2025年, 第44卷, 第01期　
刊出日期：2025-02-15

  

• 全选
  |

• Select
  煤层注水渗流与润湿机制研究进展

  王刚, 陈雪畅, 程卫民, 刘震, 孙路路, 徐浩

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 1-17. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  近年来，随着煤炭开采不断向深部发展，矿井所面临的冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害日益严重。煤层注水在治理煤与瓦斯突出、防冲泄压等方面具有显著优势，成为广泛应用的矿井防灾手段。为系统总结煤层注水渗流与润湿机制相关研究，本文梳理了国内外煤层注水发展脉络，从孔裂隙结构、渗流过程、渗流机理及润湿机制等方面综合分析相关成果。在孔裂隙结构研究方面，借助先进的微观观测技术已成功建立起了多种孔裂隙结构的定量表征模型，并准确描述其几何参数特征，有助于针对不同煤层特性制定更具针对性的注水方案。在渗流过程研究方面，构建了考虑多因素的渗流理论模型，并通过先进测量技术获取渗流数据，揭示注水参数影响规律，同时，数值模拟技术实现了渗流场的可视化。煤体润湿机制研究方面，揭示了润湿微观原理，明确了不同煤质润湿特性差异，并筛选有效润湿剂提高注水效果。现阶段的研究还存在局限性，如孔裂隙结构研究与宏观工程结合欠缺，渗流数值模型需进一步考虑流体对煤体结构的影响进行优化等。本研究为优化煤层注水效果提供了理论基础，对保障煤矿安全、推动灾害治理技术发展及能源安全稳定有借鉴意义。
• Select
  不同倾角穿层裂隙组合岩石力学性能及破坏特征研究

  李杨杨, 侯嘉琦, 张士川, 孙宁, 李宗凯, 冯海龙, 苏鹭

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 18-27+40. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  煤矿开采过程中，覆岩中原生裂隙贯通是导致工作面发生水害的重要因素之一，而原生裂隙不同赋存条件又影响裂隙间贯通形态，研究不同形态原生裂隙间破坏贯通方式对揭示工作面突水机理尤为重要。采用MTS816岩石力学剪切试验机开展了不同倾角裂隙组合岩石单轴压缩试验，研究了岩样破坏过程中应力-应变、峰值强度及能量耗散特征，并使用颗粒流(PFC)数值模拟软件对岩样宏细观破坏特征进行分析。研究结果表明，岩样的单轴应力-应变曲线整体呈现缓升-陡升-急降趋势，当裂隙倾角为30°、60°时，曲线出现大幅度二次波动。组合岩石抗压强度受强度较弱岩石影响更为显著，岩样峰值强度与裂隙倾角呈正相关，当裂隙倾角为30°、90°时，岩样峰值强度较无裂隙组合岩石降幅分别为73.17%、21.07%;峰值应力对应耗散能转化率随裂隙倾角增大而增大，当裂隙倾角为30°时，耗散能转化率为17.52%;裂隙倾角为90°时，耗散能转化率为47.51%。应力峰值点对应损伤变量D为0.252,岩样峰前损伤程度较小，峰后阶段耗散能占比急剧增大，岩样损伤程度大幅增加；不同裂隙倾角组合岩石均发生以拉伸破坏为主的“倒Y”型拉-剪混合破坏，且不同裂隙倾角岩样破坏过程可分为裂纹萌生、预制裂隙贯通、裂纹扩展及岩样破坏4个阶段。岩样不同倾角裂隙间的贯通与岩体断裂韧性及应力强度因子有关，且随裂隙倾角增大，岩样破坏时产生裂隙数量增多，预制裂隙贯通方式分为裂隙相邻尖端贯通、裂隙对角尖端贯通、两裂隙近接触面与裂隙尖端贯通3种类型。
• Select
  煤矿综采工作面多因素耦合作用下人员热舒适影响规律研究

  吴立荣, 王乙帆, 李佳敏, 刘萱

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 28-40. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  高温高湿环境严重影响工人热舒适性，为明确综采面工人热舒适影响规律，选取采煤机司机和液压支架工为研究对象，运用Airpak软件数值模拟环境因素、服装热阻、劳动强度变化情况下人体热舒适指标——工人预测平均评价-预测不满意百分率(PMV-PPD)变化规律。结果表明，在高温高湿环境下仅改变送风速度或湿度，不能使工人处于舒适状态；工人周围环境湿度随着送风温度的降低而减小，可通过调节温度调整人员舒适性；在同等外界条件下，劳动强度增大不舒适感增强；井下环境温度越高，服装热阻对工人热舒适的影响程度越大。当送风温度27℃时，送风相对湿度50%～53%、送风速度0.5～3.5 m/s,工人比较舒适；当送风温度30℃时，送风相对湿度50%、送风速度2.8～3.5 m/s,工人比较舒适。通过实验舱试验所测参数计算的PMV-PPD结果与数值模拟结果一致。同时，心率受温度影响最大，在温度高于34℃、湿度高于75%的高温高湿环境下，轻度体力劳动者心率在工作30 min后出现波动，中度体力劳动者心率在工作20 min后出现波动，故可将20 min作为一个工作周期。以上研究对于优化工作环境，使工人能够舒适、安全、健康工作提供了理论基础。
• Select
  贵州瓮安玉华磷矿床稀土元素地球化学特征

