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矿山三维地质建模研究进展:原理、方法与应用
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作者 张村 贾胜 +1 位作者 华埜 宋启 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期222-238,共17页
矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构,有助于提升矿业开发的精准性和效率,减少风险并优化资源利用。笔者归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法,总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状,探讨了当前三维地质建模技术面... 矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构,有助于提升矿业开发的精准性和效率,减少风险并优化资源利用。笔者归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法,总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状,探讨了当前三维地质建模技术面临的挑战与未来的发展趋势。三维地质建模是利用计算机三维图形技术将散布的勘探数据整合为反映地质构造及属性变化的数字化模型。这些模型可分为面模型、体模型和混合模型,同时根据用途和数据来源,又可细分为静态模型(构造模型、地层模型、属性模型)和动态模型。建模过程包括数据获取、处理和模型构建,涉及地质勘探数据、遥感数据和工程数据等多种数据来源,并通过多种插值方法弥补数据不足,国内外已经开发出多种建模软件。在矿山三维地质建模应用方面,三维建模的应用集中于矿产资源开发、采矿工程设计和矿山安全生产,通过建立准确的三维模型,提升对地下结构的认识,实现资源量计算的智能化与动态管理。三维通风模拟与可视化技术能够优化通风方案,节约成本,三维地质建模技术与自动化设备和传感技术结合,可以实现矿区实时监控、精确定位和动态调整。在矿山灾害监测中,三维地质建模技术能够进行矿山灾害的分级评价,并结合数值仿真为矿山灾害的预防和风险规避提供有效支持,保障工作人员的安全。当前三维地质建模技术存在数据处理效率低、自动化程度不足等问题,未来应结合人工智能,推动三维地质建模技术向智能化、自动化方向发展。 展开更多
关键词 矿业开发 三维地质建模 资源预测 开采设计 灾害预警 人工智能
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重载矿用辅助运输车行驶平顺性分析研究 被引量:2
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作者 王庆雄 陈康帅 王萌 《煤矿机械》 2024年第5期58-60,共3页
为了研究重载辅助运输车在井工矿复杂地质环境中行驶平顺性的问题,利用ADAMS/Car软件建立辅助运输车整车动力学模型,按照国家标准对其在脉冲输入行驶和随机输入行驶工况下的平顺性进行仿真分析。在脉冲输入行驶工况下,求取该车不同车速... 为了研究重载辅助运输车在井工矿复杂地质环境中行驶平顺性的问题,利用ADAMS/Car软件建立辅助运输车整车动力学模型,按照国家标准对其在脉冲输入行驶和随机输入行驶工况下的平顺性进行仿真分析。在脉冲输入行驶工况下,求取该车不同车速不同位置处的最大加速度响应,分析脉冲输入对乘员主观感受和重物完整性的影响;在随机输入行驶工况下,求取该车在不同路面不同速度下加权加速度均方根值,应用MATLAB计算各轴向加速度功率谱密度,对辅助运输车的行驶平顺性进行对比分析。仿真结果表明,该车可以在保证乘员舒适度的同时又能保证重物运输完整性,行驶平顺性满足使用要求。 展开更多
关键词 重载车辆 辅助运输车 行驶平顺性 ADAMS/CAR
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从浮选尾矿中综合回收钨的试验研究
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作者 李利滔 邓久帅 《中国矿业》 北大核心 2024年第12期251-260,共10页
