急倾斜巨厚煤层复杂空间结构区微震时空演化规律及诱冲机理

煤矿冲击地压灾害的发生与空间结构密切相关,尤其在复杂空间结构区灾害发生更频繁。掌握煤层开采复杂空间结构区煤岩灾变规律并揭示其发生机制对于冲击地压防控具有重要意义。以乌东煤矿为研究背景,采用数值模拟、微震监测、理论分析等方法,研究了岩柱应力异常尺寸效应,分析了复杂空间结构区微震时空演化规律,揭示了复杂空间结构下冲击地压发生机理,评估了煤层开采不同区域的冲击危险性。研究结果表明:①急倾斜岩柱厚度更窄、出露高度更大其撬动效应更强,岩厚变异应力异常形成5个分区。②岩柱厚度更窄区域微震频次更多,能量更高,时空活动度更强,离散性更高。高应力区、应力梯度区、应力平稳区依次呈现“低频次-高能量”、“高频次-高能量”、“低频次-低能量”的微震响应特征。③特殊空间结构区域微震事件簇集且能级增大,时空活动度及离散性陡增,尤其在结构边缘该特征更明显,能量积聚及释放速率增大,冲击地压发生的概率及强度更高。位于岩柱更窄区域的特殊空间结构内微震活动更剧烈。④岩柱厚度越窄(煤柱高度越大)则岩柱向深的弯矩及能量增长速率越快,冲击危险性更高。依据结构面强度效应推断出断裂带发生滑移错动,是能量积聚与释放的优势区域。揭示冲击地压发生机理为高静载及低临界载荷共同作用,基于应力集中特征评估煤层开采不同区域的冲击危险性。

基于高斯混合模型的采煤工作面冲击危险性评价

【目的】深入了解声发射或微震能量分布所蕴含的概率学信息,对于工作面回采过程中的冲击危险性评价具有重要意义。【方法】以陕西大佛寺煤矿4号煤层40111工作面作为工程背景,运用物理相似模拟实验、理论分析、现场监测等相关方法进行分析,研究了声发射监测数据在回采过程中的演化规律,阐明了声发射能量概率分布呈现波动性的物理意义,提出了基于高斯混合模型(Gaussianminture model,GMM)及置信区间的冲击危险性评价指标模型,并由现场微震数据进行验证。【结果和结论】结果表明:回采过程中上覆岩层周期性垮落并伴随声发射能量的集中释放。总能量的概率密度函数呈现多自由度的非对称分布,通过对比残差平方和等多项拟合效果指标,确定高斯混合模型为最佳拟合模型。基于EM(expectation maximization)算法的GMM聚类分析,将声发射事件总能量分布划分为两类:高频低能型和低频高能型,其中低频高能型与冲击事件的突发性和高能量破坏特征一致。依据概率-能量梯度变化特征,对工作面开采过程中冲击危险性进行了评估。研究成果为采煤工作面冲击危险性评价提供了概率学上的创新思路,具有在冲击地压监测预警及后续防治中的潜在应用价值。

缓倾斜煤层坚硬顶板断层活化微震时空演化规律及诱冲机制

以宽沟缓倾斜煤层I010203工作面为研究背景,结合理论分析、数值模拟等手段对工作面过断层的位移场、应力场变化规律进行了研究,并根据现场监测数据,得到以下结论:(1)根据超前支承压力理论计算与现场实测,将采煤工作面过断层分为3个开采区域,正常开采区域、超前影响区域与断层影响区域,工作面推进过程中微震能量变化由“低频次、高能量”→“低频次、低能量”→“高频次、高能量”;(2)受I010203工作面倾斜角度的影响,工作面运输巷微震能量事件多于工作面回风巷,同时根据采煤工作面微震能量事件分析,在采掘扰动作用下工作面极易发生两种冲击类型事故,断层活化型冲击和断层煤柱型冲击;(3)当采煤工作面距断层较远时,构造应力在采掘扰动作用下释放,微震总能量相对活跃,应力表现为应力显现阶段,随着工作面逐渐推进至断层,微震总能量由稳定阶段转变为活跃阶段,同时断层活化显现由蓄能阶段转变为断层活化阶段;(4)分析宽沟I010203采煤工作面数值模拟结果得到,工作面逐渐向断层推进过程中,其断层接触面由初始活化阶段转变为活化稳定阶段,最终接近断层时表现为活化加剧阶段,其与采煤工作面期间微震大能量事件变化规律基本吻合。

