- 邹光华;范清正;周坤;孔德闯;
余吾煤业S5207工作面在回采过程中揭露F13、F13-1断层。受断层构造影响，工作面煤岩体连续性遭到破坏，导致围岩稳定性显著降低，存在煤壁片帮、顶板失稳甚至诱发冲击地压等灾害的风险。为安全通过断层带，选用双组分化学注浆材料，采用间歇式注浆工艺，对断层带破碎岩体进行注浆加固；通过钻孔应力计深孔和浅孔两个测点监测结果可知，工作面回采时对F13-1断层的影响范围在30～40 m，应力相对集中，最大应力达18 MPa，且应力异常在回采接近F13-1断层30 m时尤为明显。监测结果表明，工作面推过断层过程中，采场围岩较为稳定，实现了安全生产。
2025年05期 v.22;No.117 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K] [阅读次数：6 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：3 ] <正>《华北科技学院学报》是2004年创刊的专业性学术期刊,双月刊出版,中华人民共和国应急管理部主管、华北科技学院主办,面向矿业安全、化工安全、建筑安全、城市地下空间安全、网络安全、应急管理、救援装备、安全监管监察、职业健康等相关领域的科研、技术人员和大专院校师生。办刊宗旨:着眼大国应急管理体制需要,立足学校人才培养、科技创新、教育培训三大高地建设,搭建安全科学与应急管理学术交流平台,加速推进科研成果转化。
2025年05期 v.22;No.117 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 719K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：1 ] - 彭瑞;郑迪;张腾;赵启峰;刘江;沈春阳;杨学红;徐钰斌;
针对近距离煤层间隔层厚度变化较大，下位巷道采用单一的支护方案围岩控制效果和经济效益不佳的问题，本文以三河口煤矿一近距离煤层下位回采巷道为背景，运用理论分析、数值模拟、现场监测等方法对巷道顶板间隔层最大损伤深度、损伤分布进行研究，依据间隔层厚度和间隔层损伤情况将巷道分为破碎失稳区、裂隙损伤区、微损较稳区等三个区域并给出相应的支护方案，数值模拟和现场监测结果验证了分区支护方案的可靠性。研究结果表明：一是采空区底板损伤深度约为5.17m；二是间隔层完整性有随厚度增加而增加的趋势，三是分区支护方案围岩控制效果良好。研究结果对近距离煤层开采分区支护设计及提高经济效益具有较好的指导意义。
2025年05期 v.22;No.117 6-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1294K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：0 ] - 郝伟;
区段煤柱在采掘扰动及渗水弱化耦合作用下的失效，是诱发巷道突水事故的重要原因之一，探究区段煤柱失稳特征及合理宽度，对矿井水防治具有重要意义。本文以含水老空区沿空掘巷区段煤柱为研究对象，采用FLAC3D建立了区段煤柱流固耦合数值计算模型，本文揭示了采动应力、水浸弱化与掘进扰动共同作用下，煤柱内部应力场、塑性区及渗水区的耦合特征，对比了不同宽度区段煤柱的稳定性特征。结果表明：煤柱在覆岩压力与采空区积水水压叠加作用下浸水侧煤体率先破坏，并且随着积水的渗入，渗水区煤体的弹性模量、内聚力、内摩擦角随之降低。煤柱的稳定性演化可划分为三个阶段：上工作面开采扰动、采空区积水渗入弱化、巷道掘进扰动。基于此演化过程，提出以塑性区与渗水区的连通作为煤柱失稳突水的临界判据。煤柱宽度为3 m和5 m时，塑性区贯通，形成导水通道；煤柱宽度为7 m、9 m、11 m时，渗水区与塑性区不连通，煤柱具备承载、隔水特性。最终，在现场采用7m煤柱后，顶板最大下沉量146 mm，巷道控制效果良好。
2025年05期 v.22;No.117 14-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1600K] [阅读次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：1 ] - 李学彬;朱星志;刘定桂;郑赟;刘宥江;