浮选尾矿中WO_(3)的含量为0.130%,具有综合回收价值。该尾矿中矿物成分较多,其中,钨矿物主要为黑钨矿,其次为白钨矿、钨华,其他金属矿物主要为黄铁矿,以及微量的闪锌矿、方铅矿、褐铁矿、菱铁矿、磁铁矿等。脉石矿物主要为石英,其次为... 浮选尾矿中WO_(3)的含量为0.130%,具有综合回收价值。该尾矿中矿物成分较多,其中,钨矿物主要为黑钨矿,其次为白钨矿、钨华,其他金属矿物主要为黄铁矿,以及微量的闪锌矿、方铅矿、褐铁矿、菱铁矿、磁铁矿等。脉石矿物主要为石英,其次为钙铁榴石,少量的方解石、伊利石、钾长石等。在各粒级钨金属分布中微、细粒级的钨占有率高,若此类微、细粒级不能脱除,将严重影响钨的回收效果。试验研究了浮选方案和重选方案,均获得较好效果。采用浮选方案,开路试验获得产率1.32%、WO_(3)品位2.94%、回收率29.68%的钨总精矿,对该钨总精矿,经过三次开路加温精选试验,获得作业产率3.18%、作业回收率66.71%、WO_(3)品位61.15%的钨精矿,全流程闭路试验获得产率0.06%、WO_(3)品位60.62%、回收率34.82%的钨精矿;采用重选方案,其全流程试验获得产率0.24%、WO_(3)品位19.53%、回收率36.65%的钨总精矿,其中,产率约0.01%的钨精矿WO_(3)品位达到66.58%。由于浮选方案工艺流程较复杂、药剂成本高且回水残留药剂对主流程浮选有比较严重的影响,对环境也造成一定影响。因此,为了达到高效、低成本且环境友好的效果,研究推荐采用重选的原则方案。 展开更多
关键词 钨矿 重选 浮选 尾矿 综合回收
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基于KP-DDPG的矿山运载机器人路径规划实验平台设计
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作者 杨健健 程琪 +2 位作者 章腾 黄先诚 韩子毅 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第1期143-151,共9页
针对深度确定性策略梯度(DDPG)在路径规划中的不足,提出一种融合运动学分析和经验回放机制的深度确定性策略梯度(KP-DDPG)算法,在对移动的机器人运动学建模和分析的基础上,在DDPG奖励函数中增加了方位角奖励因子和转弯惩罚因子,同时改... 针对深度确定性策略梯度(DDPG)在路径规划中的不足,提出一种融合运动学分析和经验回放机制的深度确定性策略梯度(KP-DDPG)算法,在对移动的机器人运动学建模和分析的基础上,在DDPG奖励函数中增加了方位角奖励因子和转弯惩罚因子,同时改变了随机采样经验池策略,建立积极经验重放缓冲区,优先采样时序差分误差大的样本进行训练。在仿真平台上比较了传统路径规划算法与所提算法的性能,结果表明KP-DDPG算法可以有效地克服DDPG方法训练周期长、路径规划技术差等缺点。同时设计了基于数字孪生的矿山无人运输仿真系统,在数字孪生仿真平台上验证了规划路径转角的合理性。 展开更多
关键词 路径规划 强化学习 KP-DDPG 数字孪生仿真平台
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融合概率积分法与SBAS-InSAR的开采沉陷计算方法
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作者 丁星丞 李培现 +3 位作者 康新亮 王明亮 张涛 郝登程 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第1期48-56,共9页
针对开采沉陷概率积分法参数反演过程中存在容易陷入局部最优解、反演结果无法准确预计边缘沉降的问题,提出将蜣螂优化算法应用于概率积分法参数反演,结合SBAS-InSAR沉降监测值获取矿区整体沉降信息。首先依据SBAS-InSAR技术监测形变的... 针对开采沉陷概率积分法参数反演过程中存在容易陷入局部最优解、反演结果无法准确预计边缘沉降的问题,提出将蜣螂优化算法应用于概率积分法参数反演,结合SBAS-InSAR沉降监测值获取矿区整体沉降信息。首先依据SBAS-InSAR技术监测形变的梯度信息获取可靠的矿区小梯度形变区域沉降值;然后将寻优能力强、准确度高的蜣螂优化算法应用于概率积分法参数反演,计算获取矿区大梯度形变区域沉降值;最后基于距离平方加权法将概率积分法预计沉降值与SBAS-InSAR沉降监测值融合计算,得到开采沉陷变形信息。以山西省古交市马兰矿10604工作面作为研究对象,采用实地62个水准监测点数据与25景Sentinel-1A数据进行实验分析。结果表明,蜣螂优化算法参数反演结果优异,数据融合后可获取准确的沉降信息,计算精度相对于单独使用SBAS-InSAR和概率积分法分别提高59%与32%。 展开更多
关键词 开采沉陷 概率积分法 蜣螂优化算法 SBAS-InSAR 数据融合
