- 孙继平;龚大立;
煤矿瓦斯抽采和探水作业分别是煤矿瓦斯和水害防治的主要措施。当前煤矿瓦斯抽采和探水钻孔作业存在不按设计施工、无有效监督手段、钻孔质量难以保障等问题。煤矿瓦斯抽采和探水作业智能管理系统采用人工智能图像识别技术，自动识别钻孔深度，减少了瓦斯和水害事故发生。(1)根据煤矿瓦斯抽采和探水作业业务需求，提出目标识别准确率应不低于95%，目标召回率应不低于95%。(2)根据煤矿瓦斯抽采业务流程，提出煤矿瓦斯抽采智能管理系统应具有瓦斯地质建模、抽采钻孔设计、抽采施工计划、抽采钻孔作业、抽采钻孔验收、抽采钻孔台账、抽采管路管理、抽采参数监测、矿井环境监测、抽采达标评判、绝对瓦斯涌出量预测等显示、查询、存储、报警等功能。根据煤矿瓦斯抽采作业需求，提出煤矿瓦斯抽采智能管理系统应具有基于抽采方法的抽采钻孔辅助设计、抽采施工计划下发、现场设备接收抽采钻孔作业、自动计算抽采钻孔深度、瓦斯抽采钻孔验收等功能；提出工作面抽采设计说明书、安全技术措施、原始记录班报表、抽采钻孔竣工验收表、抽采钻孔作业完整视频、每杆钻机视频等资料文档保存期限应≥2 a。(3)根据煤矿探放水业务流程，提出煤矿探水作业智能管理系统应具有“三专”管理、物探管理、钻探设计、钻探计划、钻探作业、钻探验收、钻探分析、钻探台账等显示、查询、存储、报警等功能。根据煤矿探放水作业需求，提出系统应具有基于物探异常区域范围的钻孔辅助设计、钻探计划下发、现场设备接收钻探作业、自动计算钻孔深度、单孔验收及钻探工程验收、系统大数据应用分析等功能；提出系统应具有专职探放水作业人员作业期间的出入井记录、人员定位轨迹查询等功能；提出系统应具有作业现场甲烷传感器实时监测值显示等功能；提出物探设计文档、钻探设计文档、安全技术措施、停止掘进通知单、探水通知单、原始记录班报表、钻探工程验收表、安全确认移交表、允许掘进通知单、钻探工程总结、月/季/年度探水统计表、钻探作业完整视频、单孔作业视频、每杆钻进视频等资料文档保存期限应≥2 a。
2025年06期 v.51;No.351 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K] [下载次数：56 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 曹现刚;刘依哲;吴旭东;王鹏;张烨;
基于图像识别的煤矸分拣机器人是煤矸分拣领域的研究热点。针对实际复杂工况下煤矸图像易受灰尘附着、光照变化、水渍粘黏、煤泥水覆盖等因素影响而导致煤矸识别准确率低的问题，提出了一种融合拉力传感器和加速度传感器的煤矸动态称重方法，以实现煤矸二次识别。通过分析煤矸分拣机器人机械臂高速运动过程中三轴加速度对拉力传感器的影响机理，建立了基于三轴加速度补偿的煤矸动态称重模型；进一步引入四分位距（IQR）算法构建异常值剔除机制，以抑制动态称重模型中的随机噪声。搭建了煤矸分拣机器人的煤矸动态称重实验平台进行实验，结果表明：未融合三轴加速度补偿时称重误差达66.43%，引入z轴和x,y轴加速度补偿后误差分别降至12.97%,8.69%，加入IQR算法后的煤矸动态称重模型的称重误差进一步降至4.69%，较未融合三轴加速度补偿和IQR算法时降低了61.74%；该模型能对密度差异大于0.35 g/cm~3的煤和矸石实施二次识别，有效解决了实际复杂工况下煤矸识别准确率过低的问题。
2025年06期 v.51;No.351 8-14+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1792K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨继东;仝艳军;