针对断层破碎带巷道围岩破碎、掘进空顶区顶板容易塌落等问题，以常村煤矿25采区轨道下山巷道为工程背景，提出巷道掘进工作面锚杆封孔注浆超前支护技术，该技术将超前锚杆预应力与围岩注浆相结合，在巷道掘进工作面前方形成超前顶板加固区，提高巷道掘进空顶区顶板的稳定性，并结合囊袋式封孔结构特征，推导了临界注浆压力与有效封堵长度的关系式。数值模拟对比分析表明，实施超前支护后巷道顶板及两帮围岩位移量分别降低58%和68%，顶板塑性区深度由1.7 m缩减至0.7 m。通过现场工业性试验和矿压监测可知，超前支护段巷道顶板围岩离层变形量明显小于普通支护段，锚杆~/锚索轴力稳定在15.8 kN~/132.2 kN左右，分别降低70%和36%，巷道安全系数显著提高，所以断层破碎带巷道顶板锚杆封孔注浆超前支护技术有利于断层破碎带巷道安全高效生产。
2025年05期 v.22;No.117 23-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：2 ] - 尹子墁;马尚权;谢宏;
新的技术背景下，矿井通风网络解算实现全网、实时、动态成为可能，给进一步研究提供广阔空间。本文重点讨论矿井通风任务底层逻辑引发的深层次问题、影响自然风压的大数据特征、实时动态解算模型构建。研究认为，极端天气引起的自然风压变化与矿井通风密切相关，应将极端天气自然风压动态变化因素纳入通风防灾体系中持续跟踪；自然风压随着四季、昼夜变化，对矿井通风影响很小，但极端天气会带来自然风压的剧烈变化，这些变化受多参数动态影响，具备大数据的基本特征；提出构建大模型的初步构思，将气象变化模型纳入矿井通风网络解算模型。智能通风在解算大模型的支持下将成为现实，这一成果为后续研究提供了基本技术路径和初步理论遵循。
2025年05期 v.22;No.117 32-37+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K] [阅读次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：0 ] - 秦汝祥;马英杰;赵兴国;沈涛;
为了研究工作面风量对采空区自燃“三带”分布的影响，以煤低温氧化过程特性确定了判定采空区自燃三带的临界氧浓度，并以袁店一矿823采煤工作面为研究对象，现场实测了采空区自燃三带范围。为探讨工作面风量变化对采空区自燃三带的影响，构建了采空区漏风条件下，在与COMSOL软件构建模型印证统一性后，模拟了不同风量与采取封堵措施下采空区自燃“三带”分布特征，结果表明：随着工作面风量增加，采空区氧化带分布范围向深部蔓延，氧化带宽度增宽，且存在一个临界风量1734 m~(3/) min，当风量超过临界风量时，采空区氧化带宽度增长更为明显；采取封堵措施后，采空区氧化带分布范围明显降低，随着封堵挡墙长度增加，采空区氧化带的宽度随之减小，考虑现场实际方面，得出封堵挡墙的长度为20 m。
2025年05期 v.22;No.117 38-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1288K] [阅读次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：2 ] - 王利新;宋心影;赵乃强;张凤岩;孔德闯;
为揭示综放工作面过断层群过程中断层活化及应力演化的规律，以山西中煤东坡煤业有限公司924回采工作面为工程背景，通过现场实测的方法，研究了断层群受采动影响的活动特征。采用钻孔应力监测技术，在工作面回风平巷布置16个测点，实时获取了煤壁侧煤岩体的应力变化数据，并结合断层上下盘位移监测，分析了fd28断层和N13断层的活化特征。研究结果表明：受采动影响，fd28断层和N13断层附近岩层应力显著变化，垂直应力峰值达9.07 MPa，断层表面裂隙逐渐扩展，fd28断层最大错动量为9 mm,N13断层最大错动量为39 mm，显示出明显的活化效应。断层活化效应在工作面推进至距离断层20～30m时最为显著，fd28断层在监测32天后趋于稳定。研究成果为断层活化机理及采动条件下断层群的安全管控提供了理论依据和实践参考。
2025年05期 v.22;No.117 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 736K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：1 ] - 武建国;关联合;张武军;李春永;郭西凯;王玉怀;张思佳;李景阳;窦静文;高嵩;
为治理浅埋深煤层房柱式老空区火灾隐患，将井下移动式液态CO_2压注和长距离液态CO_2直注结合起来，实现了远距离液态CO_2移动灌注。在向老空区灌注16 t液态CO_2后，老空区内O_2浓度、CO浓度下降到发生氧化之前的正常浓度、C_2H_4消失，CO_2浓度升高而N_2浓度降低。灌注过程中老空区内的温度短时间内显著下降，然后温度回升，通过灌注液态CO_2老空区煤炭氧化的问题得到了有效治理。
