采场全生命周期的矿压危害事件知识图谱表示方法研究

知识图谱是认知智能研究不可或缺的组成部分。针对采场矿压危害事件传统分析方法对煤矿开采过程中应力时空演化过程及隐患演化与风险防控关系等表达存在不足的问题,本文基于采场全生命周期提出一种采场矿压危害事件知识图谱表示方法:首先,从地质灾害的角度,分析采场应力及分布的动态特性,对矿压地质灾害中的各节点进行动态关联,提出顾及时空过程的采场矿压地质灾害知识图谱表示方法。其次,从事故的角度,分析采场矿压事故隐患演化与风险防控过程,将隐患耦合演化与防治措施融入知识图谱表示模型中。最后,运用Neo4j构建矿压危害事件知识图谱。结果表明:依据该表示方法构建的知识图谱,不仅刻画了灾害事件中不同对象的时空演化过程,还描述了隐患耦合演化过程以及对应的风险防控措施,为采场矿压危害的防治提供了智能研究途径。

工程教育通识课程智慧课堂设计与实践

中国矿业大学(北京)工程教育通识课程——能源开发概论课程组在智慧课堂教学设计总体框架下,设计了以“课内讲授”为基础空间、承载“习得”“交流”“资源”三个互动空间的基本联结模式,并将其内嵌到教学实践中加以扩充,形成了该类课程智慧课堂教学设计的整体框架与实操指导。该模式借鉴时空系统视角、学科交叉思维、教育教学原理、信息时代发展的基本理论与最新信息,优先结合学科特色、师生特点、可应用场景,实现了教学方法、学习内容、组织形式等教学要素的灵活组合及调整,有利于面向不同专业背景的学生开展工程类通识教育课程的教学活动,助力以理工科为特色的高校探索创新工程教育方式与手段。

尾矿固结排放技术研究

采用尾矿固结排放技术处理西石门铁矿尾矿,可以不建尾矿库。尾矿固结排放工艺流程主要包括泵砂、添加胶凝材料、尾矿脱水和脱水后尾矿堆排。通过实验室和工业试验,优选出适用的胶凝材料并得到胶凝材料配比规律,得出浓缩脱水设备的技术参数。根据试验结果提出50万t/a尾矿固结排放系统优化方案。根据试验和分析计算,预计西石门铁矿尾矿固结排尾的综合成本低于尾矿库排尾。此外,尾矿固结排尾不需要建尾矿库,同时治理了塌陷区,因此经济效益和社会效益显著。

大断面斜井冻结施工多排管冻结温度场模拟研究

以霍州煤电庞庞塔矿主斜井冻结施工为工程背景,采用ANSYS有限元分析软件和正交试验设计方法,对深厚富水表土层大断面斜井分段直孔冻结关键参数进行数值模拟,研究大断面斜井冻结施工多排管冻结温度场分布规律,探索并建立一套适用于大断面斜井穿过厚表土层富水段的竖直冻结技术。

西石门铁矿水泥-全尾砂料浆沉降性能的研究

尾矿固结排放工艺要求在全尾砂料浆中添加一定比例的水泥,搅拌均匀后将其浓缩脱水,形成尾砂固结体,然后堆存在地表适当位置。以西石门铁矿全尾砂为实验原料,按灰砂比为3%添加水泥配制不同浓度的水泥-全尾砂混合料浆进行沉降特性的实验研究,分析了砂浆浓度、胶凝材料种类和胶凝材料水化程度对混合料浆沉降的影响规律。实验结果表明:①灰砂比3%的水泥-全尾砂混合料浆的沉降速度明显快于纯尾砂的沉降速度,通常在20min以内就可以接近最大沉降浓度和最大沉降容重;②水泥水化程度对混合料浆沉降有影响,提前加入胶凝材料可以减缓混合料浆的物料沉降速度;③全尾砂固化剂-全尾砂料浆的物料沉降规律与矿渣硅酸盐水泥-全尾砂料浆的物料沉降规律相似而与普通硅酸盐水泥的差异较大。

