为研究爆破振动对露天矿山永久边坡稳定性的影响，以卡莫亚卡兹比兹矿群中的3个矿坑作为研究对象，对比爆破振动对于不同岩性边坡稳定性的影响。通过选择爆破测振仪并设置测振仪参数，通过振动监测得到测点的爆破振动速度，对爆破振动速度、最大一段起爆药量以及测点到爆源中心距离等数据进行整理，并按照乘幂函数进行回归分析，得出各矿爆破振动速度v与3Q/R的趋势线，进而得到对应矿坑的爆破振动公式，根据振动公式来预测爆破振动。为得出测点到爆源中心距离和最大一段起爆药量对边坡振动速度的影响大小，把距离与药量作为影响因子，把爆破振动速度作为因变量，并根据各矿拟合得出的爆破振动公式分别计算振动速度，制定九组实验方案; 采用SPSS软件进行方差分析，得出测点到爆源中心距离这一因素对于爆破振动速度敏感性较高，对于矿坑边坡振动的影响较大; 因此对于卡兹、东二软岩边坡，采取预留2~3排孔作为非爆破区域，采用机械挖掘修坡; 对于南二中硬岩石边坡，采用提前进行预裂爆破来减弱爆破振动对边坡稳定性的影响。该研究成果对于刚果（金）其他相同地质条件的露天铜钴矿爆破施工有借鉴及应用的价值。

为了明确某地下矿山采场爆破振动对运输大巷和地表民房等的影响程度, 并对其进行控制, 应用现场工业试验的方式获取实测数据资料。试验首先采用Blast-NET型爆破监测仪对爆破引起的径、切、垂向振动速度和频率进行监测, 根据萨道夫斯基公式, 用一元回归分析法计算得出与地质条件相关的K、α值, 从而获得了现场实际爆破振动速度计算公式。随后通过持续开展振动监测验证了计算公式的可靠性, 并分别对逐排起爆、分段起爆、逐孔起爆三种不同起爆网路进行优化试验。研究结果表明, 若考虑保护地表民房, 在逐排起爆、分段起爆、逐孔起爆条件下, 爆源与保护建筑物最小安全距离分别为250 m、200 m、125 m; 若考虑保护井下运输巷道, 在逐排起爆、分段起爆、逐孔起爆条件下, 爆源与保护建筑物最小安全距离分别为30 m、25 m、25 m。最终认为:当预测振动速度满足逐排或逐排分段起爆条件时, 矿山可采用导爆管雷管起爆; 若仅满足逐孔起爆网路时, 则只能采用数码电子雷管或高精度导爆管起爆网路。

在露天矿台阶爆破时, 台阶区域内的岩石移动轨迹是露天矿实现精准采矿的重要影响因素, 尤其针对矿化不均匀的矿体。针对乌山铜钼矿台阶爆破过程中内部岩石移动轨迹尚不明确的难点问题, 将通过采用信号标志物的跟踪算法, 并依托满洲里乌山铜钼矿开展了现场台阶爆破测试。通过现场智能信标安装、定位、监测和数据分析, 研究结果表明: 第一排信标运动时间长, 移动速度快, 平均速度达到5.8~9.8 m/s, 运动距离在18.4~29.4 m; 由于受到台阶前段岩体的约束和阻碍, 2#监测信标的运动时间、飞行速度与移动距离明显下降, 平均速度为1.8~4.8 m/s, 运动距离为5.3~14.2 m; 3#爆破孔信标移动距离和移动时间最小, 3-3号信标斜向下俯冲角度达到25°左右, 6-1、6-2、6-3号信标斜向下俯冲角度较为平缓2°~8°左右。从深度上来看, 浅部信标在前冲的这段时间内, 前半段水平向前移动, 后半段有明显的下降趋势, 深部信标的垂直运动距离明显小于浅部信标。

