《矿业科学学报》“矿井地质灾害隐患透明化”专题

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《矿业科学学报》“矿井地质灾害隐患透明化”专题

来源：矿业科学学报

《矿业科学学报》，双月刊，创刊于2016年，是由教育部主管，中国矿业大学（北京）主办，煤炭工业出版社出版的综合性中文学术期刊。

行业视野: 地质
类别; 68个
关键词; 67位
专家; 14篇
论文; 189IP
点击量; 1次
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基于随钻参数响应特征的巷道顶板岩层界面识别方法研究

作者(Author)：李点尚, 刘灿灿, 王传兵, 任波, 任帅, 康志鹏

摘要：为实现煤矿地质透明化，促进煤矿智能化发展进程，解决传统岩层界面识别方法速度慢、成本高以及精度差的难题，围绕岩层界面智能识别进行研究。首先，在实验室内浇筑地层模型，通过自主研制的随钻装置开展位移、转速、扭矩和声压级等参数的实时采集；其次，采用指数加权损失函数自动过滤位移数据异常值，提出钻速计算方法；然后，用变点检测算法、RStudio软件的Strucchange模型和决策树算法分析钻速、转速、声压级和扭矩等参数，对比分析其识别岩层界面的准确性；最后，在2种典型的地质条件下进行岩层界面随钻识别效果分析。结果表明：以钻速为输入参数，决策树算法是快速准确识别岩层界面的最佳方式；现场试验中煤岩界面位置预测的平均误差为0.04 m，但对于复合顶板岩层界面识别准确性相对较低。

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2025年第01期

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基于压缩奇异值分解的高效地震数据随机噪声压制

作者(Author)：孙超, 林朋, 刘育林, 王秀东, 徐东晶

摘要：随机噪声是地震数据处理中常见的干扰之一。传统的随机噪声压制方法采用的是奇异值分解技术，但是其计算效率较低，难以适应大规模地震数据处理。为了提高随机噪声压制效率，提出一种基于压缩奇异值分解的随机噪声压制技术。该技术在计算奇异值时首先基于压缩感知理论对原始数据进行稀疏变换，然后将变换后的结果用于近似求解高维左右奇异向量和奇异值，避免对原始高维数据的直接处理，提高奇异值分解的准确性和计算效率。基于三维合成地震记录和实际数据对该技术的有效性和实用性进行验证，并与采用传统奇异值分解、随机奇异值分解的技术进行对比。结果表明：该技术能够有效压制地震数据中的随机噪声，同时有效信号得以增强突显；相对于传统和随机奇异值分解，压缩奇异值分解技术具有更高的计算效率，可大幅节约时间成本，并进一步提高信噪比。

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2025年第01期

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基于红外视觉特征融合的矿井外因火灾监测方法

作者(Author)：李晓宇, 范伟强, 刘毅, 霍跃华

摘要：为了解决矿井复杂环境下外因火灾监测误报率和漏报率较高的问题，提出基于红外视觉特征融合的矿井外因火灾监测算法。首先，改进红外小目标检测的局部对比度度量(LCM)模型，提高早期火灾目标的显著度，进而分割出火灾疑似区域；其次，通过分析不同监视场景下外因火灾和主要干扰热源在热红外图像序列中的视觉特征，选出抗干扰能力强的火灾显著特征；然后，优选火灾显著特征提取方法和相似度估计策略，以获取热红外图像序列中火灾疑似区域的主要视觉特征，并构建火灾特征向量；最后，通过建立特征向量集，构建基于支持向量机(SVM)的矿井外因火灾检测模型，对所提算法进行验证。结果表明：所提算法不仅能监测不同场景下的外因火灾，还能够监测远距离和早期阶段的外因火灾，其正确率和检测率分别达到96.93 %、96.24 %，误检率低至2.56 %；相较于对比算法，所提算法在火灾监测的准确率、误报率和漏报率方面均有较大的改善。

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煤岩裂隙网络水气运移特性数值模拟研究

作者(Author)：林强伟, 朱永建, 罗亚飞, 李鹏, 王平, 李豹

摘要：为了研究煤岩真实裂隙网络中水驱气的运移特性，采用体视显微镜提取现场煤样的二维裂隙结构，二值化后导入COMSOL软件中进行水驱气数值模拟，采用相场法对水气两相界面进行追踪，探讨水驱气过程中封闭气形成原因，分析不同裂隙数量与裂隙开度对驱替效果的影响。结果表明：当裂隙延伸方向与驱替方向一致时，驱替速度更快，易形成优势通道，经过狭窄喉道时速度和压力增加；在驱替平衡时，易形成盲端封闭气、“H”型封闭气、变径封闭气和绕流封闭气4种封闭气类型，其形成主要受裂隙形态、毛细管力及润湿性影响；裂隙数量减少时，水气两相平均速率增大，平均压力与剩余瓦斯量减小；裂隙开度较小时，平均速率和压力升高，剩余瓦斯量增加。

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基于超声测试的深部煤层气储层脆性表征

作者(Author)：郭永红, 王国伟, 张迎春, 刘毅, 张乐, 杨小勇, 陈豪

摘要：为探究深部煤层气储层脆性及其各向异性特征，分析有机质和黏土总含量及定向排列程度、等效孔隙率及孔隙纵横比等物性参数对深部煤层气储层脆性特征的影响。首先采集20块太原组8号煤层的原生结构煤样开展微观观察、物性测试和超声速度测试。然后基于试验结果和微观观察，构建深部煤层气储层各向异性岩石物理模型，最后建立二维脆性岩石物理量版。结果表明：煤样脆性具有明显的方向依赖性，且平行和垂直层理方向脆性性质具有相关性，平行和垂直层理方向的杨氏模量差异与速度差异呈正相关关系，泊松比和脆性指数各向异性与速度各向异性参数呈负相关关系。试验数据验证表明所构建的岩石物理模型能够有效刻画煤组分、结构对储层脆性特征影响。

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2025年第01期

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基于深度学习和贴近摄影测量的露天矿爆堆块度识别算法

作者(Author)：陈承桢, 李荟, 朱万成, 牛雷雷

摘要：爆堆块度分布的快速计算方法一直是学术界和工业界关注的热点，对于优化爆破效果、节约采矿成本具有重要意义。通过贴近摄影测量技术获取露天矿爆堆块体图片，构建超高清正射数据集，并提出基于深度学习的爆堆块度识别算法对爆破效果及优化采矿成本进行评估；引入可切换空洞卷积和递归特征金字塔改进模块提取不同岩体块度特征，利用傅里叶描述子建立爆堆块体统计并采用累计通过体积曲线替代累计通过率。结果表明，这种基于深度学习和贴近摄影测量的露天矿爆堆块度识别算法具备有效性，目标爆堆的表面粉矿率均值为8.90 %，表面大块率均值为4.69 %。粉矿率偏高，大块率较低，需进一步优化爆破参数，降低成本。

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