  蒋宗旭, 何明勤, 刘华德, 田欢欢

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 41-52. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  玉华磷矿床位于贵州省瓮安县，其矿体赋存于埃迪卡拉系陡山沱组（Z₂ds）。为深入了解该磷矿床稀土元素的地球化学特征，通过实地地质调查、光学显微镜观察、扫描电镜与能谱（SEM-EDS）、X射线荧光光谱（XRF）以及电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等进行系统研究。结果表明，a、b两个矿层磷矿石中，包括Y在内的稀土元素主要是以吸附形式存在于胶磷矿中；Ce_anom-Nd关系图显示a矿层形成于还原环境，而b矿层形成于氧化环境，从a矿层到b矿层的形成环境经历了从还原环境到氧化环境的转变过程；b矿层稀土元素PAAS标准化配分模式曲线呈中稀土元素略富集的“帽型”形态，表明b矿层的形成过程中明显有生物的参与。
• Select
  辽河油田区InSAR形变监测与开采参数反演

  王子倩, 杨成生, 侯祖行, 张雪, 丁慧兰

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 53-64. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对辽河油田区地表形变特征及变形趋势不明的问题，利用SBAS-InSAR和MSBAS-2D技术对该区2019—2021年地表多维形变特征进行监测，并将Okada矩形位错模型用于典型油田开采区储层参数反演。结果表明：研究区曙光采油厂、欢喜岭采油厂和锦州采油厂均存在因石油开采导致的地面沉降，其中曙光采油厂两年内累积形变达-330 mm,沉降漏斗最大垂直形变和水平位移分别为-150和55 mm,其形变量之比约为3∶1。利用Okada矩形位错模型反演曙光采油厂区域油层深度为1 642.22 m,与实际油层深度接近，适用于该区域油田储层参数反演。此外油气开采与周缘的地震事件无明显的相关关系。该方法能较为全面地监测辽河油田区地表形变特征，可为该区油气生产及沉降灾害防治提供参考。
• Select
  北斗空间信号测距误差：北斗二号和北斗三号的比较分析

  董正华, 张松林

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 65-81. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  广播星历在位置、导航和时间服务上起重要作用，探讨北斗二号(BDS-2)和北斗三号(BDS-3)的广播星历非常重要。本研究以欧洲定轨中心(COD)、德国地球科学研究中心(GFZ)和武汉大学(WHU)三个国际全球导航卫星系统服务(IGS)分析中心的高精度产品为基准，比较了2022年全年BDS-2和BDS-3广播星历的轨道误差、钟差误差和空间信号测距误差(SISRE),并进行了误差相关性分析。实验结果表明：对于中圆轨道(MEO)卫星，BDS-3广播星历的期龄优于BDS-2;天线相位中心改正(PCO)对BDS-3广播星历轨道精度的提升优于BDS-2;BDS-2与BDS-3广播星历的轨道误差在切向(A)、法向(C)和径向(R)上的均方根(RMS)分别为3.32、1.00、0.53 m和0.42、0.30、0.08 m。对于钟差误差，BDS-2和BDS-3的RMS值分别为1.99和1.69 ns。BDS卫星在轨道切向误差和轨道径向误差(A-R)以及轨道径向误差和钟差误差(R-V)上存在较为明显的相关性，且BDS-2卫星的误差相关性大于BDS-3。BDS-3和BDS-2卫星SISRE的RMS分别为0.53和0.79 m。
• Select
  基于双探头多波束内部重叠区约束的横摇安装残差探测与校正

  刘超平, 吴冬强, 黄毅, 卜宪海, 李晓勇, 许方正, 阳凡林

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 82-89. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对双探头多波束测深系统换能器安装校正后仍存在角度残差的问题，本研究提出一种基于双探头多波束内部重叠区约束换能器横摇安装残差探测与校正方法。首先分析测量过程中横摇安装残差的存在对海底地形的影响，利用相邻测线局部平坦地形数据为约束，采用随机抽样一致(RANSAC)算法进行平面拟合，探测并获取两平面夹角，实现一侧探头横摇安装残差校正；然后，基于双探头多波束同一测线两探头内部重叠区域为约束，利用RANSAC算法探测和获取另一侧探头横摇安装残差；最后，完成双探头多波束横摇安装残差的精确校正。实验结果表明：本算法可有效探测横摇安装残差，改正后相邻测线重叠区域水深不符值小于0.5 m的点云数占99%以上，其中测线间均值为0.043 m,标准差为0.003 m,优于Patch test的0.099和0.008 m;测线内两探头重叠区水深不符值的均值为0.006 m,标准差为0.006 m,优于Patch test的0.009和0.021 m,具有良好一致性。
• Select
  骨料粒形粒径对骨架特性及透水混凝土性能影响研究