协同创新视角下体育专业立体化实践教学研究

当前我国体育事业发展仍处于重要时期,在迈向全面建成社会主义现代化强国新征程中的地位日益凸显。体育专业是培养体育人才、促进体育事业发展的重要载体,立体化实践教学研究成为该专业研究重点之一。在协同创新视角下,体育专业立体化实践教学不仅要充分融合资源、培养学生实践能力,还要注意多元化实践内容、全方位支持以及实践全过程结合理论。文章对协同创新的概念进行了阐述并分析了其在体育专业立体化实践教学中的作用,论述了体育专业立体化实践教学中存在的问题,提出了协同创新视角下体育专业立体化实践教学的建议。

急倾斜深埋巨厚煤层掘巷冲击地压前兆特征及其灾害防治

随着冲击地压矿井逐渐向深开采,其巷道掘进伴随的冲击显现愈发强烈。针对巷道掘进过程中的冲击地压有效防治问题,以新疆乌东煤矿急倾斜煤层矿井为例,运用微震监测对巷道掘进的冲击地压时空前兆特征加以分析。结合巷道掘进的应力与能量变化数值模拟分析,揭示巷道掘进的冲击地压发生机理,提出急倾斜巨厚煤层巷道冲击地压防治策略,并完成现场工程实践验证。研究结果表明:急倾斜巨厚煤层巷道掘进的冲击地压发生前第2~5天出现微震总能量极低值,或存在至少4 d的能量潜伏期;冲击地压发生前5 d普遍存在3 d以上的最大能量占比高频波动期。冲击地压发生前存在明显缺震现象,发生位置集中分布在距离掘进工作面较近的微震能量极小值区间范围内,或位于微震能量极值区间附近的微震频次极小值区间范围内,且冲击地压事件位于冲击变形能指数较高区域。急倾斜巨厚煤层水平分段综放开采的坚硬覆岩结构不易破断,使得巷道掘进存在上水平采空区两侧“双翼型”应力集中,掘进工作面前方与巷道底部受顶底板岩层相互挤压的应力集中分布且能量积聚显著,随着巷道掘进深度增加其应力集中与能量积聚进一步增强,容易诱发冲击地压等动力灾害。综合分析形成急倾斜巨厚煤层巷道掘进的工作面爆破卸压、巷道钻孔卸压与补强支护、复杂区域架蓬的冲击地压防治策略。结合冲击地压时空前兆异常为及时加强卸压力度提供时机。通过工作面与巷道卸压使得掘进期间未发生单日累计1×105 J以上微震能量,在对支护优化调整与复杂区域重点防护后,巷道掘进日均微震能量降至2.2 kJ,其1 kJ以上微震事件占比下降且巷道断面整体平整。研究结果为急倾斜巨厚煤层巷道安全掘进提供了科学依据。

采矿工程本研贯通多元数值仿真教学体系探索

针对采矿工程数值仿真教材、模拟程序和实践平台等本-研贯通性、进阶性不足问题,开展采矿工程本-研贯通的数值仿真教学探索与实践,编著采矿工程数值模拟教材、实验指导书、典型案例库和教学程序,组建一支高水平的数值仿真教研梯队,建成实践创新能力培养的多元数值仿真实验平台,构建符合采矿工程科技人才培养规律的本-研贯通式多元数值仿真教学体系,为培养采矿基础扎实、创新能力突出的工程和科技人才提供重要的支撑。

黄河工情险情全天候监测感知预警系统的研究与应用

针对黄河河道工程出险后短时间内有迅速扩大的危险,对重要险工、控导等水利工程进行信息化强监管,开发、敷设及时可靠的黄河工情险情全天候监测感知预警系统,提升监测能力。黄河工情险情全天候监测感知预警系统是数字孪生黄河工程建设的重要内容之一,利用物联网、大数据、云存储等技术,借助黄河河道工程内部埋设的传感器,对根石和坦石的出险情况进行实时监测与监视,并以此为基础,通过现有黄河网和公网,实现工程的网格化分级管理,为指挥中心防汛抢险决策提供准确、及时、科学的数据信息支持,推动治黄信息化发展与治黄业务的深度融合,有效实现险情的“抢早、抢小、抢住”。