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基于压力-状态-响应模型和多源遥感数据的矿区生态风险评价-以高头窑煤矿为例
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作者 石燕 孙灏 +3 位作者 崔希民 蒋金豹 吴瑞翔 王超群 《绿色矿山》 2025年第1期51-62,共12页
矿区生态风险评价旨在评估矿区生产活动对矿区生态系统产生不利影响的可能性及其强度。该评价对于环境问题预测、预防、生态保护策略制定及矿业可持续发展至关重要。现有相关研究所构建的评价指标体系指标获取困难,不利于动态或实时风... 矿区生态风险评价旨在评估矿区生产活动对矿区生态系统产生不利影响的可能性及其强度。该评价对于环境问题预测、预防、生态保护策略制定及矿业可持续发展至关重要。现有相关研究所构建的评价指标体系指标获取困难,不利于动态或实时风险评价。本研究以高头窑煤矿为例,采用“压力-状态-响应”模型和多源遥感解译方法,建立了一种矿区生态风险评价框架,其中压力指数包括距采空区距离、沟壑密度等,状态指数包括生态质量、结构和服务功能等,响应指数包括土地复垦规划分布。结果表明,评价层权重为压力0.68、状态0.2、响应0.12,压力指标为主导;实现了10m分辨率的高头窑矿区生态风险评价,评价结果表明宏观上中部生态风险较高,矿区周边生态风险较低;与单一指标综合比较、与未开采时期的生态服务功能比较以及与实地调查数据比较表明,评价结果与实际情况具有较高的一致性。研究发展的技术框架有助于矿区生态风险的.动态或实时评估。 展开更多
关键词 矿区生态风险评价 压力-状态-响应模型 多源遥感 高头窑煤矿 生态保护
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基于GEE的鄂尔多斯长时序植被NPP时空演变
7
作者 刘哿 赵恒谦 +4 位作者 皇甫霞丹 付含聪 王盼 徐飞 韩添 《干旱区研究》 北大核心 2025年第2期299-311,共13页
利用Google Earth Engine(GEE)云计算平台,基于改进的CASA模型对鄂尔多斯2001—2020年间的植被净初级生产力(NPP)进行估算,并运用Sen斜率分析和MK趋势分析方法对NPP的时空变化进行深入分析,同时估算了其固碳能力。结果表明:(1)鄂尔多斯2... 利用Google Earth Engine(GEE)云计算平台,基于改进的CASA模型对鄂尔多斯2001—2020年间的植被净初级生产力(NPP)进行估算,并运用Sen斜率分析和MK趋势分析方法对NPP的时空变化进行深入分析,同时估算了其固碳能力。结果表明:(1)鄂尔多斯2001—2020年间植被NPP呈现明显的季节变化,最高值出现在7—8月,年平均NPP为78.04 g C·m^(-2)·a^(-1),整体呈波动上升趋势。(2)在空间分布上,NPP存在明显的异质性,东北部较高,西北部较低,高值区集中在达拉特旗和准格尔旗,低值区则主要分布在杭锦旗。(3)生态工程的实施与NPP变化并不完全同步,整体呈现先慢后快的特点,大部分区域在2011年后NPP变化速率显著提升,但杭锦旗等生态环境恶劣地区的改善较慢,有一定滞后性。(4)鄂尔多斯固碳量在2011年呈大面积负值,但2020年固碳量空间异质性显著增强,东部较高、西部较低,杭锦旗西部恢复仍需加强,而达拉特旗固碳能力显著提升。 展开更多
关键词 鄂尔多斯 Google Earth Engine CASA模型 植被净初级生产力 固碳能力
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基于自注意力机制的矿井次光照图像语义分割研究 被引量:2
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作者 杨克虎 龙启航 +3 位作者 汪嘉文 彭宝山 金波 杨学孟 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2023年第5期9-18,共10页
引入图像语义分割技术,对矿井次光照环境中的目标物进行分割,将图像分成原始清晰图像和次光照图像两类,采用基于深度学习的图像增强方法对次光照条件下拍摄的图像增强细节后替换,再利用单应变换算法对数据集进行扩充,进而构建矿井巷道... 引入图像语义分割技术,对矿井次光照环境中的目标物进行分割,将图像分成原始清晰图像和次光照图像两类,采用基于深度学习的图像增强方法对次光照条件下拍摄的图像增强细节后替换,再利用单应变换算法对数据集进行扩充,进而构建矿井巷道图像语义分割标准数据集。提出一种基于自注意力机制的轻量级编码—解码结构网络:以DeepLab V3+编码—解码网络为基础网络,在编码结构中,提取矿井图像深、浅层语义特征信息,将深层语义特征信息经由轻量级自注意力机制模块进行特征激活,而浅层语义特征信息直接送入解码器中,在解码结构中拼接深、浅层语义特征信息,恢复原始图像尺寸,输出分割结果。与传统算法就图像预测进行对比实验,结果表明:在网络复杂度方面,对于3通道512×512像素大小的图像,算法的网络理论计算量FLOPs仅48.80 G,参数量仅11.90 M;在网络分割精度方面,平均交并比76.50%,平均像素精度87.75%,领先其他主流网络;在速度方面,推理一张图像的速度能达到0.032 s,可满足轻量级网络的要求。 展开更多