深部突出矿井的复杂地质条件对地面井瓦斯抽采的稳定性和效率提出严峻挑战。目前地面井普遍采用固定负压抽采采空区瓦斯，在工作面回采期间，采空区“三带”处于动态演化过程，导致抽采后期效率衰减明显。以河南平宝煤业有限公司首山一矿12100采煤工作面为工程背景，提出了一种深部突出矿井采空区瓦斯地面井高效抽采技术。针对采动岩层移动对井身结构的影响，采用三开定向井身结构，优化三开钻井直径参数匹配套管，提升井筒抗地层剪切破坏的能力，确保地面井在复杂地质条件下的稳定性；结合“O”形圈裂隙分布理论、瓦斯渗流分布数值模拟与“三带”分布理论计算，将地面井布置在距高抽巷20 m处，地面井终孔布置在距回采工作面顶板上方30 m断裂带内，保障瓦斯抽采高效性；地面井瓦斯抽采系统通过抗沉降架空管路、防爆防回火安全防护、抽采监测调控等实现瓦斯稳定、高效、安全抽采；依据工作面推过地面井的不同距离，动态调整抽采负压，实现抽采效率最大化。现场应用结果表明：地面井抽采10 d后瓦斯体积分数从48%升至100%，日抽采量超10 000 m~3，稳定抽采阶段持续120 d,260 d累计抽采瓦斯超235万m~3；地面井抽采未干扰高抽巷正常运行；工作面上隅角瓦斯体积分数从0.50%降至0.41%，降幅达18%，地面井瓦斯抽采有效缓解了工作面上隅角瓦斯积聚问题。
2025年06期 v.51;No.351 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2389K] [下载次数：44 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 盛武;王灵子;
针对目前综采工作面上隅角瓦斯浓度预测模型由于“黑盒”结构导致内部运行逻辑未知、预测结果可解释性弱的问题，提出一种基于XGBoost-SHAP的综采工作面上隅角瓦斯溯源模型。对综采工作面瓦斯涌出浓度关联监测数据进行相关分析，筛选出特征变量；基于XGBoost搭建上隅角瓦斯浓度预测模型，引入SHAP算法计算每个特征变量对预测结果的贡献值，增强模型透明度，为XGBoost提供全局性解释；最后利用现场多源传感监测数据对模型性能进行验证。实例分析结果表明：(1) XGBoost模型的决定系数R~2、平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）分别为0.93,0.007,0.008，相较于随机森林（RF）、支持向量回归（SVR）和梯度提升决策树（GBDT），拟合优度最高，误差最低。(2) XGBoost模型的平均相对误差为4.478%，相较于对比模型，具有较高的精度与较好的泛化性能。(3)依据各输入特征的平均绝对SHAP值，工作面T1瓦斯浓度对上隅角瓦斯浓度影响最大，工作面上隅角瓦斯抽采管道内瓦斯浓度次之，回采煤层瓦斯含量、回采煤层顶板压力等紧随其后，说明XGBoost能捕捉变量间的非线性关系和交互作用，SHAP算法可为XGBoost模型提供全局性解释。
2025年06期 v.51;No.351 21-27+140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K] [下载次数：231 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭瑜;杨程涛;陈锋;姜沛汶;李冰;马彦操;徐睿;霍学松;田咪;武腾飞;
针对水力冲孔增透作业中煤水混合物浓度测量，围堰法、沉淀池法和计量斗法的效率和精度较低，音叉式传感器技术在精度和一致性方面难以满足要求，单一激光检测技术适用范围有限。针对上述问题，将激光透射法与激光反射法相结合，提出了一种基于透反融合式激光的煤水混合物浓度测量装置。在煤水混合物输送管道的一侧安装激光光源，并在同一侧安装反射光光电探测器，在输送管道另一侧安装透射光光电探测器。激光光源通过凸透镜射入煤水混合物中，透射光和反射光光电探测器将接收到的激光能量转换为相应的数字信号；数字信号经过叠加处理后，进行灰度化处理与特征区域选择，有利于减少计算复杂度、排除干扰，进而计算出对应的灰度值，并通过多项式回归建立灰度值与煤水混合物浓度的对应关系，从而实现煤水混合物浓度测量。应用结果表明，针对2%～20%煤水混合物浓度，该装置测量的最小误差为0.043%，最大误差为0.343%，平均误差为0.126%，标准差为0.116%，满足水力冲孔增透作业对煤水混合物浓度检测精度的要求。
2025年06期 v.51;No.351 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 梁冰;陈昕涛;