为研究爆炸冲击波作用下扫雷防护装具对胸腹部的防护性能, 探索高效试验方法及测试手段, 健全单兵防护装备试验研究指标体系, 提升单兵防护装备整体性能。以两套扫雷防护装具为试验研究对象, 在不同密封处理条件下基于Hybird Ⅲ假人模型模拟设计了扫雷排爆作业手在典型跪姿作业姿态下的实爆试验。爆炸冲击波通过50 g TNT药柱爆炸产生, 在假人模型胸腹部处安装两个壁面超压传感器对4次实爆试验产生的冲击波超压进行实测, 并以爆源为基准在相对同一距离设置了自由场压力传感器用于测试数据对比。利用假人数据采集系统获取了冲击波侵彻扫雷防护装具经衰减后, 超压作用到胸腹部的全过程数据。通过数据处理得到了胸腹部遭受爆炸冲击时的压力-时间曲线, 并对超压峰值衰减率进行了对比分析。试验结果初步验证了接缝处密封性能越好, 防护性能越高, 从而表明高密封性能的防护装具对爆炸冲击波的绕射有一定的阻碍衰减效果, 可一定程度降低叠加超压对胸腹部造成的损伤。本文试验设计与数据分析可用于后续装备性能改进和试验方法研究。

露天矿山在爆破过程中势必会给边坡稳定性造成影响, 特别是边坡处于岩溶发育区时更容易造成边坡失稳, 为了研究在爆破作用下岩溶对边坡稳定性的影响, 本文依托塘垭石灰岩矿山边坡工程, 以该矿山+1014 m平台出露岩溶为研究对象, 利用 ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件进行数值模拟, 考虑爆破振动效应影响, 得到了围岩的应力分布, 重点对比分析了有无溶洞条件下, 爆破对边坡应力、爆破振速、边坡岩体损伤以及边坡有效应力产生影响的差异。研究结果表明: 在台阶爆破时, 由于溶洞的存在, 使得台阶出现受力改变, 出现多次应力集中现象, 但台阶受力产生的应力值仅有7.6 MPa, 仍无法达到破坏岩体的程度; 不同空间位置的监测点, 由于溶洞的存在, 振动速度的差值变大, 且垂直方向比水平方向的振动速度变化更大, 尤其是空间位置靠近边坡坡面的监测点, 对这种情况的反应更加明显, 边坡坡面的监测点振动速度差值最大约1 cm/s, 未超过安全允许振速; 在爆破次数不断增加的过程中, 岩体内部的损伤也在逐步加剧, 且损伤在有溶洞的影响下更为明显, 岩溶区半径越大, 爆破次数越多, 损伤就更为严重; 对比前期开展的岩石单轴抗压强度实验得知, 尽管溶洞的存在会造成应力值的改变和应力集中现象, 但产生的有效应力峰值总体均远低于岩体的单轴抗压强度。针对爆破过程对边坡稳定性造成的影响, 提出岩溶区边坡的支护处理措施, 可为类似边坡爆破工程提供参考。

煤炭开采是我国最主要的甲烷排放源之一，建立高时空分辨率的甲烷排放清单是推动煤炭行业甲烷减排的重要抓手。以Sentinel-5P/TROPOMI、GHGSat-D/WAF-P、GF-5/AHSI为代表的遥感卫星已成功用于区域和点源尺度的煤炭行业甲烷排放检测与量化研究。介绍当前可用于煤炭行业甲烷排放研究的遥感卫星及数据，分析相应的甲烷柱浓度及排放速率遥感反演技术进展，并讨论其适用性与优缺点。建议以煤矿聚集区和单一煤矿为两个关键尺度，加快建设中国煤炭行业的“自上而下”甲烷排放清单，指出未来需要重点研究的3点内容：采用TROPOMI数据和简化质量平衡法，反演全国14个大型煤炭基地的甲烷排放；基于10 nm分辨率的高光谱遥感卫星，检测与量化全国数千家煤矿的甲烷排放量；挖掘不同尺度遥感卫星观测之间的内在联系，开展协同分析。

