2024年, 第43卷, 第05期　
刊出日期：2025-03-25

  

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  庆祝辽宁工程技术大学建校75周年专刊前言

  韩军

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 513-514.

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  <正>辽宁工程技术大学（原阜新矿业学院）创建于1949年，75年来，扎根艰苦行业，用智慧和汗水谱写了一部行业院校发展壮大的壮丽篇章。如今，在历史的交汇点上，我们共同回顾过去，展望未来，并以专刊的形式庆祝建校75周年。辽宁工程技术大学1978年被国务院确定为全国88所国家重点大学之一。
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  基于表面与深部位移相协同的滑坡分级预警方法

  王东, 王艳婷, 李广贺, 张周爱, 周志伟, 丁春健

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 515-523.

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  针对滑坡分级预警方法准确率低、预警重复率高、不具有普适性的问题，基于滑坡过程中位移演化的统计学特征，利用正态性检验原理，建立基于表面位移与深部位移信息相结合的滑面超前辨识与滑坡分级预警方法。对表面位移速度、表面位移加速度、深部位移错动量进行正态性检验，由此判断滑坡启动、滑坡加速和滑坡加加速的三级预警时间，通过工程实例验证了三级预警时间的准确性、推断的滑面位置的合理性。研究结论可丰富滑坡预警理论及方法，提高预警精度，为露天矿边坡工程设计提供参考。
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  冲击地压的两种破坏类型及其机制

  韩军, 郭宝龙, 贾冬旭, 马双文, 齐庆新, 朱志洁, 赵善坤, 荣海, CAO Chen

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 524-533.

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  为揭示冲击地压的发生机理，分析了多个冲击地压实例，提出冲击地压的新分类及其发生机制。研究结果表明：存在两种不同破坏类型的冲击地压，定义为煤体破碎型和煤体滑动型，前者以煤体的冲击破碎为显著特征，后者以煤体整体冲入巷道内为主要特征。煤体破碎型冲击地压的发生机理为破裂冲击机理，即煤体在高应力作用下破裂后围岩发生弹性回弹，对煤体产生准动态加载，导致煤体发生冲击破坏；煤体滑动型冲击地压的机理为卸载滑脱机理，即特定条件下顶板向上挠曲导致煤层竖直压力降低，竖向夹持力降低的煤体在水平应力作用下整体冲入巷道。研究结论可为冲击地压的分类和精准防治提供指导。
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  煤矿热动力灾害防控研究现状及趋势综述

  周西华, 张潇文, 白刚, 黄戈

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 534-544.

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  为分析煤矿热动力灾害防治理论及技术相关研究现状，提高对煤自燃、瓦斯爆炸及诱发耦合灾害等方面的认识，系统总结了当前煤矿热动力灾害研究的成果，分析研究领域国内外进展及不足。研究结果表明：当前热动力灾害基础理论方面需深入多灾种耦合复杂致灾机理及影响机制的研究，防治技术方面需着力发展精细化、低碳化、智能化防治技术及装备，管理方面需以科学理论为基础，制定合理可行的监管监察防灾治灾临界指标。研究结论为煤矿热动力灾害防治理论及技术进一步发展提供参考。
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  矿井智能通风发展趋势

  贾进章, 尚文天, 雷涛, 李欣垚

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 545-555.

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  针对传统矿井通风技术智能化方面存在的不足，采用文献调研的方法，通过分析现有研究，从系统通风、局部通风、矿井智能通风理念、生产时期智能通风、灾变时期智能通风5个方面进行梳理与总结，探讨矿井智能通风系统的发展进程与技术趋势。研究结果表明：矿井智能通风的基础理论尚不完善，基于监测数据的实时仿真和按需调节技术仍需进一步研究，灾变时期的智能决策与控制将成为未来的重点研究方向。研究结论为矿井智能通风的理论发展和应用提供参考。
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  煤矿火烧岩爆破破碎机理及爆破参数优化

  宋子岭, 贾正昭, 文宇

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 556-564.

