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期刊简介
中国科协高质量科技期刊分级目录安全科学领域T1级、环境科学领域T2级
中国科学引文数据库（CSCD）核心库源期刊
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中国科技论文统计源期刊（中国科技核心期刊）
Scopus数据库收录期刊
中国科技期刊提能拓展计划入选期刊
主办单位：北京理工大学、中国环境科学学会、中国职业安全健康协会
刊期：月刊
ISSN 1009-6094 CN 11-4537/X 邮发代号：2-770
极近距离煤层开采再生顶板稳定性评价模型构建与应用
霍丙杰;康尚博;李其平;夏平川;刘灿;郭东旭;张丞博;针对极近距离煤层下行开采时再生顶板稳定性影响下煤层安全高效开采的核心问题，研究再生顶板稳定性评价理论与方法，以保障矿井的安全生产。构建了涵盖再生顶板自身因素、地质环境因素和开采扰动因素3个准则层及岩性组合、压实胶结时间等8个指标的综合评价指标体系。提出了一种层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)-熵权组合赋权与逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, TOPSIS)相耦合的评价模型，通过组合赋权法均衡主客观权重以科学确定指标影响程度，利用TOPSIS法计算各评价对象的相对接近度，以此量化稳定性。基于ArcGIS平台采用反距离权重(Inverse Distance Weighting, IDW)法实现了再生顶板稳定性的空间可视化表达并提出分区管理对策。以胜利煤矿层间距极小(平均1.45 m)的14、15煤层为工程背景进行应用研究，分析方法的可操作性与科学性。结果表明：(1)岩性组合是影响再生顶板稳定性的主导因素，其权重高达0.543;(2)再生顶板稳定性可划分为4个等级，研究区15煤层再生顶板稳定区(Ⅰ级)和较稳定区(Ⅱ级)占比达80%,整体稳定性较好；不稳定区(Ⅲ级)与极不稳定区(Ⅳ级)主要分布于水文地质条件复杂、有少量断层、岩性组合差且胶结时间短的区域；(3)经相似回采工作面验证，模型评价结果与现场实际吻合度达80%。构建的评价模型与方法能有效实现对极近距离煤层再生顶板稳定性的评价与空间预测，研究结果可为类似条件下煤层安全开采提供理论依据和技术支持。
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基于可解释GA-VR集成学习的爆破质点峰值振动速度预测
杨溢;王淑贤;沈亚玺;石玉莲;丁秋月;为提升爆破质点峰值振动速度(Peak Particle Velocity, PPV)的预测精度，提出了一种基于遗传算法(Genetic Algorithm, GA)优化的投票回归(Voting Regressor, VR)集成模型(GA-VR)。基于某露天矿实测数据，采用GA优化梯度提升回归、随机森林回归和决策树回归的超参数，并通过投票机制集成模型；同时利用夏普利加性解释(SHapley Additive exPlanations, SHAP)从全局和局部角度分别解释影响因素预测PPV的机制。结果表明：GA-VR模型在测试数据上R2为0.948,预测性能优于6种对比模型及5类异质优化算法。通过SHAP分析可知影响因素中测点与爆破位置水平距离占主导因素，其次为最大段药量、测点与最小抵抗线夹角。提出的模型在保障高精度预测的同时提供了具有可解释的预测依据，可用于指导爆破参数的智能优化与安全控制。
深部高应力区不均衡数据下岩爆等级可解释预测研究