关键词 矿井图像语义分割 编码解码结构 轻量级网络 自注意力机制
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南美洲某斑岩型铜矿弱碱性矿浆中浮选铜的试验研究 被引量:2
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作者 李利滔 邓久帅 《有色金属(选矿部分)》 CAS 北大核心 2023年第5期106-112,共7页
南美洲某铜矿为伴生金银的斑岩型铜矿,矿石中铜矿物主要为黄铜矿,少量为蓝辉铜矿,偶见铜蓝及黝铜矿、孔雀石;其他金属矿物主要为黄铁矿,另有微量金红石、毒砂、磁铁矿、磁黄铁矿等;非金属矿物主要为石英、绢云母,其次为正长石、钠长石... 南美洲某铜矿为伴生金银的斑岩型铜矿,矿石中铜矿物主要为黄铜矿,少量为蓝辉铜矿,偶见铜蓝及黝铜矿、孔雀石;其他金属矿物主要为黄铁矿,另有微量金红石、毒砂、磁铁矿、磁黄铁矿等;非金属矿物主要为石英、绢云母,其次为正长石、钠长石、绿泥石、方解石、白云石、黑云母等。EC药剂在弱碱性矿浆中对铜矿物具有选择性强且对伴生金银矿物也有较好浮选效果的特点。以相同的粗磨抛尾、粗精矿再磨浮选的原则流程,通过采用选择性捕收剂EC并以丁基黄药为粗选辅助捕收剂的新药剂条件,在弱碱性浆中EC药剂粗选加丁基黄药粗扫选的流程方案,小型闭路试验获得铜精矿铜品位26.21%及回收率87.49%,指标较理想,其总尾矿水pH值<9,达到属地淡水体排放标准要求。 展开更多
关键词 铜矿 捕收剂 尾水pH值
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一种固废基3D打印材料的制备研究
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作者 张君杰 于立安 +6 位作者 邓久帅 向灵芝 吴海清 吴竞 郑悦心 徐玲 张赫 《江西建材》 2022年第9期49-52,55,共5页
3D打印技术近几年发展迅速,对3D打印材料也提出了更高的要求。为了降低材料成本,实现固废资源化利用,现以工业脱硫石膏制备的半水石膏为基础,辅以白泥,添加石英砂作为骨料,外加缓凝剂、减水剂和增稠剂等,通过均匀试验和基于后退法的多... 3D打印技术近几年发展迅速,对3D打印材料也提出了更高的要求。为了降低材料成本,实现固废资源化利用,现以工业脱硫石膏制备的半水石膏为基础,辅以白泥,添加石英砂作为骨料,外加缓凝剂、减水剂和增稠剂等,通过均匀试验和基于后退法的多元线性回归,探究多元外加剂、骨料和水的添加量及其交互作用对流动度和强度的影响。在此基础上,提出了一种以石膏为胶凝材料,填料、骨料及外加剂合理调配的材料配方,成功制备了具有优良性能的固废基3D打印材料,且可通过后期上色或添加颜料满足产品对不同颜色的要求。 展开更多
关键词 脱硫石膏 白泥 均匀试验设计 3D打印材料
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深部煤炭地下气化制氢先进能效分析 被引量:2
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作者 刘淑琴 刘欢 +1 位作者 郭巍 纪雨彤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1138-1147,共10页
深部煤炭地下气化制氢不仅可以利用我国丰富的深部煤炭资源,将传统采煤方法难以开采或开采不经济的深部煤层转化为氢气,而且有望成为一种理想的煤基低成本制氢路线。基于位于加拿大天鹅山的世界上唯一千米级深部煤炭地下气化试验数据,结... 深部煤炭地下气化制氢不仅可以利用我国丰富的深部煤炭资源,将传统采煤方法难以开采或开采不经济的深部煤层转化为氢气,而且有望成为一种理想的煤基低成本制氢路线。基于位于加拿大天鹅山的世界上唯一千米级深部煤炭地下气化试验数据,结合Aspen Plus过程模拟,以先进[火用]为先进能效指标,对深部煤炭地下气化制氢能量利用情况进行分析。与商业化的Lurgi地面煤气化制氢路线作对比,以产出单位质量氢气的积累[火用]消耗为指标,比较了2种制氢路线的能量消耗水平。