2025年05期 v.22;No.117 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：0 ] - 姚军;龙超;刘昊;
在软弱围岩中开挖隧道易引起地层沉降、地表坍塌等危害，工程中常采用注浆方法加固围岩。水泥浆液在压力作用下注入围岩中，浆液硬化后围岩强度增加，水灰比将影响注浆圈围岩力学性能。本文以隧道软弱围岩为研究对象，制备不同水灰比的水泥浆注入土体中，采用直剪试验测试土体加固后的抗剪强度并计算其内摩擦角和粘聚力，然后将数据代入ABAQUS建立的隧道开挖模型，开展围岩沉降数值计算。研究结果表明：通过剪切试验可发现土体注浆后强度提高，水灰比越小土体抗剪强度越高；围岩注浆后隧道开挖时沉降量降低，水灰比为1∶1时地表沉降量为8.22mm，满足规范沉降量要求。研究成果可为软弱围岩注浆设计提供理论依据。
2025年05期 v.22;No.117 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：2 ] - 孙其汇;崔颖;高旭辉;叶宏宇;李洪贤;Saw Lip Huat;吴金顺;
针对中浅层地源热泵系统地埋管换热性能的多因素耦合影响问题，本文聚焦“地埋管影响因素”与“换热性能”双重目标，通过ANSYS流体力学软件构建三维数值模型，系统量化入口流速、管径、回填材料导热系数等多参数对地埋管换热特性的影响规律。基于田口试验设计方法，设置7因素3水平共27组正交试验，通过信噪比分析与方差分析，揭示不同评价指标（进出口温差、延米换热量、系统COP）下各参数的显著性差异及最优水平组合。研究发现：入口流速对进出口温度（贡献率32.6%）和系统COP（贡献率30.7%）的影响最为突出，而管径是决定单位延米换热量的关键因素（贡献率28.9%）。通过多目标优化获得三组典型工况的最优参数配置：进出口温差优化组（A3B2C1D1E3F3G1）、单位延米换热量优化组（A1B2C3D1E3F3G3）、系统COP优化组（A1B3C3D3E3F2G2）。该方法为系统多目标优化提供技术路径。
2025年05期 v.22;No.117 68-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1042K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：0 ] - 尹昊;祝龙记;
永磁同步电机调速控制系统通常采用转矩公式直接计算d-q轴电流的给定值，但其对电机参数敏感，难以运行于最佳工作点；无位置传感器控制通常采用高频正弦波注入法，但滤波器的使用降低了系统的带宽及响应速度。本文提出将通过输入高频方波对无传感器位置观测与虚拟方波注入的MTPA应用于永磁同步电机控制系统，形成一种复合控制策略，由虚拟方波注入的MTPA对电机进行控制，通过对电流环注入高频方波，由高频电流信号来得到电机的转子位置信息，实现永磁同步电机的复合控制。通过仿真验证了所提控制策略的有效性。
2025年05期 v.22;No.117 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：2 ] - 马旭驰;陈丹凤;
针对粒子群优化算法（Particle Swarm Algorithm,PSO）由于快速收敛特性导致易早熟的问题，提出一种改进粒子群优化算法（Improved Particle Swarm Algorithm,IPSO）。首先，为提高算法的多样性，引入了一种新颖的动态惯性权重方法以及自适应加速系数，以动态调整粒子的搜索范围。其次，提出一种新的速度更新策略，该策略充分利用了优质解的信息，以进一步提高算法的收敛速度。最后，为验证IPSO算法的有效性，采用5个标准函数进行测试，结果表明IPSO算法的优越性。此外，将改进后的算法求解城轨列车自动驾驶（Automatic train operation,ATO）节能优化问题效果也是最优的。
2025年05期 v.22;No.117 85-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1104K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：1 ] - 马辉;闫粟;周星羽;吉珈印;宋世康;李哲;
应急科普是应急管理事业发展的重要影响因素。在全球气候变化和自然灾害频发背景下，应急科普成为提升公众防灾减灾能力的重要抓手，但其效果评价缺乏科学化、系统化的方法。本文以层次分析法（AHP）为核心工具，结合应急科普的现有尝试和未来发展，构建包含1个目标层、4个准则层，13个二级准则和45个指标的多维度评价体系。通过专家打分构建判断矩阵，计算各层级指标权重，进行一致性检验。结果表明，该体系能够有效量化评价区域应急科普的软、硬件发展状况，评估地区应急科普能力，为优化应急科普工作提供科学依据。