侨易学视角下的《倾城之恋》——白流苏的五次侨移

侨易学不仅可以用于现实世界真实人物的分析,也可以发展为“文学侨易学”来探究文学虚构世界。采用侨易学的视角和方法对《倾城之恋》进行人物分析,白流苏的人生际遇被看作“侨易现象”,从中可以发现其从因侨致易引发的命运变迁。利用侨易学理论中具体的侨易条件和侨易量的概念,结合文本详细阅读,整理出一条清晰完整的精神质变逻辑线索,有助于更深入地理解主人公心态变化及其原因,丰富《倾城之恋》中白流苏这一人物形象的内涵。引入侨易学理论到文学领域不仅可以观察作者、作品和读者之间的联系,还能在时间和地理维度进行分析,展现时间、空间和思想这三种变量之间的逻辑关系,形成新的阐释方法。

基于相空间重构与深度学习的冲击地压矿井时间序列b值趋势

冲击地压是制约煤炭安全高效开采的重大灾害之一,实现冲击地压的智能化预警是保障煤矿智能安全开采的关键路径。b值作为监测冲击地压的有效指标,掌握矿井开采过程中b值演化趋势对冲击地压的及时预警具有重要意义。为此基于相空间重构(PSR)与深度学习提出了对矿井开采中时间序列b值的短期预测方法,运用相空间重构技术将卷积神经网络识别及降噪后的b值映射到高维空间,混合遗传算法(GA)优化的长短期记忆网络(LSTM)学习高维数据特征构成b值预测模型(PSR–GA–LSTM)。实例结合冲击地压矿井宽沟煤矿W1123综采工作面,计算了降噪后b值的重构参数且实现了数据的重构。评价了不同模型的预测性能并对最优预测模型进行了实例分析。研究结果表明:时间序列b值经过降噪技术处理后,能增强模型对于b值趋势特征的学习能力和降低噪点对于冲击前兆信息的干扰;时间序列b值经过相空间重构及长短期记忆网络的超参数得到优化后,模型的预测精度能得到明显提升;较其他模型相比PSR–GA–LSTM的残差波动范围最小稳定在0.005以内,其误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)分别为0.00151、0.00133、0.29%都低于其他模型;PSR–GA–LSTM模型经过时间序列b值训练后,所预测的b值趋势蕴含着冲击前兆信息,能预先对冲击事件的发生提供b值预警指标。该模型对于匀速推进的冲击地压矿井b值趋势发展有着较好的预测能力,所用方法可为在冲击地压时间上演化发展的预测预警研究提供借鉴与参考。

公路软弱路基水土联合堆载预压技术的应用研究

水土联合堆载预压技术是公路工程中针对软弱路基进行处理的常用技术。水土联合堆载预压技术的应用可以加速填筑路基的沉降,减少因施工产生的不均匀沉降,从而有效提升路基的施工质量,增强整个公路工程的路基稳定性。传统的土石预压技术所用土方量较大,对生态环境的影响较大,且施工成本较高,对地域内的土方需求量较大。以新疆地区某公路工程项目软弱路基为研究对象,针对传统土石方堆载软弱路基段的缺点,提出了水土联合堆载预压技术,并进行了应用研究,同时对水土联合堆载预压技术的施工效果进行了分析。结果表明:水土联合堆载预压技术切实可行,可以有效保证路基的稳定性,为后续类似的公路软弱路基处理项目提供了借鉴。