结果表明,在氢气生产能力为12亿Nm^(3)/a情形下,深部煤炭地下气化制氢从原料到产品的总[火用]损失为451.79 MW。先进[火用]分析可以有效量化气化过程可以避免的[火用]损失,其中39.9%为不可避免[火用]损失。甲烷重整单元的内部可避免[火用]损E_(dest,k)^(AV,EN)和外部可避免[火用]损E_(dest,k)^(AV,EX)分别为96.63和81.58 MW,具有最大能效提升空间,如能利用转化气、烟道气的热量副产蒸汽,可将其内部可避免[火用]损失减少38.5%。地下气化单元的E_(dest,k)^(AV,EN)和E_(dest,k)^(AV,EX)分别为4.38和62.73 MW,表明降低其[火用]损失的重点应放在提高其他单元的能量效率,从而降低外部可避免[火用]损。其余单元改进空间均比较小可不予考虑。以积累[火用]消耗量为标准衡量能量消耗水平时,产出1 kg氢气,深部煤炭地下气化制氢的积累[火用]消耗为376.1 MJ,仅为Lurgi地面煤气化制氢的83.6%,表明深部煤炭地下气化制氢能够显著降低能量消耗水平。敏感性分析显示,2者积累[火用]消耗的差距随着生产规模的扩大而增加。研究结果可为深部煤炭地下气化制氢的过程优化及技术可行性定量化提供科学依据。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 Lurgi气化 氢气生产 先进[火用]分析 积累[火用]消耗
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煤与天然气协同开采理论与技术构想 被引量:2
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作者 杨胜利 张燊 +3 位作者 王旭东 张凯 辛德林 翟瑞昊 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期50-68,共19页
我国存在大量的煤炭与天然气重叠赋存资源,出于对资源开采效率的要求,大量的煤与天然气重叠资源需要在同一时空内同步开采,传统的煤与天然气开采理论与技术难以满足协同开采出现的技术难题,煤与天然气协同开采的进程受到了严重制约。基... 我国存在大量的煤炭与天然气重叠赋存资源,出于对资源开采效率的要求,大量的煤与天然气重叠资源需要在同一时空内同步开采,传统的煤与天然气开采理论与技术难以满足协同开采出现的技术难题,煤与天然气协同开采的进程受到了严重制约。基于此,结合国内煤与天然气重叠赋存情况对煤与天然气协同开采进行了科学定义,总结了已有可借鉴的煤与天然气开采技术和相关理论。建立了天然气井近场岩体力学理论、天然气近场围岩耦合损伤理论、“围岩–水泥环–套管”耦合损伤理论、煤与天然气协同开采垂直场围岩耦合损伤理论,揭示了煤与天然气协同开采围岩的耦合损伤机理,为煤与天然气技术体系的构建提供了理论基础。提出了“煤与天然气协同开采技术”“煤炭开采通过废弃井技术”和“天然气近场小煤柱留设技术”3项技术以及“协同开采分区规划系统”“透明地质与生产信息动态监测系统”和“煤与天然气协同区安全监测与评价系统”三大系统,为煤与天然气协同开采提供技术支持,提高煤炭与天然气资源的开采效率。在此基础上,构建了煤与天然气协同开采的理论与技术体系,明确了煤与天然气协同开采未来的研究重点,提出了我国煤与天然气资源安全、绿色、高效协同开采的技术路径与研究方向。 展开更多
关键词 煤与天然气 重叠资源 协同开采 无人智能化 耦合损伤
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我国关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发现状及展望 被引量:1
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作者 郝宪杰 宋思桐 +2 位作者 唐宽旭 郭勇 丁志杰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期68-75,共8页