  单景松, 代光伟, 王芳, 彭伟, 郭世腾

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 90-99. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  骨料形态对透水混凝土骨料骨架、强度及渗透性等方面产生影响。基于骨料颗粒粒形分级，研究了骨料形状及粒径对透水混凝土渗透性能、抗压强度、破坏状态的影响，同时借助计算机断层扫描技术研究了骨料形状及粒径对透水混凝土内部空隙率、空隙尺寸等空间分布特性的影响。研究结果表明：以粒径为4.75～9.5 mm的棱角鲜明型骨料为基准，加入不同粒径的棱角鲜明型骨料形成的骨架嵌锁能力和抗压强度较单一粒径更好，空隙分布更均匀，破坏形态为单个骨料散落，颗粒破碎较少；加入2.36～4.75 mm针片状细骨料或9.5～13.2 mm圆滑型粗骨料均导致骨架贯入强度大大降低，降幅分别为60.1%和34.4%;加入2.36～4.75 mm细骨料使透水混凝土透水能力降低，而加入9.5～13.2 mm针片状粗骨料后等效孔径集中在1.5～3.0 mm,连通空隙比重增加，透水系数增加了10.2%,但抗压强度降低了10.4%,破坏时针片状骨料发生破碎；加入9.5～13.2 mm较圆滑型粗骨料后试件中部的空隙率较低，空隙空间分布不均匀，透水能力最差，破坏时骨料散落量较大。
• Select
  原位自生(Ti, W)C增强Ni基耐磨涂层的微观组织和性能

  迟静, 王淑峰, 李敏, 吴杰

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 100-109. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用等离子熔覆技术，通过Ti、W和C的原位反应，制备了不同Ti、W配比的（Ti, W）C/Ni涂层，对涂层的物相组成、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能进行了检测与分析。结果表明，在等离子高温熔池中，Ti、C会优先反应生成TiC,随着W扩散进入TiC而形成（Ti, W）C。在镍基黏结相的质量分数一定（60%）的情况下，当原料中Ti、W原子配比由Ti_0.5-W_0.5增至Ti_0.9-W_0.1时，（Ti, W）C的生成量增多，颗粒形貌由规则多边形转变为近圆形，其对应涂层(Ti_0.9,W_0.1)C-Ni具有最佳的显微硬度和摩擦磨损性能，磨损体积仅为Ni基合金涂层的18%。原位自生（Ti, W）C的高硬度、圆润颗粒形貌，以及γ-（Fe, Ni）枝晶细化，有效提升了涂层抵抗黏着磨损和磨粒磨损的能力。
• Select
  基于CNN-Transformer和注意力金字塔的行人重识别方法研究

  徐岩, 刘香兰, 潘旭光, 李芳, 赵海燕

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 110-118. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对行人重识别技术中难以捕捉不同尺度特征图的显著区域，以及在非重叠摄像机中将多尺度特征汇总到全局视图中仍存在挑战的问题，提出一种基于CNN-Transformer和注意力金字塔的行人重识别方法。首先，引入基于Transformer的特征校准模块和深度监督聚合方法组成TFCNet,从全局角度以循环自适应的方式将骨干网络的各层级不同尺度的特征进行聚合。然后，设计一种串行融合注意力模块，在计算时能够结合通道和空间的信息交互。同时，引入注意力金字塔，设计一种多尺度串行融合注意力金字塔结构，采用由粗到细的金字塔方法学习到更多不同尺度特征图的显著区域，提取更多有识别性的行人特征。最后，采用多重损失函数对网络进行总体优化，并在三个主流数据集上进行实验验证，证明了所提方法的有效性。
• Select
  基于投入产出模型的停电事故对区域经济的影响

  于群, 马艳子, 曹娜, 何剑, 孙为民

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2025, 44(01): 119-128. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2025.01.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  当今社会生产高度依赖电力的发展，停电事故会造成严重的经济损失。为有效评估停电对区域各产业部门造成的经济影响，从细分行业角度出发，提出了考虑行业用电特性以及产业关联影响的停电事故经济损失评估方法。采用表征行业用电特性的产电比法评估停电直接经济损失。由于停电事故的间接经济损失涉及到各行业部门之间的供需关系，采用反映行业间依赖关系的投入产出模型评估停电间接经济损失。以2014年石河子“7·09”停电事故和2008年温州“7·28”停电事故为例进行评估计算，验证了所提方法的可行性与合理性，并根据两地区域经济发展水平和产业分布结构的差异性，对比分析停电事故经济损失分布特性。评估结果表明，所建模型能有效评估不同区域停电事故经济损失，其经济损失分布与地区产业结构分布及投入产出结构密切相关。