基于工作流和面向对象的矿山物资管理信息系统

建立工作流模型描述系统框架．在工作流系统框架的基础上，采用面向对象分析方法，提取并建立实体、动态控制和事务３种类型的对象模型，作为系统的组成部件．工作流和面向对象技术的应用能够提高系统的柔性和应变能力．

尾砂固结排放的重金属固化效应研究

为了解决尾砂地面排放的重金属污染和堆排体稳定性的问题,提出采用掺水泥的方法排放尾砂。分析了尾砂排放中污染物来源和重金属迁移原理:尾砂中重金属污染主要通过堆排场浸滤液和排放初期泌出水释放,其迁移动力主要有对流、分子扩散、机械弥散三方面作用。采用电镜扫描研究了尾砂固结过程中微观结构演化规律,发现水泥水化会使固结体结构致密、渗透系数降低。开展了浸滤实验研究固结体在水环境中结构稳定性,研究结果表明,尾砂固结体中水泥掺量较小时遇水会发生崩解;随着水泥掺量增加,固结体抗崩解性能增强;水泥掺量大于3%不易崩解,固结体稳定性提高。单轴抗压强度试验表明,水泥掺量大于4%时固结体强度随水泥掺量急剧增长,说明水泥掺量4%是固结改性的临界掺量,大于此值尾砂排放体发生了改性。通过电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES)测定了固结体浸滤液中重金属含量并与《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)进行了对照。实验表明,添加水泥不会影响泌出水中重金属含量,但会显著降低浸滤液中重金属含量,且随着水泥掺量增加浸滤液中重金属含量减小。当掺量大于3%时,浸滤液中重金属含量急剧减小,达到能够符合国家相关排放的标准。综上可知,重金属的迁移与固结体微观结构、渗透性和抗崩解性能有很大关系,渗透性越好、抗崩解性能越差,浸滤液与水接触程度越大,重金属浸出越多。

矿体实体模型系统OBSOLID的研究与开发

ＯＢＳＯＬＩＤ系统是应用计算机几何造型学理论和ＡＤＳ（ＡｕｔｏＣＡＤＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）开发系统开发的矿体实体模型系统。实体造型是一个复杂过程，ＯＢＳＯＬＩＤ采用可视化的造型方法，即建立矿体边界线离散环库，构造实体结构文件，进而构造矿体实体模型和组合模型，设计友好的模型构造及处理用户界面等，把复杂的造型及模型处理过程封装在系统内，以人们习惯的二维设计方式构造矿体三维实体模型。

近距离煤层层间基本顶损伤及破断规律研究

为掌握近距离煤层层间基本顶的损伤及破断规律,采用连续损伤模型对上煤层开采引起的底板损伤规律进行了研究,并依据层间基本顶在采空区损伤区域的层位对基本顶进行了分类,获得了损伤基本顶初次断裂长度计算公式。结果表明:底板损伤区域呈勺形分布,损伤量由损伤核区域向边缘区域递减;层间基本顶可分为无损伤、部分损伤以及完全损伤3类,3类基本顶对下煤层矿压显现的影响依次减弱;损伤基本顶的断裂长度随损伤量的增大而减小,存在极限损伤量,使得损伤基本顶的断裂长度趋近于0;损伤基本顶断裂形成的关键块高长比增大,砌体梁结构更易发生滑落失稳,其情况与斜沟煤矿现场矿压观测结果吻合。

综采放顶煤工艺技术虚拟仿真实验教学

该实验教学项目通过沉浸式显示和交互式操作实验平台引导学生完成综采放顶煤工艺技术实验。应用实时光影技术构建高度沉浸感的虚拟实验环境。通过构建综采放顶煤工作面生产系统,模拟工作面采煤机的割煤、推刮板输送机、移架、液压支架放煤的整个作业过程,引导学生在对综采放顶煤理论知识掌握和对采煤设备结构、工作原理及操作方法了解基础上,按照作业规程和工艺参数,操作采煤设备进行割煤、放煤作业,模拟综采放顶煤工艺流程和工艺循环过程,从而系统掌握综采放顶煤工艺技术知识,提高实践能力。

