【目的】采空区智能充填是煤炭资源绿色安全智能高效开采的重要方向，其关键在于对井下采空区矸石充填过程进行智能决策与控制。【方法】为实现该目标，以采空区充填后围岩应力及变形作为监测指标，建立了一种采空区智能充填深度神经网络算法，该算法可以通过输入煤层埋深、厚度、工作面长度、直接顶厚度等关键基本参数，进行相应条件下不同充填方案的采场应力及围岩变形计算分析。将FLAC3D模拟400种不同条件下的充填开采结果作为数据集，对建立的智能充填深度神经网络算法进行训练测试，并和其余3种不同算法进行对比分析。【结果】结果表明：...

【目的】煤矿井下灾后现场情况复杂，针对传统A*算法的煤矿机器人救援路径规划存在路径不安全、效率低等问题，结合栅格地图及救援机器人可沿任意方向移动的特点，多方面对传统A*算法进行改进。【方法】首先，引入了机器人尺寸叠加到障碍物的概念，以确保路径的安全性。其次，通过优化启发函数，降低偏离最佳路径节点的扩展数量，减少冗余节点与路径转折，降低了计算复杂度。最后，采用动态调整算法将路径转折角圆弧化，对所得路径平滑处理，提高了路径的可操作性。最终获得路径代价更小、耗时更短、转弯次数更少的优化路径。基于改进的A*算法...

【目的】现有的关于煤层采动揭露底板隐伏断层突水试验研究成果，仅考虑了煤层下伏单一承压含水层条件，需研究煤层底板多承压含水层条件下隐伏断层活化导水特征。【方法】通过室内相似物理模拟方式，对煤层底板双层承压含水层条件下，采动过程隐伏充水通道在不同深度上的应力和孔隙水压力演变规律进行了分析。【结果】结果表明：利用自主设计的煤层底板隐伏断层突水试验系统，可以相对合理地模拟两层承压含水层条件下不同深度上的断层活化导水规律；浅部比深部断层带的应力增量、孔隙水压力增量变化程度相对更高，孔隙水压力变化时间均滞后于...

【目的】在注蒸汽原位开采油页岩的过程中，油页岩的抗剪强度对注采井筒和采场的稳定性至关重要，同时岩体的抗剪强度又受温度的影响而变化。研究了不同温度和不同剪切角度下油页岩剪切特性的变化规律。【方法】利用蒸汽发生装置对油页岩进行加热，实验中蒸汽温度分别设置为100、200、300、400和500 ℃；对蒸汽作用后的油页岩进行变角剪切试验，剪切角度分别为45、55和65.根据试验结果，计算得到油页岩的变角剪切参数和峰值剪切应变，同时对不同温度蒸汽作用后油页岩的剪切破坏特征进行分析。【结果】研究结果表明：1）蒸汽温度小于300 ℃时，...

【目的】油页岩原位开采过程中传热效率差，各向异性差异显著，油页岩原位开采中存在各向异性传热差异问题。【方法】以新疆巴里坤油页岩制标准样本试件，采取多种室内试验手段对不同温度下块状油页岩水平、垂直层理传热差异进行探究，并进行原位开采模拟。【结果】实验结果表明：1）随着温度升高，各层理方向热传导系数均呈“降低”趋势，但油页岩平行层理方向的热传导系数均大于垂直层理方向；2）随温度升高，比热容先升高再降低，当温度为400 ℃时，油页岩比热容值最大；3）结合显微CT图，随着温度的升高，裂隙增多对垂直层理方向热量传导...

【目的】探索相同高温状态下花岗岩在不同冷却模式（20 ℃水中热冲击冷却和20 ℃空气中自然冷却）下不同的力学特性。【方法】采用实验室自研热冲击破裂实验平台，对两种冷却模式下不同温度状态（25~600 ℃）花岗岩进行单轴抗压、巴西劈裂、变角剪切试验，测试其单轴抗压强度、抗拉强度、内聚力、内摩擦角宏观力学参数，研究不同冷却模式下高温花岗岩力学特性的演变规律。【结果】结果表明：1）冷却模式对单轴抗压强度、抗拉强度、内聚力的影响较大，对内摩擦角几乎无影响；2）相同高温状态下花岗岩力学强度在20 ℃水中热冲击冷却劣化更严重，...

【目的】增加煤储层渗透性是提高煤层气采收率的关键技术，原位注热开采是强化煤层气开采的有效方法。【方法】为了探索热流固耦合作用下煤储层渗透率的变化规律，进行了不同埋深不同温度无烟煤渗流试验，并对结果进行理论分析研究。【结果】1）三维有效应力作用下，无烟煤渗透率随温度和孔隙压力的变化呈“V”形，具有明显的回弹现象，随埋深的增加而减小。当孔隙压力小于临界孔隙压力，温度小于70 ℃时，煤体渗透性主要取决于滑脱效应。当孔隙压力大于临界孔隙压力，温度大于70 ℃时渗透性主要取决于热膨胀和孔隙压力对裂隙的张开程度，热刺...