目前的底板破坏深度计算公式多针对特定底板结构。由于分岔煤层的地质特征复杂，上下煤层间的相对倾角及煤层间距的变化特性导致其底板结构与已有研究情形存在显著差异，难以直接套用现有公式进行底板破坏深度计算。针对上述问题，以霍洛湾煤矿3-1分岔煤层为工程背景，基于单一岩层塑性滑移线场理论，得到近距离分岔煤层3种破坏情况下的最大破坏深度理论解，采用数值模拟得到开采过程中底板塑性区演化规律及破坏深度，采用压水试验实测工作面底板破坏深度。理论分析结果表明：塑性滑移线旋转中心位置因底板岩性差异而变化，致使底板破坏深度先陡增后渐降，计算得到底板破坏深度为13.30～17.62 m。数值模拟结果表明：底板以剪切破坏形式为主，破坏范围由泥岩层逐渐向3-1下煤层及砂质泥岩层发育，底板煤岩结构变动导致破坏深度在12.36～16.53 m间变化，与理论分析呈现同样趋势。现场实测结果表明：工作面回采前后底板钻孔的注水漏失量出现显著变化，底板岩层裂隙发育充分，破坏深度为13.52～17.20 m。根据3-1上煤层底板破坏情况对3-1下煤层顶板进行分类并提出顶板预控对策，以保证煤层安全开采。现场实测结果验证了分岔煤层底板塑性滑移线场的实用性。
2025年06期 v.51;No.351 34-43+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2671K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 阚磊;
针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题，以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象，提出采用补强锚杆（索）主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS-C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部裂隙进行观测，结果显示507综放工作面回采巷道顶板浅部存在少量纵向裂隙，其余区域裂隙不发育，表明顶板整体完整性良好，具备实施主动式超前支护的条件。结合上述观测结果，设计锚杆(索)主动式超前支护方案：顶板采用“锚杆+锚索+钢带”联合支护，布置7根左旋无纵筋螺纹钢锚杆和3根锚索，配合M3型钢带；左帮布置4根全螺纹锚杆；右帮采用4根玻璃钢锚杆。理论计算结果表明，补强锚杆（索）主动式超前支护提升了支护系统强度，满足巷道超前段支护需求。数值模拟结果表明：507综放工作面回采期间，采用原主动式超前液压支架支护方案，超前工作面10 m范围出现明显的应力集中，垂直方向最大应力为4.5 MPa，顶板最大下沉量约为35 mm；超前工作面30 m范围，垂直方向最大应力约为5.5 MPa。采用锚杆（索）补强支护后，巷道垂直应力小幅度下降，巷道垂直应力场分布得到优化；在超前工作面10～30 m范围顶板最大下沉量无明显变化。可见，采用补强锚杆（索）主动式超前支护代替超前液压支架可满足超前支护要求。工业试验结果表明：补强锚杆（索）受力稳定，约为81 kN；巷道顶底板及两帮最大位移分别为41,37 mm，顶板无离层现象，满足安全生产需求。
2025年06期 v.51;No.351 44-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1846K] [下载次数：49 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘杰;杨程;程泽明;孙晓虎;徐浩;绳国宇;
在煤矿井下工作现场，钻机钻杆与监控摄像装置之间会出现移动的人和物，导致拍摄的视频图像不完整、钻杆计数缺失，目前基于图像处理和机器视觉的钻杆计数方法对遮挡问题的研究较少；现有大部分钻杆计数模型需要采集与处理目标视频图像的全部帧，且需要图像预处理操作。针对上述问题，提出了一种基于矿工操作姿态识别的井下钻机钻杆计数算法——BlazePose-DPC算法。该算法基于BlazePose网络提取矿工的关键姿态信息作为钻机钻杆自动计数的依据，把钻杆计数问题转化为矿工操作关键姿态的识别和匹配问题。通过BlazePose网络从关键姿态帧中提取骨骼关节点坐标，使用归一化的欧氏距离表示姿态之间的相似度实现关键姿态坐标匹配。当相似度大于设定的阈值时，表示视频中的动作完成，计数加1，实现钻杆的自动计数。将BlazePose-DPC算法在数据集1和数据集2上进行实验，数据集1来自陕西旬邑青岗坪煤矿，由移动设备录制，易出现不稳定状况，数据集2来自华能庆阳煤电核桃峪煤矿，通过固定监控设备录制，易出现光照不均、遮挡等状况。实验结果表明：在有光照影响场景或人物显示不全的场景中，BlazePose-DPC算法能够实现准确计数；在较长时间运行过程中，BlazePose-DPC算法依然可以正确计数，表现出稳定的性能；BlazePose-DPC算法的准确率为95.5%，满足钻杆计数的要求。
