 模型试验 向家坪滑坡 稳定性
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薄基岩综放采场直接顶结构力学模型分析 被引量：30
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作者 杜锋 白海波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1331-1337,共7页
为深入研究薄基岩综放采场矿压显现规律,以山西潞安矿业集团司马煤矿薄基岩区厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场直接顶结构特征进行了研究,建立了薄基岩综放采场直接顶结构力学模型,分析了... 为深入研究薄基岩综放采场矿压显现规律,以山西潞安矿业集团司马煤矿薄基岩区厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场直接顶结构特征进行了研究,建立了薄基岩综放采场直接顶结构力学模型,分析了直接顶"半拱"式平衡结构的形成机理和破断规律。结果表明:根据司马矿薄基岩区直接顶厚度和岩层性质不同,将直接顶划分为Ⅰ型和Ⅱ型两种类型;采高6.5 m,直接顶厚度大于15 m时,容易形成"半拱"式平衡结构,采场矿压呈现出来压步距短、静压大、动压小、动载系数小等特征,"半拱"结构有规律的破断失稳是薄基岩综放工作面矿压显现的根源,该结论解释了司马煤矿薄基岩综放采场的矿压显现规律。 展开更多
关键词 薄基岩 综放开采 直接顶 半拱结构 厚松散层
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杜84—平46井钻井工艺在SAGD技术中的应用 被引量：8
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作者 杜锋 乔忠明 +1 位作者 张利轩 唐亮 《钻采工艺》 CAS 2004年第2期11-14,共4页
针对曙一区杜 84块已出现生产周期短、出油效果差、高含水及油层压力低 ,大量剩余油得不到充分的开发和利用等一系列问题 ,通过在杜 84—平 4 6井采用蒸汽辅助重力泄油 (以下简称SAGD)技术 ,开采杜 84块的超稠油油藏 ,取得了较好的开发... 针对曙一区杜 84块已出现生产周期短、出油效果差、高含水及油层压力低 ,大量剩余油得不到充分的开发和利用等一系列问题 ,通过在杜 84—平 4 6井采用蒸汽辅助重力泄油 (以下简称SAGD)技术 ,开采杜 84块的超稠油油藏 ,取得了较好的开发效果 。 展开更多
关键词 水平井 超稠油藏 轨迹控制 井眼净化 钻井液 割缝筛管 油层压力 剩余油 SAGD技术 钻井工艺 蒸汽辅助重力泄油技术
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软弱薄基岩放顶煤安全开采关键问题研究 被引量：11
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作者 杜锋 白海波 姜广辉 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第3期337-342,共6页
采动裂隙发育规律和支架荷载变化规律是软弱薄基岩放顶煤安全开采的两个关键问题,以淮北朱仙庄煤矿薄基岩区综放工作面为研究对象,采用物理模拟、理论分析、现场实测等方法对这两个问题进行了深入研究。研究结果表明：软弱薄基岩中的黏... 采动裂隙发育规律和支架荷载变化规律是软弱薄基岩放顶煤安全开采的两个关键问题,以淮北朱仙庄煤矿薄基岩区综放工作面为研究对象,采用物理模拟、理论分析、现场实测等方法对这两个问题进行了深入研究。研究结果表明：软弱薄基岩中的黏土质矿物较多,在地下水的长期作用下,极易发生风化崩解、膨胀,有效地阻隔了采动裂隙的发育,放顶煤开采时裂采比为3.6~5.4,裂隙带发育高度远远小于正常厚度基岩,且基岩越薄,裂隙发育高度受阻现象越明显;薄基岩在风化作用下,力学性质大大弱化,煤层顶板中无基本顶承载层,支架工作阻力远远小于额定工作阻力,来压步距远小于正常基岩,来压显现不明显。 展开更多
关键词 厚煤层 软弱薄基岩 支架载荷 综放开采 采动裂隙
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