急倾斜巨厚煤层矿震诱冲机制及时-空特征

针对急倾斜巨厚煤层赋存环境复杂,开采过程矿震频发,冲击危险性高的问题,通过构建岩柱力学模型及数值模型、统计分析现场矿震事件,掌握急倾斜巨厚煤层开采的煤岩灾变规律,形成基于动静载理论的急倾斜巨厚煤层矿震诱冲机制。选取5个微震指标深入分析矿震发生的异常前兆及时间跨度特征,预警冲击危险并把握补强卸压时机;通过微震事件定位掌握矿震发生的空间特征,明确卸压关键区域,基于矿震发生的时空特征提出防冲策略。研究结果表明:急倾斜巨厚煤层岩柱在直立极限长度范围内其弯曲变形效应随采深增大愈加明显,岩柱内部能量积聚随采深增加也愈高,岩柱及煤层内高能量积聚区域受开采扰动发生大尺度破裂产生矿震,形成动载震动波,动静载叠加易诱发冲击;矿震发生前日总能量-频次、A(b)、S均出现低值异常,b、P(b)均出现高值异常,异常跨度即表示矿震孕育过程。矿震发生时日总能量-频次、A(b)、S均快速跃升至高值,b值、P(b)值均快速降低至低值;矿震事件发生前在空间上某区域出现明显的缺震现象,缺震程度越高矿震能量越大,据此可对缺震区域采取补强卸压措施,从源头降低冲击危险性。防冲策略包括对岩柱及煤层充分卸压,弱化冲击源头及路径,加强采场与巷道支护,使其具有一定的抗冲能力。但不能保障开采时没有冲击危险,因此需对开采过程煤岩活动密切监测,识别高能矿震发生的时空异常前兆,以便及时精准的采取补强卸压及支护、撤人等安全防护措施。

巨厚强冲击倾向性煤层高强度开采特征与高强度开采定义

工作面开采强度过高易诱发冲击地压等动力灾害,探讨工作面合理的开采强度已成为冲击地压矿井安全高效开采亟待解决的关键。以准东二矿巨厚强冲击倾向性煤层首分层1101综放工作面为背景,采用理论分析及物理相似模拟实验相结合的综合分析方法,对不同开采强度下覆岩采动应力、能量演化规律展开分析,并评估了不同开采强度下煤岩体冲击危险性,确定了工作面合理的开采强度,得到冲击地压矿井高强度开采特征并对其进行定义,同时提出冲击地压矿井高强度开采调控模式。研究结果表明:(1)随工作面开采强度的提高,采动应力、应力集中系数、周期来压步距均随之稳步提升;微震能量随之逐渐增大,大能量积聚范围也随之逐渐增大;工作面冲击危险性也随推进速度逐渐增大,其冲击危险性指数I_(m),微震能量Er均与开采强度呈正相关性,微震b值则表现出负相关性,综合分析认为1101工作面推进速度不应大于8 m/d;(2)冲击地压矿井高强度开采不是一种外在的开采强度,而是综合反应应力、能量、冲击危险性的一种力学状态,并由其特征参数决定,并将推进速度大于8 m/d、来压步距与推进速度的比值小于1、冲击危险性指数I_(m)>3,微震单次能量大于214.38 J、微震b值小于0.7定义为准东巨厚煤层高强度开采特征指标;(3)提出防控冲击地压矿井高强度开采的关键在于调控工作面的开采强度,对未达到高强度开采矿井,在保证安全高效开采前提下,通过调节推进速度增产增效,释放优质产能;对已达高强度开采矿井,通过改变工作面推进速度,进而改变采场围岩应力、能量分布特征,改善工作面煤岩体冲击危险性,保证矿井安全高效开采。

冲击地压矿井近距离特厚煤层综放工作面合理推进速度研究

针对工作面推进速度过快易诱发冲击地压的问题,以宽沟煤矿近距离特厚煤层W1123综放工作面开采为背景,采用数值模拟及理论分析的综合分析方法,通过研究近距离特厚煤层不同推进速度影响下煤岩采动应力、能量演化特征,分析不同推进速度下覆岩运移破断特征,评估不同推进速度影响下煤岩体冲击危险性,综合研究确定了工作面的合理推进速度。研究结果表明:工作面开采引起的超前支承压力峰值应力随推进速度增加呈明显的非线性递增趋势,且其增幅逐渐增加,在实体煤下回采应力水平明显高于采空区下,超前支承压力呈现明显的双峰值现象;随推进速度提高,覆岩初次破断距及覆岩内积聚的弹性能显著增加,应变能密度也随之逐渐升高;覆岩位移变化量随推进速度增加急剧增加,破坏范围广,呈现出明显的非连续变形特征,同时推进速度愈快,覆岩破断影响范围越广,运移演化愈剧烈;随推进速度提高,工作面煤岩冲击危险性指数随之明显增大,且在实体煤下回采时的危险性远大于采空区下,其上覆煤层开切眼后方100 m范围冲击危险性指数随推进速度提高急剧升高,为冲击影响的高危险区域。数值模拟研究结果综合认为W1123工作面在保证安全高效生产前提下,相对适宜的推进速度应不大于6.4 m/d。研究结果为近距离煤层冲击地压矿井的安全高效开采提供了科学指导。

