青藏高原北部煤系赋存的板块构造控制

青藏高原北部（青南地区）构造背景复杂,从石炭纪至侏罗纪均有煤系沉积,煤炭资源较丰富,板块构造格局是控制其形成和分布的主要因素。系统研究该地区煤系的形成演化和区域构造的关系,有助于揭示青藏高原北部煤系资源赋存的规律,服务煤系资源的综合勘查和评价。通过对青藏高原北部区域构造背景及煤系特征的分析,结合野外地质调查工作,总结了研究区煤系分布在空间和时间上的特征,建立了煤系形成的两大类3级共9种构造-沉积模式,并详述了各模式煤系的特征。据此,以不同成煤时代的煤系为研究对象,进一步分析了其成煤作用与盆地构造演化的关系和各时期成煤盆地的构造演化模式,以及区域构造对煤系的后期改造作用。初步探讨了青藏高原北部区域板块构造对煤系赋存的影响。     

泡状流中水合物生成预测模型及实验

针对可燃冰钻采井筒内易发生水合物生成和堵塞的工程问题,本文开展了泡状流条件下甲烷水合物生成实验,发现流速增加会提高水合物生成速率,黄原胶质量分数的增加会降低水合物生成速率。基于传质理论,构建了适用于可燃冰钻采井筒内泡状流条件下水合物生成预测模型,模型考虑了连续相流体流变性、气泡破裂、聚并和形变等因素对泡状流中气液界面分布和气液间传质规律的影响,并耦合实验数据,提出了气泡群间的综合传质系数经验公式,用于描述气泡间相互作用对气液间传质速率的影响。对比实验结果,所建立模型对水合物生成量和水合物生成速率的预测误差分别在±5%和±15%以内,满足工程计算需求。该模型的构建有助于精准预测油气和可燃冰钻采井筒内水合物风险,为建立经济、高效的井筒水合物防治方案奠定理论基础。     

概率神经网络在矿井红外监控图像识别中的应用

对粉煤图像和块煤图像灰度相关矩阵各统计量的数值进行了极差正规化处理，并分析了其统计量的分布特征.使用概率神经网络对粉煤图像和块煤图像进行了识别仿真.实验结果表明，用灰度相关矩阵各统计量作为粉煤图像和块煤图像的识别特征，成功地识别出了粉煤和块煤的图像.     

露天矿软弱基底排土场卸荷变形机制试验研究

为系统研究软弱基底排土场的卸荷变形机制,以大孤山铁矿粉质黏土基底排土场为研究背景,采用底摩擦试验方法对比分析天然(坚硬基底)、饱和(软弱基底)2种工况下排土场的变形破坏过程,采用散斑分析和测点追踪软件获取排土场位移分布特征和演化规律。试验结果表明:(1)饱和基底排土场稳定性明显低于天然基底排土场。(2)天然基底排土场变形破坏形态呈现滑塌→牵引→推移态势,排土场由低级向高级边坡依次滑移。(3)饱和基底排土场卸荷变形模式主要受软弱基底控制。排土场前后部分之间的不均匀卸荷沉降导致边坡循环出现下沉→开裂→滑移,直至软弱基底上覆边坡全部滑移失稳。(4)天然基底排土场裂隙由不均匀水平变形产生,为张拉裂隙;饱和基底排土场裂隙由不均匀卸荷沉降产生,为错动裂隙。(5)软弱基底排土场建议采用动力固结、钻孔注浆等措施进行基底加固,同时建议构筑完善的疏排水系统减小基底土体软化。研究成果可为类似软弱基底排土场卸荷变形的研究与治理提供借鉴。     

冲击倾向性煤体的三点弯曲动态断裂实验

采用三点弯曲冲击断裂实验装置和分布式多火花高速摄影系统对冲击倾向性煤体内裂纹扩展过程进行了观测，分析了裂纹扩展速度、动态裂纹扩展摸式和裂纹扩展的非稳定性.研究发现：冲击倾向性煤体内裂纹扩展具有高度的非线性特征；煤体的非均质性和不连续性对动态裂纹扩展模式和裂纹扩展速度有较大影响.实验结果解释了由放炮等震动诱发冲击地压灾害的滞后突发机理.     

