- 彭瑞;沈春阳;刘江;杨学红;郑迪;
随着深部煤炭资源开采强度增大，穿层巷道围岩稳定性问题日益突出。本文以山东霄云煤矿穿层巷道为背景，针对含不同倾角（0°、10°、15°）的煤岩复合结构，设计恒下限（路径Ⅰ）与变下限（路径Ⅱ）循环加卸载试验，结合声发射监测及电镜扫描技术，研究其宏-细观破坏机制。结果表明：（1）循环路径显著影响力学特性，路径Ⅱ因动态应力扰动增强压密效应，峰值应力和应变较路径Ⅰ提升显著；（2）倾角增大导致力学性能劣化，0°试样峰值强度较15°试样提高58.8%，滞回回线面积缩减明显，能量耗散效率下降，脆性破坏加剧；（3）声发射信号与破坏模式呈倾角依赖性，0°试样振铃计数峰值较15°高约50%，事件点沿煤岩界面集中分布，而高倾角试样破坏局部化；（4）微观分析表明，倾角增加使煤体韧窝减少、脆性断裂占比上升，路径Ⅰ分形维数较路径Ⅱ高8.9%，裂纹网络更复杂。研究揭示了穿层倾角与循环路径协同作用下的破坏机制，为深部巷道稳定性评估与灾害防控提供了理论依据。
2025年03期 v.22;No.115 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K] [阅读次数：24 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：58 ] - 陈铮;杨涛;任凤飞;张天姿;李泽;仲昊;易海洋;
针对矿井水长期侵蚀导致煤矿地下水库煤柱力学性能退化问题，本文采用单轴压缩、三轴压缩及分级蠕变试验方法，设置不同浸泡时长的多组煤样，系统分析浸水作用对煤体粘弹塑性力学特性的影响规律。结果表明：随浸泡时间延长，煤体弹性模量呈指数型衰减，8周后降幅达33.7%；粘聚力与内摩擦角分别下降12.55%和29.2%，水岩作用通过孔隙扩张、矿物反应及颗粒摩擦弱化等机制降低煤体强度；泊松比因煤体微观结构各向异性响应，未呈现明确衰减规律。蠕变试验中，浸水煤体瞬态应变与蠕变应变随浸泡时间增加而增大，长期强度较未浸泡试样下降28.57%～42.85%，表明浸水作用减弱了煤体的力学性能。基于分数阶Burgers模型，引入损伤变量与有效应力修正项，构建了可表征描述煤岩蠕变全过程的蠕变本构模型，通过对试验数据的拟合验证了模型对蠕变全过程的准确性与适用性。研究成果为煤矿地下水库煤柱坝体的长期稳定性评价提供了理论支撑。
2025年03期 v.22;No.115 12-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K] [阅读次数：17 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：35 ] - 涂新宁;余星辰;刘德权;汪洋;童波;
高精度瓦斯浓度预测模型能够准确预测矿井内瓦斯浓度变化，有效预防瓦斯积聚引发的安全事故。由于现有预测模型精度较低，且难以应对噪声干扰。为此，选取中国某煤矿实际工作面作为实验场景，构建基于小波分析的CNN-LSTM神经网络模型，降低噪声干扰并实现瓦斯浓度精确预测。使用相同的瓦斯浓度数据集分别训练LSTM、CNN-LSTM神经网络模型以及基于小波分析的CNN-LSTM神经网络模型，引入损失函数评估各模型预测效果，以检验其实际性能。实验结果表明：基于小波分析的CNN-LSTM瓦斯浓度预测模型的均方根误差（RMSE）较未经过小波分析的LSTM、未经过小波分析的CNN-LSTM模型和基于小波分析的LSTM模型分别降低3.02%,0.63%,0.6%；平均绝对误差（MAE）分别降低2.62%,0.54%,0.56%。由此可见，基于小波分析的CNN-LSTM瓦斯浓度预测模型相较于传统预测模型，可有效应对瓦斯时序数据中的复杂波动和噪声干扰，具有更高的预测精度和鲁棒性，为预防瓦斯灾害提供可靠的技术支持。
2025年03期 v.22;No.115 21-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K] [阅读次数：11 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：88 ] - 陈辉亭;
为防止矿井底板突水事故的发生，提升预警的准确性，对袁店一井煤矿105采区10煤层底板太原组各灰岩含水层的水文地质特征及水力联系进行了研究。在105采区测试巷分两次对太原组灰岩水进行定向钻孔群放水试验，结合水文观测孔动态监测与水质分析，系统评价了灰岩各含水层间水力联系，结果表明：太原组灰岩富水性呈现浅强深弱的垂向分异特征，1-4灰浅部水力联系较强，深部渗透性显著降低；太灰与奥陶系灰岩之间无显著水力联系，断层导水性分析显示断层未沟通深层奥灰含水层；水质特征差异进一步验证了太灰与奥灰的独立性。结合10煤底板灰岩高水压、贫富水、不均一的特点，在工作面底板1-4灰布置水平定向钻孔，对灰岩水实施疏水降压，以预防底板突水发生，确保安全回采，研究成果为105采区底板灰岩水害防治及工作面安全回采提供了科学依据，为研究多含水层水力联系提供了新的思路。