2025年06期 v.51;No.351 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 郑学召;刁呈泽;蔡国斌;文虎;杨博;侯宗宣;牟浩伟;
为提高矿井救援无人机在通道狭窄、障碍密集复杂环境下的路径规划搜索效率和路径优化程度，提出了基于改进人工水母搜索（IJS）算法的矿井救援无人机路径规划方法。将人工水母搜索（JS）算法与Logistic混沌映射结合进行信息素更新，以避免陷入局部最优；应用高斯函数变异，以减少种群中的劣质个体数量；引入Lévy飞行扰动策略优化随洋流漂移（全局搜索）和追踪食物源（局部搜索）阶段的位置公式，以提高无人机路径规划效率。无人机路径规划模拟实验表明：在障碍物占比为14.56%情况下，IJS算法与遗传算法（GA）、粒子群优化（PSO）算法和JS算法相比，路径规划时间分别减少了72.27%,66.12%,70.87%，路径长度分别缩短了2.67%,3.95%,1.36%，路径中拐点数量分别减少了47.37%,50%,28.57%；在障碍物占比为32.20%情况下，IJS算法相比GA和PSO算法，路径规划时间分别减少了62.50%,55.61%，路径长度均缩短了4.03%，路径中拐点数量分别减少了15.38%,18.52%，与JS算法相比路径长度增加了3.89%，但规划时间缩短了57.32%，拐点数量减少了8.33%。建立灾后井下巷道实验平台，进行无人机路径规划实验，结果表明：IJS算法与GA,PSO,JS算法相比，路径规划时间分别减少了60.77%,58.70%,51.52%，路径长度分别缩短了9.62%,7.58%,7.50%，路径中拐点数量分别减少了40%,30.77%,25%，验证了IJS算法在复杂环境下具有更优的路径优化能力和计算效率。
2025年06期 v.51;No.351 61-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1981K] [下载次数：138 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王国锐;闫宏伟;寇子明;卫红梅;任浩杰;马耀辉;
矿用履带式管道机器人依靠履带与管壁之间较大的接触面积，具备良好的越障能力和运行稳定性，适用于复杂和多变的管道环境。目前矿用履带式管道机器人存在结构复杂、不能主动控制变径尺寸、机器人牵引越障性能差等问题。提出一种矿用变形履带式管道机器人，可自适应DN180—DN220管道环境。该机器人包括1个中心变径模块和3个履带足模块。每个履带足模块配备独立驱动电动机，驱动电动机的输出轴通过锥齿轮传递转矩，带动履带足同步轮旋转，从而给机身提供前进动力。履带足模块可变形抬升，从而通过台阶式障碍物。中心变径模块可通过电动机和回压弹簧调节连杆伸缩，保证履带足与管壁间的正压力，使机器人与管道中心线对齐，达到柔性变径效果。建立了管道机器人在水平、倾斜、有障碍物管道中及拖缆情况下的牵引动力学模型，通过分析得出：管道机器人成功越障的关键是履带足模块的驱动电动机需同时满足履带足抬升转矩、前轮旋转转矩及克服摩擦和拖缆阻力3个动力学约束。仿真结果表明：(1)模拟工业管道环境，得出该管道机器人机身最佳弹簧弹性系数为4 N/mm。(2)模拟越障情景，得出该管道机器人能够通过最大台阶式障碍物高度为15 mm，此时电动机转矩达到峰值，约为340 N·mm。实验结果表明：该管道机器人的牵引力平均值为58 N，能成功越过15 mm障碍物，越障过程中驱动电动机电流稳定，符合仿真模拟结果和机器人设计要求，验证了该管道机器人结构设计合理，并具有优越的牵引性能。
2025年06期 v.51;No.351 71-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2624K] [下载次数：116 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵克宝;李灵锋;陈茁;韩骏;尹瑞;