矿山关闭或废弃后会产生大量的土地资源,如露天矿山的矿坑、排土场等,以及井工矿的地面广场和地面塌陷区等。土地资源是我国最重要的自然资源之一,关闭/废弃矿山的土地资源相对较为丰富,然而由于这些土地资源受到了矿山开采的不利影响,... 矿山关闭或废弃后会产生大量的土地资源,如露天矿山的矿坑、排土场等,以及井工矿的地面广场和地面塌陷区等。土地资源是我国最重要的自然资源之一,关闭/废弃矿山的土地资源相对较为丰富,然而由于这些土地资源受到了矿山开采的不利影响,其再开发利用问题是关闭/废弃矿山面临的重要难题。针对当前对于此类土地资源开发再利用模式存在的不足,首先分析了国内外关闭/废弃矿山土地资源与风能、光能、林业、农业、养殖业等结合开发利用的发展现状,提出了我国关闭/废弃矿山土地资源开发利用的科学技术体系,即土地资源的“风—林—光”新能源互补再开发模式,并研究了不同条件下的技术性因素评价标准及改造方案体系,总结了我国当前关闭/废弃矿山土地资源再开发利用存在的问题和难题,凝练了在实施过程中需要攻克的5个基础理论和5个待发展技术难点,并提出了相应的政策措施建议和未来发展展望。研究表明:①关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发,是一个新兴的、潜力无限的、需要多领域交叉合作的新学科,其中地面资源是载体,而该载体受采矿影响后的状态是核心,新能源各个方向的应用是目的;②关闭/废弃矿山土地资源的新能源再开发一方面是实现我国土地资源可持续利用的重要措施,另一方面也是开发新能源助力我国“双碳”目标实现的重要方向,同时也是实现关闭/废弃矿山转型的重要举措,应在进一步完善该模式的基础上大力推进对关闭/废弃矿山土地资源的新能源综合开发利用。 展开更多
关键词 “双碳”目标 关闭/ 废弃矿山 土地资源 新能源开发
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煤中杂物的危害与洗选过程中的有效清除方法
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作者 王卫东 吕子奇 +5 位作者 张成联 李江涛 刘钦聚 曾红久 孙美洁 涂亚楠 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期122-129,共8页
煤炭中混入的各种杂物不仅影响煤炭质量,还会对煤炭加工设备、运输工具造成损害,甚至引发安全事故,有效排除煤中杂物是煤炭生产亟待解决的关键问题。杂质脱除的难易程度随着科学技术的发展而发生着变化,也决定着除杂选用的方法与手段。... 煤炭中混入的各种杂物不仅影响煤炭质量,还会对煤炭加工设备、运输工具造成损害,甚至引发安全事故,有效排除煤中杂物是煤炭生产亟待解决的关键问题。杂质脱除的难易程度随着科学技术的发展而发生着变化,也决定着除杂选用的方法与手段。传统的除杂很大程度上依靠杂质的物理性质,金属类杂物一般采用除铁器清除,跳汰分选与浅槽分选过程可清除部分轻质杂物,拦杂钩和拦杂网也可清除部分轻质杂物,往往多种方法联合使用,发挥各自的优势。随着人工智能技术的发展,通过实时捕获杂物的图像和三维数据,运用计算机视觉算法对杂物进行快速、准确的识别与定位,随后指导机械手进行精准抓取,可实现杂物的精准分离。该方法实施的关键是需要建立较完备的数据集、设计精准识别算法和抓取控制策略。煤炭洗选过程中杂物的智能清除有利于推动煤炭行业的智能化转型、提高生产效率和产品质量、降低劳动强度和成本。 展开更多
关键词 杂物 除杂方法 人工智能 图像识别
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覆岩高位整层爆破卸压“人造预裂层”源头防治冲击地压技术体系及应用 被引量:12
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作者 郝宪杰 孙希奎 +4 位作者 唐忠义 付鹏鑫 罗江昊 沈灵杰 唐宽旭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1318-1331,共14页
主动卸压防冲是落实强化煤矿冲击地压源头治理的重要措施。现行的主动卸压防控方式,或采用回采工作面平巷布孔卸压,或采用井下原位水力压裂技术,具有卸压保护范围有限、卸压施工进度制约等不足;或采用地面水力压裂防冲系统,具有卸压范... 主动卸压防冲是落实强化煤矿冲击地压源头治理的重要措施。现行的主动卸压防控方式,或采用回采工作面平巷布孔卸压,或采用井下原位水力压裂技术,具有卸压保护范围有限、卸压施工进度制约等不足;或采用地面水力压裂防冲系统,具有卸压范围广时效长等优点,也需要解决前期投入等。因此,秉持源头防治、防患未然、经济高效的一体化的防冲卸压创新战略思想,研究一种实践易行、效果显著、可全面推广的新型区域卸压源头防冲技术体系势在必行。提出了覆岩高位超前整层爆破卸压技术体系,针对可产生动载荷的较高位关键层,创新高位岩巷、高位钻场、爆破钻孔布置,将高位坚硬岩层超前、整体、均匀爆破预裂,从而形成“人造预裂层”。该方法突破了一般的长钻孔距离限制,使得岩层爆破的卸压高度、卸压范围、卸压效果均大幅提高,可形成覆盖整个工作面区域甚至多个工作面的超前工作面开采的高位“人造预裂层”。高位爆破“人造预裂层”首先使得该高位坚硬岩层的来压步距和来压强度大幅减弱,其次也缓冲减弱了其上硬岩层向下传递的矿山压力,最后还可降低其下方硬岩层的来压步距。在陕西长武亭南煤业3409工作面首次进行了覆岩高位整层爆破卸压“人造预裂层”技术试验后,现场实测效果表明采用该方法较之常规爆破卸压区域,支架的平均来压强度、来压步距、来压持续距离和压力报警频次均大幅减少;巷道深孔和浅孔应力也均减少;微震事件总能量、大能量微震事件大幅度减少,且密集程度显著降低,工作面中段的微震事件尤为稀疏;地音高能事件、震源CT获得的冲击风险区域也有减少,各种实测手段均验证了高位爆破人造预裂层卸压防冲技术的优越性。 展开更多