成连华;薛凯隆;祁云;段宏飞;姚瑞;董心悦;付智博;岩爆是深部地下工程中常见的地质灾害。为解决岩爆样本数据不均衡导致岩爆等级预测精度不高的问题，在岩爆样本数据均衡化策略下，融合沙普利加性解释方法(SHapley Additive exPlanations, SHAP),提出了一种改进蜣螂优化算法(Improved Dung Beetle Optimizer, IDBO)与轻量级梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine, LightGBM)相结合的岩爆等级可解释预测模型。首先，依据岩爆的成因特点选取围岩最大切向应力(MTS)等4个特征因素建立预测数据集；其次，引入局部异常因子(Local Outlier Factor, LOF)算法剔除数据集离群样本，并通过合成少数类过采样算法(Synthetic Minority Over-sampling Technique, SMOTE)增加少数类样本数目；然后，依据SHAP理论对IDBO-LightGBM模型的预测结果进行可解释分析，揭示各特征因素对模型预测结果的贡献程度；最后，结合马路坪矿区验证模型的工程可靠性。结果表明：在样本数据不均衡情况下，IDBO-LightGBM模型预测精度更高；弹性能量指数Wet对岩爆等级预测贡献最大，而抗压强度UCS的贡献最小。研究结果可为深部地下工程岩爆灾害的精准防控提供理论参考。
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十二烷基活性剂对构造煤瓦斯扩散的抑制效应
马宏宇;王龙;万文;张宗相;肖尧;赵鹏涛;煤层注入活性液不仅能改善煤体的润湿性，还会影响煤中瓦斯放散特性。为了探究十二烷基活性剂对构造煤瓦斯扩散的抑制效应，开展了构造煤外加不同质量分数的十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate, SDBS)与十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS)单一及复配活性剂溶液的瓦斯扩散试验，分析了不同活性液对瓦斯扩散量、扩散速率、扩散系数及抑制率的影响规律。结果表明：随着溶液质量分数增大，活性液与煤的接触角呈现“V”形变化，SDBS溶液对煤的润湿效果整体优于SDS溶液；对于单一活性液，质量分数3%的SDBS与SDS瓦斯抑制效果最佳，扩散系数分别为2.059×10-6 cm2/s和2.465×10-6 cm2/s,较干燥煤分别降低62.9%和55.6%,但质量分数5%SDS溶液因疏水反转效应导致瓦斯抑制效果劣化；在复配体系中，SDBS与SDS体积比1∶1时对瓦斯的协同抑制效应显著，润湿煤扩散系数仅为2.241×10-6 cm2/s,抑制率较单一SDS溶液提升10百分点以上；当SDBS与SDS体积比偏离1∶1时，胶束稳定性下降，瓦斯抑制效果减弱。
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基于模糊C均值聚类算法的采空区自燃“三带”划分
潘竞涛;邱晨;赵丹;刘立仁;袁强;针对采空区煤自燃危险区域边界模糊、传统划分方法难以有效处理不确定性的问题，基于模糊集理论，构建了一套完整的模糊C均值(Fuzzy C-Means, FCM)聚类分析框架，通过引入模糊隶属度机制，构建融合温度、氧气浓度等多维指标的评价体系，建立从模糊相似矩阵到等价矩阵的完整数学推导流程，并借助MATLAB实现算法编程与可视化分析。设计基于λ-截集的动态聚类机制。在聚类优化方面，提出结合F统计量的自适应粒度控制方法，实现对过渡区域边界的最优识别。结果表明，调节聚类参数λ可有效控制分类粒度，近工作面区域测点聚类结果对λ变化敏感，反映其空间差异性较大；远工作面区域测点分类稳定，体现环境均质特征。进一步利用F统计量确定最优λ值，获得的“三带”划分结果：进风侧氧化带范围为72～96 m、回风侧为36～72 m,与现场“灾害综合智能管控平台”基于氧气阈值的划分结果进风侧72～103 m、回风侧36～66 m相比，该方法在进风侧识别出7 m“次氧化区”,在回风侧延伸出6 m“潜伏风险区”,两侧偏差均小于10%,验证了划分结果的可靠性。研究不仅实现了与现场数据的一致性，更通过多指标融合揭示了单一氧气阈值法无法捕捉的风险细节，为采空区煤自燃危险区域识别提供了一种更精细、更可靠的数据驱动划分手段。