苯唑卡因麻醉对鲢肝肾超氧化物歧化酶、过氧化氢酶酶活及部分免疫基因表达的影响

鲢(Hypophthalmichthys molitrix)是中国特有主要淡水养殖鱼类之一,产量位居淡水鱼类第二位;但鲢喜跳跃,应激反应强烈,操作与运输较为不便。本研究的目的是确定苯唑卡因对鲢麻醉的合适浓度;并在合适浓度下探索鲢肝肾组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)酶活及部分免疫基因表达特征的影响。实验方法是将鲢放入不同浓度的苯唑卡因溶液中麻醉,确定合适的麻醉浓度,并测定此浓度下鲢肝脏和肾脏中总SOD和CAT活力的变化,以及IL-10、TNF-α、INF-γ、IgM等免疫基因表达的变化。结果表明:苯唑卡因麻醉鲢的合适浓度为28 mg/L。与对照组相比,鲢肝脏中的IL-10基因表达量在麻醉12 h和复苏6 h实验组中显著上升;TNF-α基因表达量在复苏1 h实验组中显著上升;INF-γ基因表达量分别在鲢麻醉6、9、24 h及复苏3 h和6 h实验组中显著变化;IgM基因表达量分别在鲢麻醉9、12、18、24 h及复苏6 h实验组中显著上升。鲢肾脏中的IL-10、TNF-α和INF-γ基因表达量在鲢麻醉组和复苏组中均显著下降;IgM基因表达量在鲢复苏3 h实验组中显著上升。鲢肝脏和肾脏中的T-SOD活力及CAT活力在麻醉组和复苏组中均有显著变化。在鲢肝脏和肾脏中,T-SOD活力呈先下降后上升趋势;在鲢肝脏中CAT活力呈先上升后下降趋势,在鲢肾脏中则呈现先下降后上升趋势,表明苯唑卡因对鲢不同组织酶活反应的特异性。本项研究为鲢麻醉运输、麻醉时鲢肝肾组织抗氧化酶酶活及部分免疫基因表达提供了理论依据。

玩转融媒体:传统新闻媒体的新生之路

融媒体时代,传统新闻媒体发展机遇与挑战并存,要实现转型与升级,媒体融合成为涅槃重生的必经之路。如何在发挥传统新闻媒体自有优势的基础上,实现与其他媒体间的有机融合,成为传统新闻媒体人深度思考的问题。然而,传统媒体要实现转型发展并非一蹴而就,需在摸索中前行,在发展中创新求变,方可走出一条新生之路。

摇钱树佛像“梵天劝请”与丝绸之路传播

在西南地区摇钱树佛像图案中,新发现有“梵天劝请”佛传故事的造像题材。这种题材在早期犍陀罗佛像艺术中十分流行,在秣菟罗佛教造像中较为少见。结合国内外新近出土的佛教遗物来看,四川东汉时期佛像与关中地区有传播关系,与鲁南苏北早期佛像图案存在共同之处,它们皆与犍陀罗佛教艺术有渊源关系。依据考古资料可推论,摇钱树佛像的源头应该由西北绿洲丝绸之路传入。

不确定需求下可重构制造流水线配置与生产计划联合优化研究

可重构制造系统作为新的智能制造范式,可以通过增加或移除可重构机床的模块提高系统的响应性和灵活性,以更好地应对动态变化的市场环境。配置优化与生产计划的联合优化是影响可重构制造系统效率的重要决策。为了解决这一问题,本文考虑需求的不确定,建立了两阶段随机规划模型,对可重构制造系统进行配置与生产计划的联合决策优化,目标函数是最小化配置成本、重构成本、期望库存和延期成本。为了求解该模型,本文采用Danzig-Wolfe(DW)分解,把原模型转化为集划分问题和定价子问题,设计了基于列生成框架的求解算法。数值算例验证了所提模型和算法的有效性,可以有效帮助企业在可重构制造中进行资源配置和生产计划的决策。