基于图神经网络的井间注采动态响应研究

注采井井间注采动态响应关系是油藏开发过程中的重要参数,对井间注采动态响应的正确评价可为油藏开发后期流场调控的工艺措施优化提供理论基础。注采井网可以等效成一种图结构,且井点间具有强相关性,为此基于图神经网络开展井间注采动态响应研究。通过图注意力网络结合多个时间节点注水井的单位时间注水量变化量和生产井的单位时间产液量变化量,以及渗流物理过程信息中的井底压力和井位数据等参数,对生产井产液量进行预测并反向传播学习,进而定量表征不同时刻的井间注采动态响应关系。结果表明,采用的新方法适用于井数较多且开关井频繁的实际油藏,具有成本低、动静参数结合和适用性广的优点。     

技术异质性下我国碳强度减排目标在电力行业的可达性研究

为评估我国“十四五”时期全国和省级层面碳强度目标在电力行业的可达性,在共同生产前沿建模技术的框架下,基于非参数内生方向距离函数模型,对2016—2019年各省电力行业的碳强度最大下降潜力进行测度,并从技术效率变化、发电与控碳技术升级、组间最优技术引进3个方面分析其碳生产率的变化和驱动因素。结果表明:只有有效调整发电燃料结构以及完成区域间的最优技术引进,全国碳强度可下降44.75%,超额完成国家目标（18%）;仅在中短期内提升技术效率并升级发电与控碳技术,全国只有6个地区可实现其省目标;研究期内各地区的年平均碳生产率都得到了不同程度的提升,化石能源发电高占比区年均碳生产率增长最快（0.248 9）,其次为化石能源发电主导区（0.157 0）、化石能源发电低占比区（0.153 8）和化石能源发电中占比区（0.140 1）,且促进碳生产率增长的主要驱动因素为组间最优技术的引进。     

综采工作面过断层巷道稳定性多参量监测

以综采工作面前方出现小断层为研究背景,采用锚杆测力计、锚索测力计、多功能测枪、电磁辐射仪、红外测温仪、风速计及湿度计等多参量手段对巷道稳定性进行了监测;通过对巷道围岩的应力、位移、电磁辐射和温度同步监测的同时,实现了对巷道围岩体的宏细观相结合的成功监测。结合数值模拟对断层位置处的应力和内能变化规律进行研究,并对多参量监测结果应用主成分分析方法得出：温度作为内能的直接表现形式,有着和应力、位移相同的发展变化规律;电磁辐射体现着煤岩体内部结构的应力分布规律及微破裂的频次,能在细观上监测巷道围岩体变化;多参量中各参量依照其重要性及敏感性由强到弱依次为巷道变形量、电磁辐射强度值、巷道内部温度、巷道应力;结合电磁辐射、温度、应力和位移的多参量监测方法可以实现对巷道围岩体进行不同的空间尺度、全方位的监测。     

矿工安全行为能力评估方法研究

评估矿工个体安全行为能力,有助于实现安全管理岗位的甄选优化,减少人因导致的煤矿事故。基于行为的产生过程,优选出安全生理、行为能力、个性心理、情操等4个一级指标和相应的次级指标,建立了个体安全行为能力评估指标体系和测评方法;在此基础上,设计制作出个体安全行为能力测评装置,可方便快捷地综合测评矿工安全行为能力。研究成果将对煤矿企业安全管理和科学研究提供有力的帮助。     

露天矿区植被协同演变多源数据时序分析——以准格尔矿区为例

为揭示露天煤矿排土场复垦区人工植被与矿区外围未扰动的原始植被间的协同演变规律,研究基于Landsat TM/OLI与MODIS卫星遥感数据,结合气象台站观测数据,采用一元线性回归法,分析准格尔矿区1988—2020年的归一化植被指数（NDVI）与植被覆盖度的时序变化,对Landsat卫星热红外波段数据反演得到准格尔矿区自2000年以来的地表温度变化,此外,在ArcGIS平台下计算得到矿区及其周边区域干旱指数的空间分布及时序变化。研究结果表明,33 a来准格尔矿区外围未扰动区域植被覆盖度呈整体上升趋势,由1988年建矿初期的37%上升到2020年的63%,排土场人工植被区面积由1994年首次出现时的15.49 hm²增长到2020年的1 694.86 hm²;矿区5 km缓冲区范围内74.74%的植被得到中度改善;矿区地表温度呈下降趋势,干旱级别由干旱降为正常。综合多项结果表明,准格尔矿区自1988年建矿至今,矿区内部排土场人工生态修复与外围未扰动原始生态环境均得到改善,主要原因是露天煤矿排土场土地复垦与煤炭开采同时进行,随着复垦规模及强度的增...