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  针对煤矿火烧岩台阶爆破效果不理想问题，通过理论分析、数值模拟、实验室实验与现场试验相结合的方法，以大南湖二号露天煤矿为例，研究火烧岩的物理力学特性、爆破破碎机理以及影响爆破的因素，优化爆破参数。研究表明：岩体在高温作用后强度变低、易破碎、裂隙极发育。爆破时，若裂隙方向与应力波传播方向平行，会产生应力集中现象；若裂隙方向与应力波传播方向不平行，则在裂隙处会发生应力波反射与折射现象，缩短应力波作用时间，加剧炮孔周围岩体的破碎程度。采用泥浆护孔能够提高火烧岩台阶的成孔率，结合火烧岩爆破破碎机理优化爆破方案，通过现场爆破试验，验证了优化后爆破参数的适用性。
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  油页岩原位开采物理模拟试验研究现状及展望

  唐巨鹏, 余泓浩

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 565-580.

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  合理高效地原位开采油页岩资源对缓解常规油气资源枯竭具有重要的战略意义。鉴于目前油页岩现场原位开采的不确定性和工艺复杂性，物理模拟试验成为了研究油页岩原位开采热解及传热机制的有效手段。通过查阅大量文献发现：油页岩原位开采模拟试验装置由毫米（颗粒）尺寸向厘米、米级（现场）大型尺寸迭代升级，各种大型多功能三轴智能化试验系统已研制成功。试验研究了温度、应力和共热物质对油页岩热解的影响，分析了油气产物、孔缝结构和渗透率演化特征，形成了具有我国特色的油页岩原位开采研究体系。针对新形势下油页岩原位开采研究存在的不足，对未来的研究方向提出建议和展望，旨在完善油页岩原位开采研究体系，早日实现油页岩大规模原位开采。
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  岩体中应力波传播衰减规律研究进展

  肖晓春, 刘坤龙, 张文萍

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 581-592.

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  为揭示地质构造变化或爆破等产生的应力波在不同影响因素条件的衰减机制，学者们借助位移不连续法和等效连续介质法等理论方法，针对完整传播过程的入射、传播和透射3个不同阶段，开展了应力波传播衰减规律影响的研究。研究结果表明波形、岩体性质和节理性质均会对其衰减特性产生显著影响。总结以上研究方法，讨论各方法之间的联系和异同点，在此基础上提出亟待解决的问题和研究方向，为充分了解应力波传播过程中的衰减变化规律、完善波动理论和提高实际工程安全性提供参考。
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  北斗三号高精度载波相位差分定位算法

  祝会忠, 白云鹏

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 593-599.

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  针对北斗三号系统（BDS-3）全星座、多频率差分定位相关研究不足等问题，构建基于多频观测值的载波相位差分定位模型，并利用连续运行参考站（CORS）网络的实测数据以及实测车载动态数据对算法进行验证。研究表明：在静态定位模式下，双频组合中的B1CB2a在定位精度上表现最佳，与B1CB2a相比，三频组合B1CB2a B3I在N、E、U三个方向的定位精度分别提高了16%～41%、2%～62%、7%～47%；在动态定位模式下，三频组合B1CB2a B3I在N、E、U三个方向的定位精度分别提高了53%～61%、52%～75%、51%～53%。B1CB2a、B1CB2aB3I可分别在静态、动态定位模式下实现厘米级、亚米级的定位精度以及模糊度的快速准确固定，显著提高定位系统的性能和可靠性，在智能交通、无人机导航、精准农业等领域具有广阔的应用前景。
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  中国三大城市群植被覆盖度与地区生产总值协调发展研究

  任东风, 裴心苗, 曹爱华

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 600-609.

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  为探究植被覆盖度与地区生产总值的耦合协调发展对城市生态文明建设的作用，以长三角、京津冀和珠三角48个城市为研究对象，构建植被覆盖度与地区生产总值的耦合协调度模型，并运用Theil-SenMedian趋势分析、Mann-Kendall突变检验以及地理探测器模型，揭示2000—2020年3个城市群植被覆盖度与地区生产总值的耦合发展变化及其驱动因素。研究结果表明：3个城市群植被覆盖度与地区生产总值主要呈波动型增长，且二者发展状态不平衡。植被覆盖度与地区生产总值耦合协调度基本由极度失调转变为高度耦合，呈稳步上升趋势。土地利用类型和夜间灯光数据是影响城市群植被覆盖度与地区生产总值协调度的主要驱动力，二氧化碳排放量与高程之间交互作用解释力最高，达到67%。研究结论为城市经济与生态文明建设协调发展提供参考。
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  基于分子动力学的有机朗肯循环Cu/R123纳米有机工质能量研究

  杨新乐, 闫振超, 马联伟, 王晓鹏, 于宁, 宗德敬, 王新

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 610-617.