屯兰矿软岩巷道锚网索联合支护技术研究

屯兰煤矿12501工作面运输巷道为软岩巷道,为解决巷道变形量大的支护难题,依据巷道地质条件及巷道布置情况,考虑软岩巷道围岩变形的特殊性,提出了锚网索联合支护方案,运用FLAC3D数值软件对该方案进行了模拟分析,并对试验段巷道进行了矿压观测。研究结果表明,采用锚网索联合支护的12501工作面运输巷道顶底板最大位移量为31mm,两帮最大位移量为43mm,巷道稳定后顶底板及两帮移近速度均低于0.5mm/d,巷道顶板位移主要发生在浅部,2.5m以外的围岩位移很小,证明锚网索联合支护可以有效控制软岩巷道围岩变形,保持巷道围岩稳定。

高活性阿利特硫铝酸盐水泥及其水化反应

利用青海省当地原材料制备阿利特硫铝酸盐水泥熟料.该熟料结合了硅酸盐熟料和硫铝酸盐熟料的优点,具有碱性与硫酸根离子的双重激发作用,能很好地激发矿渣、粉煤灰等活性矿物材料.在此基础上,提出了高活性阿利特硫铝酸盐水泥方案.通过微观结构分析,探讨其水化反应的机理与过程,并阐明了复合胶凝体系的优势互补作用的原理.实验证明,高活性阿利特硫铝酸盐水泥,能充分发挥熟料自身独特的矿物组成特性和活性矿物材料的火山灰效应,使硬化浆体中Ca(OH)2含量降低,并因此而获得较为适宜的晶／胶比,使其后期强度明显提高.

煤炭需求最优组合预测

影响煤炭需求的因素复杂,不同的预测方法会有不同的预测结果。论文通过对河北省煤炭需求影响因素的分析,建立了部门分析灰色系统与计量经济结合的优化组合模型,对河北省煤炭需求作了回归模拟,取得了比较理想的检验效果,并利用组合模型预测了河北省2007-2012年的煤炭需求。

矿山管理信息系统的通用报警系统

提出一种矿山管理信息系统的通用报警方法.以此方法为基础设计了通用报警系统.该报警系统独立于应用系统,通过对报警信息表(由应用系统的报警事件自动产生)的轮流查询和在应用系统中显示报警提示的方法实现应用系统的报警功能,并能够对应用系统的报警信息统筹处理,避免报警冲突,以适应应用系统的变化.

基于正交试验的水泥-全尾砂料浆沉降特性试验

尾矿固结排放工艺已成为我国尾矿处理的新的技术途径。以安徽某铁矿水泥-全尾砂料浆为试验材料，采用正交试验方案和极差分析方法，对比研究了不同质量浓度、灰砂比和胶凝材料对料浆沉降特性的影响。结果表明：在质量浓度、灰砂比和胶凝材料3个影响因素中，影响顺序为质量浓度〉胶凝材料〉灰砂比，即质量浓度对料浆沉降特性的影响比较显著；浓度为78%、灰砂比为8%、胶凝材料为TC-Ⅱ时，水泥-全尾砂料浆的沉降量最小、沉降速度最慢；最终推荐料浆配比为浓度75%-78%，灰砂比8%，胶凝材料为TC-Ⅱ。

基于矿井地理网络模型的最短路径改进算法

针对利用传统地理网络分析方法解决矿井生产系统中相关网络问题存在的模型存储矩阵所需容量大、不便描述矿井地理元素以及分析处理效率低等缺点,提出链-边-节点联合结构矿井地理网络模型。链-边-节点联合结构模型是对节点-弧段模型的改进,其增加了链-边模型和链-节点模型,使之便于描述矿井地理元素与结构及提高查询速度。基于链-边-节点联合结构矿井地理网络模型的数据结构,提出了最短路径的改进算法。结果表明,该算法具有适应矿井地理网络特点,运算效率高的优点。