2025年03期 v.22;No.115 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K] [阅读次数：9 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：5 ] - 刘凯悦;崔玙晨;王锐;
本文利用单位四元数对机器人的姿态进行描述，建立了6自由度欠驱动水下救援机器人（URR）的模型，避免了传统欧拉角描述姿态方法时的奇异现象，提高了系统的运算效率；针对系统的欠驱动特性，将系统分为欠驱动的位置子系统与全驱动的姿态子系统，引入了中间控制输入对位置子系统进行设计以跟踪三维空间的轨迹指令，同时提取出系统所需的实际控制推力以及姿态子系统所要跟踪的目标姿态四元数，并在姿态子系统中设计控制力矩对目标姿态进行跟踪；利用Lyapunov理论证明了系统的闭环全局稳定性，仿真结果表明所提出的方法可以使机器人有效地跟踪给定的三维参考轨迹。
2025年03期 v.22;No.115 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K] [阅读次数：13 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：39 ] - 崔宸;田立勤;武文星;纪豪森;
针对沙猫群优化算法在无人机应急救援三维路径时出现的飞行成本高和稳定性差问题，本文提出一种多策略融合的沙猫群优化算法（Multi Strategy Sand Cat Swarm Optimization,MSSCSO）。首先，采用Sobol序列初始化种群，增强种群多样性。其次，在开发阶段融合黄金正弦策略，提高算法的局部搜索能力。最后，运用非线性调整策略，平衡算法的探索和开发阶段。在简单和复杂两种威胁地形模型仿真实验中，MSSCSO算法较原始算法平均飞行成本分别降低0.3%和8.9%,MSSCSO算法寻径成功率均为100%，且标准差在六种对比算法中最低。实验结果表明，MSSCSO算法显著提升了无人机三维路径规划的效率和稳定性。
2025年03期 v.22;No.115 45-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1227K] [阅读次数：9 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：65 ] - 彭凯远;田立勤;
白洋淀是华北平原最大的淡水湿地系统，素有“华北明珠”之称。本文结合无人机技术和目标检测算法以实现更好的对白洋淀内的生物进行监测和保护，为进一步评估物种的生存质量、确定保护等级以及制定相应保护策略提供科学依据。在YOLOv8n算法的基础上进行了改进，提出了DMW-YOLOv8算法。通过使用WIoU损失函数，更准确的衡量预测框和真实目标之间的相似性，提高多个物体时的检测精度；引入MLCA注意力机制，结合了通道信息和空间信息，以及局部信息和全局信息，以增强网络的表达能力；嵌入C2f＿DCNv4算子优化稀疏DCN操作符以提高实际效率。实验结果显示，该算法的mAP50和mAP50-95分别达到89.4%和52.0%，相比原始YOLOv8n模型分别提高了2.7%和2.2%；每秒传输帧数达到177.8FPS相比原模型提升了71.2FPS。该算法在白洋淀生态环境的监测中具有较高的实用价值。
2025年03期 v.22;No.115 56-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K] [阅读次数：4 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：62 ] - 张明月;彭程;卜祥丽;黎冠;余星辰;汪洋;
针对室内救援场景内救援人员精准定位困难的问题，设计了一种利用长短期记忆网络模型（Long Short-Term Memory,LSTM）与创新改进的融合启发式漂移消除算法（Improved Fusion Heuristic Drift Elimination,IFHDE）辅助惯性导航系统的室内定位方案。开展基于LSTM的零速检测算法设计，通过模型的学习能力，自适应调整阈值，提高零速检测精度，消除固定阈值带来的定位误差累积；创新改进融合启发式漂移消除算法，通过区分不同运动状态，设置修正条件，能够针对性地修正航向角误差，从而提高定位精度。通过在惯性导航系统框架中融合LSTM算法和IFHDE算法，执行量测更新实现对人员解算轨迹的精确还原。实验结果表明，与固定阈值的零速检测算法对比，LSTM零速检测算法在混合运动模式下的定位误差显著降低，降幅达到24.2%至46.9%；融合IFHDE算法后，定位误差进一步下降，降幅为9.2%至14.4%，误差占比不超过总路线的0.7%，能够满足救援人员室内精准定位的需求，提高轨迹还原精度。
2025年03期 v.22;No.115 67-76+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1106K] [阅读次数：10 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：30 ] - 张超;顾涛;王超;张智斌;