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  为探究有机朗肯循环（ORC）Cu/R123纳米有机工质的能量变化特性，采用分子动力学方法，对不同工况下的Cu/R123纳米有机工质能量进行模拟。研究结果表明：加入纳米颗粒可使有机工质微观结构发生改变。在微观状态下，范德华能随体积分数增大而减小，键合能随温度升高而增加，气相时范德华能增大，压力对体系影响很小。通过计算焓差发现，在相同蒸发温度下，采用纳米有机工质的ORC做功较大；纳米有机工质具有较高的导热系数，可提升ORC低品位热能回收效率。
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  Sn-Zn-Bi-Ga掺杂Ti纳米颗粒钎料制备及钎焊性能

  刘广柱, 吕明垚, 马志军, 魏崇, 吴佳美, 王泽良

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 618-624.

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  为解决Sn-Zn系无铅钎料性能难以满足电子封装实际应用的问题，采用Ti纳米颗粒掺杂的方法制备了Sn-5Zn-10Bi-0.5Ga+x Ti无铅钎料（x为质量分数，分别取0.05%、0.1%、0.3%、0.5%），研究了Ti纳米颗粒对钎料的润湿性能、抗氧化性能的影响，对钎焊的钎焊接头界面处的组织结构、金属间化合物扩散层厚度特征，以及力学性能等影响。研究结果表明：Ti纳米颗粒的添加能提高钎料的润湿性能和抗氧化性能，还能改善界面处的组织结构和力学性能。当添加Ti纳米颗粒质量分数为0.3%时，钎料抗氧化性能最好，其氧化增重质量比最先趋于稳定且增长率最低，其焊件的剪切强度为32.10 MPa，达到最大值。
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  多尺度特征融合增强检测模型MFFE-YOLO

  彭继慎, 马龙泽, 孙梦宇, 刘金龙

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 625-632.

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  为解决传统巡检图像检测方法对电力设备小目标缺陷检测能力弱、错检和漏检率高、浅层网络语义信息不足等问题，提出针对电力设备小目标缺陷的多尺度特征融合增强检测模型（multi-scale feature fusion enhanced youonlylookonce,MFFE-YOLO）。该方法设计了一种多尺度特征融合增强机制（multi-scalefeaturefusion enhancement,MFFE），能够更全面地捕捉目标特征。研究表明：在C2f-EF模块中嵌入跨空间学习多尺度注意力机制EMA以及FasterNet Block，能够优化模型的运行效率；MFFE-YOLO方法的平均精度、参数量和帧率指标均优于其他方法，能够实现高精度与实时性之间的良好平衡。
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  国产功率芯片射频解冻模块设计与应用

  南敬昌, 戴涛, 丛密芳

  辽宁工程技术大学学报（自然科学版）. 2024, 43(05): 633-640.

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  为提高射频解冻领域相关产品的自主可控能力，基于国产自研横向扩散金属氧化物半导体（lateral diffusedmetaloxidesemiconductors,LDMOS）功率芯片，提出一种由全国产晶体管放大电路构成的大功率射频解冻模块设计方案。该方案核心放大电路部分采用三级级联自研功率放大器，分别为前置级DS5089、驱动级DS6S0910P和末级DS300AN，并设计大功率射频解冻模块。对模块进行射频性能测试、功能测试以及可靠性测试。研究结果表明：基于国产晶体管设计的模块具备较好的射频性能，饱和输出功率大于53 dBm，电源转化效率超过60%，并能在特定时间内快速有效地完成食物解冻。研究结论为射频解冻领域国产晶体管放大电路设计提供参考。