【目的】燃煤发热量的精准预测和评价是煤质分析和热工计算的重要基础，目前神经网络预测燃煤发热量的模型虽能有效拟合非线性关系，但存在易陷入局部最小值、收敛速度慢等问题。【方法】为精准预测煤炭在工业锅炉燃烧过程中的发热量，提出一种由仿生算法FA-GA联合优化BP神经网络的燃煤发热量预测方法。将774组燃煤锅炉常用煤的工业分析及元素分析数据进行预处理，根据平均影响值对煤质指标进行特征变量筛选，最终建立FA-GA-BP的发热量预测模型，并从误差评价指标、迭代次数等方面对优化算法寻优能力和模型预测精度进行了检验。【结果】经过特...

【目的】滹沱群属古元古代地层，作为华北最典型的古元古代地层之一，滹沱群年龄的再限定对早前寒武地层年代格架的建立以及对华北早前寒武纪地质演化过程的探讨和板块拼合的研究具有重要意义。【方法】对滹沱群东冶亚群地层进行了详细研究，采集了滹沱群建安村组变质砂岩24颗碎屑锆石样品，从年龄相近的23颗碎屑锆石得出滹沱群底界加权平均年龄为2 469 Ma，并且大约在1 855 Ma时五台地区发生过区域构造运动。整理前人所做关于滹沱群1 109颗锆石年龄数据得出滹沱群中大于2.5 Ga的锆石来自下伏的高凡亚群，滹沱群底界年龄为古元古代早期。【结...

【目的】为了揭示山西煤系软岩滑坡黏性滑带土的独特力学特性。【方法】以黄河流域山西省境内4例典型煤系软岩滑坡黏性滑带土为研究对象，研究手段包括X射线衍射分析、慢剪试验和自由膨胀率试验。【结果】研究结果表明：1）黏性滑带土黏土矿物主要以蒙脱石、高岭石、伊利石和绿泥石为主，蒙脱石矿物质量分数分别为40.95%（东山某滑坡）、38.30%（临县某滑坡）、34.52%（乡宁某滑坡）、17.65%（泽州某滑坡）；2）黏性滑带土的黏聚力和内摩擦角随含水率变化表现出两种模式（负指数和负相关），影响变化规律的蒙脱石矿物含量范围介于17.65%~34.5...

【目的】晋祠鱼沼飞梁作为“世界上最古老的立交桥”，凸显着山西古建筑的文化特色。【方法】通过回弹仪对晋祠鱼沼飞梁石柱抗压强度进行测试；依据测绘图纸利用AutoCAD软件进行三维建模，并利用ABAQUS有限元分析软件对其静力荷载及地震作用下的整体稳定性进行数值模拟分析。【结果】结果表明：鱼沼飞梁在静力作用下，构件所受应力远小于允许值，地基沉降量较小，趋于稳定；在地震作用下，结构受力均匀对称，顶面位移最大，石柱第三主应力主要集中于柱脚与柱顶，且沿地震波加载方向，斜截面发展，所受应力也小于允许值，具备较好的抗震稳定性...

【目的】煤矸石的高值化利用是目前研究的热点，煤矸石中高岭石的活化及作用对煤矸石的高值化利用意义重大。【方法】首先采用正交试验方法进行了煤系高岭石的热活化参数优化设计研究，再以最优条件形成的煤系偏高岭土替代部分水泥，对净浆的抗压强度、物相组成及微观结构进行了分析。【结果】试验结果表明，煤系高岭石最佳热活化条件为煅烧温度800 ℃，保温时间2 h，粉磨细度2.82 μm．煅烧温度对煤系偏高岭土活性影响最大，粉磨细度次之，保温时间最小；采用煤系偏高岭土替代20%（质量分数）水泥，可加快水泥的水化反应速率，有效提升净浆在...

【目的】研究CaO改性赤泥固化黄土的电阻率特性。【方法】对不同CaO和赤泥掺量以及养护龄期条件下的电阻率进行测试，分析了电阻率的变化趋势。另外，测试了不同条件下试样的XRD、SEM、EDS和孔隙度、孔喉分布率，通过分析微观指标的差异揭示了电阻率的变化机理。【结果】研究结果表明：随着CaO和赤泥的增加，电阻率呈现降低的趋势；与水泥固化土相比，CaO改性赤泥固化土孔隙水中的导电离子在离子种类和离子浓度两方面都有所增加，这导致孔隙水的导电性增加；而CaO改性赤泥固化土的孔隙度和孔喉分布率差别不大，所以试块内部的导电通路差别不大...