现有的机器人避障方法多依赖于预设规则或外部奖励信号，难以适应煤矿井下复杂多变的环境。为实现煤矿井下运输机器人自主高效避障，提出了一种基于内在动机强化学习（IM-RL）算法的机器人自主避障方法。煤矿井下运输机器人通过视觉传感器感知外界环境信息，利用基于好奇心的内在动机取向函数计算判别外界环境属性的内部奖赏值，利用外部动机奖励函数计算其动作属性的外部奖赏值，结合内在动机取向函数的奖励权重和外部动机奖励函数的奖励权重，计算运输机器人执行动作前后状态的综合奖赏值，形成强化学习算法奖励机制，通过深度置信网络对其状态进行训练和学习，激励运输机器人主动探索未知环境，同时利用自身记忆机制存储知识和经验，通过不断学习训练实现自主避障。在静态环境、动态环境和煤矿井下实际环境中分别进行运输机器人自主避障实验，结果表明：基于IM-RL算法的机器人自主避障路径和搜索时间较短，具有较强的泛化性和鲁棒性。
2025年06期 v.51;No.351 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 2300K] [下载次数：71 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杜军;李航;李坤;
由于煤矿井下环境恶劣，基于单源里程信息的建图方法易出现偏移、遮挡、缺失语义特征等现象，现有主流定位算法应用于煤矿井下时存在定位失准等现象。针对上述问题，提出一种基于多源信息融合的井下无人驾驶建图与定位方法。采用基于多源信息融合的RTAB-Map算法建图，通过融合点云与图像信息，显著降低建图偏移，提高特征捕捉能力；采用自适应蒙特卡罗定位（AMCL）算法实现精准定位，结合激光雷达与运动信息，利用粒子滤波、位姿预测与重采样实现自适应定位，减少定位失准和建图漂移问题。仿真及试验结果表明：相较单一轮式里程计，基于多源信息融合的RTAB-Map建图相对误差绝对值缩减到1%以内，地图匹配度更高，提升了建图可靠性；基于AMCL算法的定位粒子能够在2 m内迅速收敛，满足无人驾驶辅助运输车辆的定位要求。
2025年06期 v.51;No.351 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K] [下载次数：58 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李润泽;郭星歌;杨发展;赵培培;谢国龙;
针对矿井低照度环境下输送带异物检测算法存在的图像全局特征提取不足、模型参数量过大等问题，提出一种基于改进YOLOv8s的矿用输送带异物检测方法。利用VMamba和MobileNetv4对YOLOv8s进行改进：采用MobileNetv4改进主干网络，集成通用逆瓶颈（UIB）模块，通过高效倒置残差结构降低模型整体参数量，通过动态特征适应机制增强小目标场景的特征鲁棒性；通过VMamba的视觉状态空间（VSS）模块改进核心特征提取与融合模块C2f，通过状态空间模型和四向扫描机制高效捕捉图像中的全局上下文信息，增强模型对图像全局结构的理解；设计了参数共享轻量化检测头，使用分组归一化（GN）作为归一化卷积基本块，弥补模型轻量化所带来的精度损失。实验结果表明：改进YOLOv8s模型在自建数据集上的mAP@0.5达0.921,mAP@0.5:0.95达0.601，参数量较YOLOv8s减少27.7%，性能优于主流目标检测模型YOLOv11s,YOLOv10s等，可以满足矿用输送带异物检测需求。
2025年06期 v.51;No.351 96-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2746K] [下载次数：164 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 高钰豪;孙星;李洋;刘伟;李婧妍;