关键词 冲击地压 高位爆破 人造预裂层 卸压防冲 矿山压力 微震
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矿山环境正效应开发利用适宜性评价理论与方法 被引量:1
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作者 武强 张守成 +1 位作者 刘宏磊 曾一凡 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期114-130,共17页
改革开放以来,矿产资源开发为国家经济发展做出巨大贡献,由于多数矿产资源具有不可再生性,相当数量的矿山面临着资源枯竭、关闭。如何开发利用这些矿山所留下的矿山环境正效应资源将成为延长矿业产业链、保障能源绿色低碳发展、实现“... 改革开放以来,矿产资源开发为国家经济发展做出巨大贡献,由于多数矿产资源具有不可再生性,相当数量的矿山面临着资源枯竭、关闭。如何开发利用这些矿山所留下的矿山环境正效应资源将成为延长矿业产业链、保障能源绿色低碳发展、实现“碳达峰、碳中和”战略目标的重要支撑。为了科学开发矿山适宜的环境正效应资源,以矿山环境正效应开发利用中的“资源、能源、科普文娱、生态碳汇”4类目标为研究对象,基于矿山供给本体特征、特定市场需求及开发利用条件的“供给(Supply)-需求(Demand)-开发(Development)”(SDD)约束组合,创建了包含6类一级约束、38个相应属性二级约束的矿山环境正效应开发利用评价约束体系;根据开发利用目标导向的原则,依据目标特征组建了18项实施项目单目标评价指标集;构建了单目标适宜性评价模型,引入三角模糊数确定指标权重,并依据适宜性指数划定了“适宜、较适宜、较困难、困难”四类适宜性分级标准。此外,鉴于矿山环境正效应开发利用系统复杂性,剖析了各开发利用目标的逻辑关系,提出了基于经济、生态、社会效益综合最优理念的矿山环境正效应开发利用多目标线性评价理论,通过理想点法或单目标线性规划求解,获取矿山环境正效应开发利用多目标效益综合最优解或最适宜集。最后,从国家战略、社会需求、流域生态、正效应市场开发等角度,展望了矿山环境正效应开发利用及其系统评价落地的重要意义。 展开更多
关键词 矿山环境 环境正效应 评价指标体系 三角模糊数 多目标评价
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苯酚与氨氮影响水煤浆表观黏度的颗粒间作用力机理探讨 被引量:1
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作者 郭勇 董岳 +4 位作者 胡金亮 谢咏波 刘霖 刘钐 涂亚楠 《煤炭工程》 北大核心 2024年第11期188-194,共7页
利用煤化工废水制备水煤浆可降低水煤浆气化工艺废水的处理难度,实现废水中污染物的综合利用,减少对环境的不良影响。选取新疆褐煤,以亚甲基双萘磺酸钠(NNO)为分散剂制备水煤浆,探究了煤化工废水组分中苯酚和氨氮对水煤浆成浆特性的影... 利用煤化工废水制备水煤浆可降低水煤浆气化工艺废水的处理难度,实现废水中污染物的综合利用,减少对环境的不良影响。选取新疆褐煤,以亚甲基双萘磺酸钠(NNO)为分散剂制备水煤浆,探究了煤化工废水组分中苯酚和氨氮对水煤浆成浆特性的影响机理,并基于原子力显微镜(AFM)探索了相应液相环境中颗粒间相互作用力,分析了其与浆体流变性的关联关系。结果发现,颗粒间作用力与浆体流变性具有良好的对应性,其中:随苯酚浓度的提高,AFM颗粒探针进针过程中斥力增大而作用距离缩短,退针过程中粘附力减弱及作用程的下降,表明苯酚的加入降低了水化膜厚度而释放出更多自由水,表现为表观黏度下降;随着氨氮浓度的提高,AFM颗粒探针进针过程及退针过程均主要表现作用距离的提高,表明氨氮的加入增加了水化膜厚度而束缚了更多自由水,表现为当氨氮浓度足够高时表观黏度快速提高。此外,研究发现即便在液相组成不同时,退针过程的作用距离和最高引力值与表观黏度之间仍呈现出较好的单调关联,为深入探索水煤浆体系中颗粒表界面调控、废水环境调节和添加剂的研发提供了一种机理性指导方法。 展开更多