【目的】研究目前传统BP（back propagation）模型对热网泄漏故障诊断过程中存在故障识别率低、收敛速度慢以及易陷入局部极值等问题。【方法】提出了一种基于遗传蚁群（genetic algorithm-ant colony optimization，GA-ACO）算法优化的BP模型。利用GA算法的交叉变异算子改进了信息素初始值，通过ACO算法提高了模型的迭代速度以及最优解的寻找，优化了BP模型的初始权值和阈值，并通过系统仿真软件将此模型应用到热网泄漏故障诊断中。【结果】结果表明：相比于传统BP模型和GA-BP模型，GA-ACO-BP模型具有更快的收敛速度，预测值更加接近期望值且...

【目的】发展一种近场地震结构振动半主动控制方法。采用神经模糊模型来描述SMA应变率、温度相关的非线性力学行为。【方法】基于非支配遗传算法设计了自组织模糊控制器实现对结构的半主动控制，结合近场地震特点，以最大层间位移和各层绝对加速度峰值为性能控制指标，调整模糊管理规则实现多目标启发式优化。最后采用非线性时程分析程序，比对分析了受控和无控三层框架，研究了该方法对近场地震结构振动控制性能。【结果】研究结果表明，近场地震作用下，在不增加结构加速度响应的基础上，有效地减小主体结构位移和损伤，实现了对结构振动的...

【目的】为了评估腐蚀后钢材强度随点蚀演化的退化行为，基于不同腐蚀时间的钢基体表面蚀坑统计结果，利用ABAQUS有限元分析软件与Python程序实现了随机点蚀的原位演化，在此基础上提出了随机点蚀演化的力学性能评估方法。【方法】在保证数值模型与试验质量损失率一致的前提下，分析并验证了腐蚀钢材强度数值解的准确性和适用性，建立了点蚀影响下钢材的强度退化模型。此外，通过3组153个数值模型系统分析了蚀坑深度及质量损失率共同影响下Q235腐蚀钢材的屈服强度与极限强度的退化规律，提出了具有通用性的腐蚀后钢材屈服强度与极限强度随质量...

【目的】从电生理学角度研究六价铬对牛蛙心脏、腓肠肌和坐骨神经干动作电位的影响，探讨六价铬的毒性作用机制。【方法】将不同浓度重铬酸钾溶液通过腹腔注射和离体心脏灌流法处理牛蛙心脏，测定六价铬对在体和离体心脏心率和收缩力的影响。用重铬酸钾溶液浸润好的纱布包裹腓肠肌，测定腓肠肌收缩力变化。采用细胞外电极引导法，测定六价铬对坐骨神经干动作电位传导速度的影响。【结果】结果显示：重铬酸钾对心率和收缩力具有抑制作用，机制分别与六价铬抑制T型钙通道活性和L型钙通道活性有关；然而1 mg/L铬对在体蛙心作用15 min至30 min后，...

【目的】 角膜形态以及角膜和塑形镜材料的力学性能对塑形镜矫正效果存在一定的影响。【方法】 使用超弹性本构建立角膜配戴塑形镜的有限元模型，通过改变角膜的形态（不同曲率和厚度）以及角膜和塑形镜的材料参数，分析戴镜后角膜的生物力学响应。【结果】 结果表明：角膜曲率变化4 m-1时，角膜中央区顶点处位移差值变化了15.7 μm；角膜厚度变化75 μm时，中央区顶点处位移差值变化了12.3 μm；角膜材料参数值变化3倍时，角膜中央区顶点处位移差值的变化量为39.2 μm，值变化4倍时位移差值的变化量为55.5 μm，而塑形镜材料参数E值变化3倍时...

【目的】基质力学微环境异常是导致骨性关节炎（osteoarthritis， OA）的关键因素之一。然而，软骨细胞在基质力学微环境发生变化过程中的炎症响应目前尚不清楚。【方法】利用聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane， PDMS）模拟正常和OA软骨细胞周基质（pericellular matrix， PCM）硬度，制备不同硬度的细胞培养基底，定量分析基底硬度和炎症因子白细胞介素-1β（interleukin-1β， IL-1β）协同作用对软骨细胞形态、炎症介质和基质重塑蛋白表达的影响。首先，定量分析了不同基底硬度和IL-1β对软骨细胞前列腺素E2（prostaglandin， PGE2）...

【目的】矫形鞋垫是非手术矫正扁平足的有效手段，但对于其康复治疗机制目前还未有统一的观点，以往的研究大多集中在对足底压力的改善。【方法】首先利用三维运动捕捉系统、测力台和足部测试系统分别对受试者进行测试，获取扁平足患者自然行走时下肢的运动学和动力学数据，然后使用Anybody软件建立受试者的肌骨模型并进行逆向动力学分析，对比分析扁平足患者使用矫形鞋垫前、后自然行走时下肢关节角度、地面反作用力、关节力矩和肌肉激活度等参数的变化。【结果】结果显示：扁平足患者穿戴矫形鞋垫后，足底压力分布有明显改善，步行周期内踝...