液压支架推移系统的控制精度直接影响综采工作面直线度。目前液压支架推移系统位置控制算法普遍存在状态感知维度单一、动态扰动耦合复杂等问题，导致控制算法的实际效果受限，特别是移架过程中的非线性摩擦效应与未建模动态特性，进一步加剧了系统控制偏差的累积效应。针对上述问题，提出了一种基于准滑动模态的液压支架推移系统高精度位置控制方法。首先，建立了融合液压缸动力学、流量特性及扰动耦合的非线性模型，提出了“双幂次趋近律-新型饱和函数”协同框架，解决传统滑模控制（SMC）中快速收敛与抖振抑制的矛盾。其次，设计了一种基于扩张状态观测器（ESO）的准滑动模态控制器（QSMC），该控制器引入ESO估计液压支架推移系统未建模动态和外部扰动，采用非线性反馈饱和函数加快系统状态收敛，有效抑制SMC固有的抖振现象。仿真结果表明：相比传统SMC，所提方法在阶跃响应中稳态时间缩短至1.1 s，降幅为47.6%，稳态误差趋近于零；在正弦响应中，0.2 s即可实现稳定跟踪，峰值误差为0.001 m，减小了94.7%，且具备更宽的频带特性；在方波输入下所提方法实现了平滑切换，鲁棒性更强。
2025年06期 v.51;No.351 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1657K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王建风;靳远志;张勇;王永振;和佳聪;
刚性罐道是立井提升系统的关键部件，由于井筒形变、钢材锈蚀等原因易发生故障，影响罐笼正常运行。目前罐道故障诊断多采用振动检测法，诊断精度易受罐笼载荷、运行速度等工况影响。针对该问题，采用涡流传感器采集罐道故障信号，可使信号特征不受罐笼运行环境影响。为提高罐道故障识别准确率，提出一种基于残差学习和注意力机制的一维卷积神经网络（RA1DCNN）。该网络通过多尺寸卷积并行运算提取多尺度特征，增强了对不同尺度信号特征的感知能力；引入通道注意力模块和空间注意力模块，并融合残差学习机制，设计了残差注意力模块，可同时获取通道和空间信息特征，提取到更具判别性的特征。搭建罐道故障实验平台模拟不同类别及不同严重程度的罐道故障，对RA1DCNN进行消融实验和对比实验，结果表明：RA1DCNN对罐道故障类别的识别准确率达100%，对间隙故障严重程度的平均识别准确率为99.7%，对错位故障严重程度的平均识别准确率为97.68%，验证了多尺度卷积层和残差注意力模块的有效性；整体故障识别准确率为98.05%，优于一维卷积神经网络等对比模型。
2025年06期 v.51;No.351 113-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 6515K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 段瑞威;
针对传统煤矿安全风险监测方法多源数据融合困难和实时预警能力差、在实时风险预警和动态响应方面表现欠佳的问题，提出了一种基于知识图谱的煤矿安全风险管控方法。煤矿安全风险管控知识图谱构建包含风险知识获取、动态隐患提取、风险动态管控等关键环节。风险知识获取：通过多种标准化方法识别潜在风险，采用OWL等语言构建结构化本体模型，将风险点实例及属性录入企业风险知识图谱，形成语义网络，为智能化风险评估和精准管理奠定基础。动态隐患提取：将从不同数据源采集的多模态数据与知识图谱中的风险点实例进行实时关联，根据预设的算法和规则更新风险点的状态。风险动态管控：针对已识别的隐患，通过语义网络规则语言（SWRL）撰写的推理规则实现即时推理。实际应用结果表明，该方法可准确快速地识别生产环境中的潜在危险因素，有效提升风险识别与预警能力，为煤矿安全管理提供系统化支撑。
2025年06期 v.51;No.351 122-128+156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李杰;崔朋志;贺亚飞;王传省;席义苗;杨小彬;刘顺;
现有矿井安全评价方法的评价指标单一，对各类指标无法定量分析其不确定性程度，在实际工程应用中存在明显的局限性。针对上述问题，提出了一种基于熵权-集对分析法的矿井综合安全评价方法。首先，基于人、机、环、管4类因素构建了包含19个评价指标的矿井综合安全评价指标体系；然后，利用熵权法根据安全评价指标数据的离散程度自动确认权重，可有效避免主观干预，保持计算简便的同时兼具客观性与准确性；最后，采用专家打分的形式得出矿井安全评价指标分值，并通过集对分析方法计算各安全评价指标分值与不同风险等级之间的联系度，再利用加权平均法得出每个评价对象与不同风险等级之间的平均联系度，最终基于最大隶属度理论确定矿井安全风险等级。应用结果表明，通过该方法计算得到的小保当矿井风险等级为较低风险，与实际情况一致；该矿井不安全因素主要表现为实际操作过程中工人疲劳作业率较高，技术水平达标率较低，设备更新换代较慢，以及应急管理措施不完善、安全监查不及时等，可为后续改善矿井安全水平提供依据。