2025年05期 v.22;No.117 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：9 ] - 王航;赵少飞;刘子源;宋浩远;常芋;
地震是常见的自然灾害之一，地震引起砂土液化会造成巨大的人员伤亡和财产损失。目前废旧橡胶量的日益增多造成了巨大的环保问题。为了探索含橡胶颗粒的砂土（以下简称“橡胶砂”）在抗震工程中的应用潜力，本文通过动三轴试验研究了橡胶砂的液化特性。试验针对细粒、中粒、粗粒三种橡胶颗粒粒径，考虑三种因素变化：橡胶颗粒掺量（0%、10%、20%、30%）、加载频率（0.5 Hz、1.0 Hz、2.0 Hz）和初始有效围压（50 kPa、100 kPa、150 kPa）对橡胶砂抗液化性能的影响。结果表明，橡胶颗粒的掺入显著提高了砂土的抗液化能力，液化所需振次随橡胶颗粒掺量的增加呈非线性增长，当掺入量在20%以内时，液化所需振次略有增加，而超过20%时，液化所需振次显著提高，且掺入粒径较大的橡胶颗粒（粗粒）效果更显著；随着加载频率提高，橡胶砂液化所需振次增加，孔隙水压力累积速度减缓，抗液化能力增强；随着初始有效围压的增加，液化所需的振次显著增加，对于掺入细粒、中粒和粗粒三种橡胶颗粒粒径，在初始有效围压150 kPa以内液化所需振次随围压的增长而呈线性增长。研究结果为优化废旧橡胶资源化利用技术、提升砂土地基抗震能力提供了试验依据。
2025年05期 v.22;No.117 101-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：0 ] - 牛欣然;谢宏;
探索知识图谱生成和安全评价指标体系构建的关联机制是实现运用知识图谱直接生成评价指标体系的关键路径。在文献研究、资料分析的理论基础上利用知识图谱的知识管理搭建知识框架，使用词频统计以及实体的关系抽取指导评价指标的筛选与确认。引入安全系统二元结构三元体系模型，整合自然、社会、人工三维度的安全要素，框定和引导评价指标体系的构建，针对安全生产全流程的安全性进行安全评价。研究可知知识图谱的生成机制与构建评价指标体系的原则性要求高度契合。
2025年05期 v.22;No.117 110-116+124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1001K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：0 ] - 刘静;温国海;
当中国企业面临海外安全威胁，需要撤离时，为保障企业人员能顺利回国，需要建立应急预案，本文运用系统动力学理论从系统模拟角度研究应急撤离过程。运用系统动力学原理知识分析影响应急撤离过程的重要因素，对模型中变量的因果关系进行分析，解释各变量之间的数学关系和数学方程，通过Vensim软件平台建立海外中资企业应急撤离的系统动力学模型并进行仿真模拟，得到不同条件下应急撤离过程的变化和区别。研究表明该模型可用于海外中资企业应急撤离的风险预测、效率评估，为海外安全管理者合理规划海外撤离方案提供理论基础。
2025年05期 v.22;No.117 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1072K] [阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：5 ] <正>1.来稿必须具有创新性、学术性、科学性、准确性、规范性和可读性。论文篇幅(含图表)一般限6 000字以内。2.论文要求主题明确、数据可靠、逻辑严密、文字精练、图表清晰。文稿必须包括中英文题名、作者姓名、作者单位及邮编、中英文摘要和关键词(3～5个)、中图分类号、正文、参考文献和作者简介(包括姓名、性别、出生年、籍贯、学位、职称、研究方向、联系电话、E-mail等内容),并在首页地脚处注明基金资助项目的名称和基金号。作者的外文姓名一律用汉语拼音全部拼出,姓(字母大写)在名前,名连缀成一词,两字间加半字线分开。3.论文的中文摘要200字左右,英文摘要应有150个单词。其内容应反映论文目的、方法及主要结果与结论,应提供尽可能多的定性或定量的信息,反映论文的创新之处;采用第三人称的写法,不必使用“本文”、“作者”等作为主语。
2025年05期 v.22;No.117 125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K] [阅读次数：2 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[下载次数：0 ]