为了对复杂矿井环境下的可见光通信进行研究，提出一种基于点云数据的矿井可见光信道模型构建方法。在传统信道模型的基础上，将不规则石壁和接收端随机倾斜两大因素添加进信道模型中，并基于墙面点云数据，利用逐点插入法对反射面元进行划分，弥补理论信道模型缺乏与真实数据结合的缺陷。在应用阶段，采用遗传算法优化反向传播（BP）神经网络的定位算法，将信道模型应用于可见光定位，在可见光定位中考虑一次反射和接收端倾斜的影响。仿真结果表明：在5.0 m×4.0 m×3.5 m的矿井巷道环境下，与传统信道模型相比，使用基于点云数据的矿井信道模型时，一次反射平均贡献比增大了1倍，约为29.48%，均方根定位误差为13.4 cm。一次反射和接收端倾斜会对定位精度造成显著影响。基于点云数据的矿井信道模型为井下可见光通信和定位的研究提供了一种有效途径。

针对复杂矿井环境下光照度低、目标尺度变化大、目标间遮挡严重, 现有的目标检测网络特征提取困难、检测效果差等问题, 提出了改进的S3-YOLOv5s的矿井人员防护设备检测算法。在主干网络中加入无参注意力模块(SimAM), 提升网络的特征提取能力; 引入尺度均衡特征金字塔卷积, 加强多尺度特征融合; 最后采用SIoU作为边框回归损失函数并使用K-means++算法进行先验锚框聚类, 提高边框检测精度。实验表明, 相比现有的YOLOv5s算法, 所提算法在所有类别的平均检测精确度从89.64%提升到了92.86%, 在复杂矿井环境条件下对人员防护设备有优良的检测能力, 验证了所提方法的有效性。

现今数字化和人工智能发展已经渗透到各行各业, 在爆破行业中“数字爆破”的出现推动爆破朝着数字化、精细化、可视化发展。随着智能技术的发展, 将智能技术应用于工程爆破领域成为发展趋势。为了提高爆破效果和降低爆破成本, 提出一种新的计算炮孔装药量的方法。通过训练SVM模型预测地层并嵌入智能钻机系统, 利用智能钻机精确定位与随钻机实时识别岩性参数技术, 获得精确的炮孔岩性分布数据。建立炮孔数据库, 存储和管理从智能钻机中获得的炮孔岩性分布数据, 并对炮孔数据进行可视化显示, 生成炮孔岩性二维、三维柱状图; 对炮孔位置点集和爆破范围多边形按Delaunay准则进行三角面剖分, 计算每个炮孔影响面积; 根据炮孔的岩性分层和影响面积计算每个炮孔各岩层所需的装药量, 对各岩层所需装药进行累加, 得到每个炮孔所需的装药总量。使用C++编程实现了基于智能岩性识别的炮孔装药量计算, 在内蒙古自治区锡林浩特某露天煤矿进行实际应用, 实现了对该矿918平盘爆破区域炮孔装药量计算。

在露天开采过程中, 深孔爆破参数直接影响爆破效果(大块率和根底)及爆破工序成本, 且爆破工序成本占矿山露天开采综合成本比重较大。为了规范矿山穿孔爆破工序, 提高矿山的实际生产效率和经济效益, 老龙山石灰岩矿实施了深孔爆破参数优化试验：第一阶段在孔径保持90 mm不变情况下选定区域按照选定4.0 m×3.8 m、4.0 m×4.0 m、4.2 m×4.0 m, 4.5 m×4.0 m四种测试孔排距参数进行爆破; 第二阶段将钻孔孔径调整至110 mm, 爆破孔排距增大至5.0 m×4.8 m、5.2 m×5.0 m。使用破碎锤对爆破后大块矿石进行二次破碎以满足生产矿石块度要求, 以爆破设计参数达到的爆破效果和破碎锤二次破碎成本总和最低为要求最终测试出最合理爆破孔排距参数。通过试验过程中所实施的精细管控措施, 实施前后爆破工序成本变化对比, 摸索出90 mm、110 mm孔径下适合老龙山石灰岩矿深孔孔排距分别为4.0 m×3.8 m、5.0 m×4.8 m, 为矿山下一步试验及其他矿山露天开采深孔爆破参数优化试验提供一些参考。