基于凝聚层次聚类算法的ATT&CK模型改进

在应用ATT&CK模型(网络攻击模型)进行网络安全威胁分析的过程中,ATT&CK模型提供的技术集合过于复杂。针对ATT&CK模型应用复杂的问题,论文对模型的技术集进行聚类简化研究,提出了基于聚类算法的模型改进方法,首先对ATT&CK模型的技术集合进行量化和聚类趋势评估,然后对量化的数据应用凝聚层次聚类算法得到简化的聚类结果,最后通过实验验证模型改进有效性。

急倾斜巨厚煤层群难采资源开采的覆岩破断与能量释放规律

针对急倾斜巨厚煤层群难采资源的安全开采问题,采用物理模拟实验与理论分析方法,对急倾斜巨厚煤层群不同开采工艺产生的覆岩变化、破断高度、微震能量等特征进行了分析与对比,推导了急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量的理论计算公式,并由不同开采工艺的对比分析结果为急倾斜巨厚煤层群向深开采的方案设计提供思路。研究结果表明:急倾斜巨厚煤层群水平分段综放开采的中间岩柱集中破断形成岩柱与上部煤层顶板的联动效应,容易引发冲击地压等的动力灾害事故;走向长壁开采中区段煤柱的强支撑作用,使得急倾斜巨厚煤层群向深开采过程中覆岩破断高度与范围的增幅较小。通过构建急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断力学模型,推导得出急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量计算公式。急倾斜巨厚煤层群采用走向长壁的累计微震能量24.28×10^(5)J,较水平分段开采的累计能量小15.67%。水平分段综放开采过程中,单次开采的平均能量比走向长壁开采较低,且避免了煤柱留设时煤炭资源的浪费。顶板破断的能量不充分释放,容易造成其下次破断能量释放的峰值效应,且中间岩柱大范围集中破断容易对矿井的安全生产带来挑战。基于节约矿井资源的同时又能避免大范围覆岩集中破断的理念,建议在原有水平分段综放开采与顶板弱化调控基础上,增加对顶板与中间岩柱的弱化程度,避免岩柱大范围集中破断带来的矿井安全生产问题。研究结果为急倾斜煤层复杂条件矿井资源的有效利用与安全开采提供了参考。

基于CT扫描岩石蠕变扰动特性单轴压缩试验研究

工程深部开采活动中,岩石周围应力环境较为复杂,且对扰动作用极为敏感。在已经提出的岩石“蠕变扰动效应”以及“强度极限邻域”概念的前提下,利用CT技术手段对岩石“强度极限邻域”内、外进行微观扫描探测,观察岩石内部损伤变化过程,同时运用单位像素坐标点建立孔隙之间距离,并结合工程实例得出以下结论:①分析横、纵应力-应变曲线可知,岩石在纵向与横向同时存在一个长期强度,且岩石进入横向长期强度优先纵向,但是通过CT扫描岩石内部孔隙结构变化可知,岩石纵向长期强度阈值相比横向更准确;②通过分析岩石轴向CT扫描图,在轴压45MPa时,岩石内部只出现新的较少孔隙结构,且内部孔隙并未出现相连贯通现象;而在轴压50MPa时,未扰动时就可清楚看出岩石内部新的孔隙结构出现贯通现象,随着扰动的施加,岩石内部出现明显的裂痕条纹,说明岩石“强度极限邻域”为45~50MPa,可知以纵向长期强度判断“强度极限邻域”更具有说服力;③对CT扫描后的岩石试件进行伪彩色处理,利用岩石像素特征点之间的距离建立孔隙之间的距离,通过分析轴压40MPa与45MPa下岩石扰动前后的像素特征点之间距离可知,其只是略微的增加或减少;而在轴压50MPa下,岩石扰动前后像素特征点坐标值出现突增,像素特征点间的距离增加了214.27,说明岩石“强度极限邻域”为45~50MPa,且岩石在此轴压时对扰动极为敏感;④结合工程实例分析,判断其岩石“强度极限邻域”,通过应变曲线变化范围为工程实例及时提供有效预警,同时也为地下工程的岩石扰动提供理论依据。