关键词 水煤浆 原子力显微镜 颗粒间作用力 苯酚 氨氮
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基于“三图法”的纳林河二号矿井顶板突水危险性评价 被引量:1
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作者 阎宏图 靳立创 +3 位作者 郭森林 李源 李沛涛 莫菲 《能源与环保》 2024年第4期44-50,共7页
我国西北地区侏罗系煤田普遍受到顶板水害的威胁,影响矿山安全生产。以纳林河二号矿井3^(-1上)103工作面为例,提供一种有效的顶板水害评估方法。通过建立水文地质剖面并应用“三图法”理论,分析了影响煤层顶板砂岩含水层富水性的主控因... 我国西北地区侏罗系煤田普遍受到顶板水害的威胁,影响矿山安全生产。以纳林河二号矿井3^(-1上)103工作面为例,提供一种有效的顶板水害评估方法。通过建立水文地质剖面并应用“三图法”理论,分析了影响煤层顶板砂岩含水层富水性的主控因素,包括砂岩含水层厚度、渗透系数、脆塑性岩厚度比和岩心采取率。运用层次分析法(AHP)对主控因素的权重进行了科学定量,基于富水性指数评估了含水层富水性,并获得了顶板冒裂安全性及突水危险性。通过与音频电透视技术获取的低阻异常区对比,初步验证了所提方法的可靠性。研究结果为纳林河二号矿井3^(-1上)103工作面安全回采提供依据,对于指导类似地区的顶板水害预防和控制具有参考价值。 展开更多
关键词 侏罗系煤田 顶板水害 “三图法” 层次分析法(AHP) 富水性指数
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我国煤层水害基本架构及发展情势
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作者 武强 朱慧聪 +10 位作者 胡辰睿 魏新疆 侯柱平 肖璇 刘学 李俊杰 赵佳 程一帆 杨亮 邢一迪 曾一凡 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期12-21,共10页
为了解决煤炭资源安全高效开发过程中面临的煤层水害问题,基于近20余年间煤层水害事故的统汇分析,提出了“隐蔽突水致灾因素”萌生、煤层水害“三要素”定型、多要素耦合孕灾、突破临界状态激发灾变和灾变后负效应显现等5个煤层水害的... 为了解决煤炭资源安全高效开发过程中面临的煤层水害问题,基于近20余年间煤层水害事故的统汇分析,提出了“隐蔽突水致灾因素”萌生、煤层水害“三要素”定型、多要素耦合孕灾、突破临界状态激发灾变和灾变后负效应显现等5个煤层水害的主体构成阶段,依据各阶段独立属性特征,将煤层水害概括为顶板水害、底板水害和老空水害3个主类,以及巨厚基岩含水层高势能涌(淋)水、岩溶陷落柱导升突水、同位水平空间侧向涌水等11个子类,并对不同类型煤层水害的孕灾致灾诱因、发育发展过程机理、灾变显现特征等进行阐述。最后,对我国煤层水害的未来发展情势做了简要展望和分析。 展开更多
关键词 矿井水防治 煤层水害 隐蔽致灾因素 致灾机理 主动防控
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基于分形理论的隔水性指数法对古风化壳隔水效果的评价 被引量:1
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作者 杜鑫 武强 +3 位作者 曾一凡 庞振忠 周子博 涂坤 《煤炭工程》 北大核心 2024年第7期136-142,共7页
针对华北型煤田复杂构造区底板奥陶系灰岩岩溶水害威胁问题,目前采用的突水系数评价方法和注浆改造(加固)治理技术均未考虑奥灰顶部古风化壳的隔水性能。基于此,研究了奥灰顶部古风化壳的物性特征,在“隔水性指数法”思想指导下,提出了... 针对华北型煤田复杂构造区底板奥陶系灰岩岩溶水害威胁问题,目前采用的突水系数评价方法和注浆改造(加固)治理技术均未考虑奥灰顶部古风化壳的隔水性能。基于此,研究了奥灰顶部古风化壳的物性特征,在“隔水性指数法”思想指导下,提出了一种基于分形理论的隔水性指数法评价古风化壳隔水性,创建了评价流程,并以峰峰矿区南部研究区为例开展应用,结果表明:研究区古风化壳弱和较弱隔水性区呈条带状分布于井田中部和西南部,强和较强隔水性区分布于井田北部和南部边界,其他区域为中等隔水性。该方法有效减少了传统评价方法中构造要素描述的数量,更能够对断裂网络的复杂度进行定量化评价,对于华北型煤田古风化壳隔水性研究具有理论指导意义。 展开更多
关键词 物性特征 分形理论 隔水性指数法 古风化壳 隔水性评价 构造
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