改进的灰色预测模型在煤矿成本预测中的应用

GM(1,1)模型是进行成本预测的普遍方法,但传统的GM(1,1)模型却难以反映序列的随机波动性。本文通过对传统的GM(1,1)模型进行改进,将原始时间序列进行加速平移变换和几何平均变换,有效地弱化了原始数据的随机性,将改进的GM(1,1)模型应用于某矿的原煤成本预测,对该矿区2003～2011年的单位原煤成本进行相对误差检验,预测结果表明该改进模型预测效果较好,为煤矿企业进行成本预测提供了一种适用的工具。

基于模糊综合评价的铁矿石海外投资风险分析

随着我国铁矿石供需缺口的逐年加大,铁矿石海外投资步伐正逐渐加快,对投资风险的分析成为研究的热点问题。根据矿产资源投资理论、风险评估理论,通过专家调查方式确定了影响铁矿石海外投资的分层评价指标体系。采用层次分析法和模糊综合评价法相结合,建立了多层次模糊综合评价模型。该模型为投资者科学客观地评价海外投资风险提供了量化依据,有效地降低风险,提高了投资决策水平。最后,以西澳大利亚某铁矿项目为研究对象,验证了该方法的可行性和有效性。

新型胶凝材料对全尾砂固结堆体稳定性的影响

通过实验室正交试验、数值模拟等方法,对全尾砂固结排放过程中掺入的新型胶凝材料T.C的合理配比及其对堆体稳定性影响进行研究。以矿渣、石灰、石膏、硫铝水泥、孰料作为胶凝材料的原材料,通过正交试验得到各因素对固结体强度的影响大小依次为矿渣、石灰、硫铝水泥、石膏,并得到全尾砂新型胶凝材料T.C的最佳配比:矿渣∶石灰∶石膏∶硫铝水泥∶孰料=70∶6∶10∶4∶10。借助全面试验,对比普通硅酸盐水泥(P.O.42.5)、矿渣水泥(P.S.32.5)以及新型全尾砂胶凝材料T.C作用下固结体强度变化趋势,发现无论是早期强度还是后期强度,新型全尾砂胶凝材料T.C的固结效果要明显优于普通硅酸盐水泥与矿渣水泥。基于强度折减法并借助FLAC3D对堆体的稳定性进行分析,从而建议堆体的高度应小于50 m、堆排角小于60°、料浆浓度取76%~78%、灰砂比为1∶12~1∶9。

基于高精度三维动态地质模型的采煤机自适应智能截割技术研究

采煤机使用“记忆截割”技术割煤时,需要进行人工领刀,且对煤层赋存条件要求较高,当煤层起伏较大时需要频繁示教领刀。“记忆截割”技术仅针对下一刀煤层顶板截割路径进行优化,在采煤机推进方向无法根据煤层的赋存形态对采煤机俯仰采路线进行精确规划与控制。本文基于采煤机自适应智能截割理念,设计了综采工作面采煤机智能截割系统运行模式,利用煤层精细化物探数据构建工作面高精度三维地质模型,而后利用地质模型对采煤机的未来截割路径进行规划,并在开采过程中根据工作面揭露的最新地质资料动态修正高精度三维地质模型。将高精度三维动态地质模型与采煤机开采规划算法耦合,提出可自适应煤层变化的采煤机开采控制基线规划算法,实现对采煤机推进方向的俯仰采控制与牵引方向的截割控制,以及地质模型更新、开采基线规划与采煤机滚筒调整之间的高效协作。设计了智能截割系统内滚筒调整参量的计算服务接口,以及智能截割系统与采煤机控制系统间的通讯协议,实现了采煤机滚筒基于规划截割路径的精准控制。实践表明,采煤机智能截割系统适用于底板倾角各种变化程度的煤层,采煤机截割线更好地贴合煤层顶、底板线,节约资源,提高生产效率。