为解决物理公章管理中的安全隐患（如违法滥用、盗用和仿刻等问题），提出一种基于无线打印机的双信道随机数交叉认证算法（DCRCA）。算法结合蓝牙与Wi-Fi信道的协同工作，改进AES加密算法，提升数据加密过程中密钥的随机性与动态性。提出一次一密算法，做到用印事后可追溯，结合数据完整性校验算法及数字水印技术，加强公章图案数据在传输中的安全性，有效防止中间人攻击、重放攻击和数据篡改等安全威胁。实验结果表明，算法在提升安全性的同时，保持了高效性和低延迟，能够有效支持高安全需求场景（如加密文件和公章打印）。为无线打印机及其他移动设备间的安全通信提供了新的思路，具有广泛的应用前景。
2025年03期 v.22;No.115 77-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 997K] [阅读次数：4 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：13 ] - 刘子源;鲍俊文;王航;赵少飞;
地震和降雨是引发滑坡灾害的两个重要因素，而地震又容易引起气体云快速迁移和扩张，从而引发降雨。为了研究震后降雨作用对边坡稳定性的影响规律，通过FLAC3D软件建立粉质黏土边坡计算模型，模拟0.1 g、0.2 g和0.3 g汶川卧龙台地震作用和震后小雨、中雨、大雨三种降雨工况。通过边坡坡顶、坡腰和坡脚三个监测点的位移时程反映震后降雨作用对边坡稳定性的影响规律。计算结果表明，在震后降雨过程中，随着降雨时间的增长，边坡坡顶、坡腰和坡脚三个位置位移增长率不同，坡顶位移增长率高于坡腰和坡脚，当降雨时间持续到某一时刻，坡顶位移会超过其他位置。根据计算结果，通过SPSS逐步回归建立边坡坡脚位移方程并进行检验，该方程能够较好地反映边坡位移及主要影响因素之间的量化关系，为评价震后降雨作用的粉质黏土边坡稳定性提供依据。
2025年03期 v.22;No.115 88-95+124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K] [阅读次数：8 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：35 ] - 刘伟;李博涵;杜欣禹;张丽丽;李瑞婧;
针对灾害链动态演化特征与应急物资调度优化需求，本研究构建了融合区块链技术的两阶段应急物资动态修正调度模型。基于原生灾害与次生灾害分阶段演化规律，采用分层序列法结合延误惩罚成本系数实现多目标归一化处理，运用遗传算法进行模型求解。通过四类调度模式的对比验证，证实区块链协同模式在提升调度时效性、经济性和管理效能方面具有显著优势。案例研究表明，该模型能有效降低灾害链风险等级，优化物资分配效率，为动态灾情下的应急管理决策提供理论支持与实践参考。
2025年03期 v.22;No.115 96-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 862K] [阅读次数：17 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：55 ] - 张宪阳;卜祥丽;黎冠;刘德权;汪洋;
自然灾害常常导致道路状况受损，救灾车辆行程时间难以预估，为应急物资运输带来较大挑战。为预估应急物资运输行程时间，提升救灾效率，构建了具有随机行程时间的应急物资调度模型，设计了一种自适应进化的多目标可学习决策模型求解该问题。在改进的数据集中模拟大、中、小三种规模的灾后应急物资调度实验。实验表明，该模型可以有效降低受灾路网总行程时间、单条路线最长行程时间、总距离和综合得分四个主要指标，求解得到更为优质的路线方案，为灾后应急救援提供可靠的备选方案。
2025年03期 v.22;No.115 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 873K] [阅读次数：8 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：20 ] - 王鑫悦;王向前;郭玉;
煤炭行业作为高碳排放责任主体，推动其低碳转型是实现净零排放目标的重要基础。绿色技术创新作为煤炭企业低碳转型的核心驱动力，在推动转型的过程中存在多种不确定性和风险。因此，本文基于PSR模型全面识别绿色技术创新风险，运用DEMATEL-AISM模型筛选风险因素，构建风险评价指标体系，提出基于组合赋权-云模型的绿色技术创新风险评价模型，并以煤炭企业A为例，对其绿色技术创新风险进行风险等级评价。结果表明绿色技术创新风险等级处于“中等风险”，与企业实际风险发生情况相符，验证了评价指标选取的合理性和评价模型的可行性，为煤炭企业绿色技术创新风险管控提供参考。
2025年03期 v.22;No.115 115-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 918K] [阅读次数：9 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：74 ] 下载本期数据