2025年06期 v.51;No.351 129-134+149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K] [下载次数：88 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 周爱平;王健;屈世甲;经名宇;
针对目前防水密闭墙监测方式简单、效率低、无法体现整体面域变形的问题，提出了一种煤矿地下水库防水密闭墙面域变形监测方案。基于双目定位原理，给出了密闭墙表面单点凸出及凹陷的变形计算公式和面域变形三维云图成像的计算逻辑，选择三次样条插值法进行插值拟合，形成防水密闭墙全表面变形三维图形。设计了无接触式面域变形监测装置，通过光投射模块产生结构光图像并投射到防水密闭墙表面，2个光接收模块构成双目系统，接收防水密闭墙表面反射的结构光图像，再依据变形计算逻辑进行计算分析。模拟测试结果表明，单点变形监测及三维云图成像效果较优，能够较好地反映监测对象的整体变形程度，便于管理人员及时掌握其安全状态。
2025年06期 v.51;No.351 135-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 3750K] [下载次数：28 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黄雨童;臧传伟;白雍瑞;张帆;
实体煤与小煤柱之间的回采巷道由于受非对称支承压力、小煤柱塑性变形及软弱底板等因素影响，非对称底鼓问题严峻，传统支护技术难以有效控制。针对该问题，综合运用理论分析、数值模拟与现场试验方法，分析应力分布特征，揭示非对称底鼓形成机制；提出切槽卸压控制技术，通过在巷道底板切割一定深度和宽度的槽体，将浅部高应力向卸压槽外的深部岩体转移，同时为浅部围岩提供变形释放空间，减少应力集中和变形能积累，从而有效抑制底鼓发生。通过理论计算得出巷道底板最大破坏深度为2.04 m，结合数值模拟确定了现场切槽卸压的最优参数。现场工业性试验结果表明，切槽卸压处较未切槽卸压处底鼓量下降了94.99%，验证了切槽卸压可以有效解决现场底鼓难题。
2025年06期 v.51;No.351 141-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 2052K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙越;邱新财;张金磊;王延飞;李庭月;袁磊;张琰岽;
破裂煤岩体注浆加固技术具有隐蔽性强、工艺复杂、施工成本高等特点，通过井下原位试验方式开展注浆方案设计及重塑机理研究相对较为困难；目前关于注浆方案的设计较少，对注浆重塑机理的揭示不够全面。针对上述问题，构建了一种可在实验室内应用的破裂煤岩体注浆加固试验系统。制作了具有低离散特性的破裂石膏基试件，以水泥浆液中的水灰比为研究变量，利用构建的系统在实验室内进行了不同水灰比下注浆加固试验，并揭示了注浆重塑机理。研究结果表明：(1)注浆重塑后破裂石膏基试件峰值应力为3.64～5.21 MPa，其承载能力较初始平均残余应力（3.11 MPa）得到有效提升。(2)随着水灰比增加，水泥浆液黏度及流动性不断改善，高水灰比下即使宽度为0.1 mm左右的裂隙也能得到有效充填，重塑试件骨架效应持续增强；当水灰比由1.00增至1.50时，注浆重塑试件平均峰值应力由3.79 MPa增至5.09 MPa，增幅为34.30%。(3)在一定范围内，高水灰比的浆液对于破裂围岩完整性的提高及力学性能的改善作用更为显著，阐明了注浆加固的实质为浆液对裂隙的充填及骨架效应的形成。
2025年06期 v.51;No.351 150-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 2585K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据