矿业安全与环保杂志

矿业安全与环保杂志2025年第1期

• 煤矿冲击地压数值物理模拟方法与应用研究

  齐庆新, 王守光, 王美美, 崔春阳, 刘化广, 王嘉敏, 穆鹏宇, 朱小景, 李海涛, 许学伟

  由于冲击地压现场试验危险性高、监测困难、难以控制触发机制等局限，建立有效的物理相似模拟和数值模拟方法是冲击地压机理与防治研究的重要手段。针对冲击地压物理相似模拟，介绍了相似模拟实验材料的研发进展，在静力相似准则基础上发展了煤岩体动力相似准则，提出了惯性力相似条件，在此基础上开展材料研发和相似模型设计，研究表明：由高聚物、石英砂等组成的相似材料与煤岩动力破坏过程的强度和破坏模式等均具有较好的相似性；结合冲击地压应力波场物理相似模拟试验台，开展了波场传播诱冲过程相似模拟实验，发现应力波在顶底板间相互干涉、叠加，形成煤层槽波，应变场整体上也逐步汇聚在煤层，形成局部化带，最终导致冲击破坏。针对冲击地压数值模拟，介绍了有限元法等连续介质力学方法、离散元法等不连续变形模拟方法，以及连续介质力学-不连续变形耦合方法在冲击地压数值模拟中的研究进展，分析了非线性有限元与不平衡力理论在研究冲击地压潜在风险中的应用前景，围绕煤岩体弹射的势动能瞬态转换力学机制，分别阐述了弹射前期高弹性能体形成、弹射中期岩体瞬间脆断和块体形成的非平衡条件、弹射后期块体运动的模拟思路。最后，介绍了近场动力学与有限元耦合模拟算法在模拟煤岩冲击地压连续-非连续转换中的初步应用，取得了预期效果。本研究有望为煤矿冲击地压模拟提供新思路，对于煤矿安全生产具有重要意义。

• 煤矿安全监控系统研究现状与展望

  邓飞

  回顾了我国煤矿安全监控系统的发展历程，系统地阐述了现有安全监控系统感知、传输与应用软件相关关键技术的研究进展。针对煤矿安全生产新需求和技术发展趋势，提出了新一代云边端煤矿安全数智化监控系统架构，该架构明确了系统端侧应具备多模精准感知，边缘侧实现区域风险就地判识与管控，云端负责全矿井智能监测预警。探讨了灾害数字孪生、面域化全息感知、全IP传感网构建、多模态学习、同步仿真、风险分析与处置等关键技术的发展方向，为煤矿安全智能化水平的提升提供了新思路。

• 煤矿井下钻进工况参数智能控制技术发展与展望

  王清峰, 刘洋, 陈航, 史书翰, 崔小超

  煤矿智能化和高产高效矿井的建设，对煤矿井下钻探智能化技术提出了更高要求。梳理了煤矿井下智能钻探技术发展历程，指出经过井下远距离手动控制、地面远距离手动控制、地面远距离自动控制、双模式自动控制等4个发展阶段后，煤矿井下钻探技术目前正处于智能化钻探探索阶段。从基于专家数据库、机器学习、云系统等3个方向，总结阐述了煤矿井下钻探智能化的关键核心技术——钻进工况参数智能控制技术的发展情况：专家数据库方面，介绍了其在矿业领域的主要应用范围，以及被引入到智能化钻探领域后的4个发展阶段，并对比给出了每个阶段的技术特点和先进性；机器学习方面，总结了在优化模型、优化算法、辅助控制手段等方向的最新研究成果，阐明了每个研究方向面临的难题和未来的研究思路；云系统方面，从石油开采、地质勘探、煤矿井下钻探3个方向探讨了最新发展情况。结合当前应用条件，综合评述了3种钻进工况参数智能控制方法的优缺点，分析了当前智能钻进存在的控制手段单一、多功能拓展应用不足等问题，从技术延展、控制闭环、策略多元、体系统一等角度对煤矿井下钻进工况参数智能控制与煤矿智能化建设深度融合应用提出了展望，为基于多信息融合的自适应钻进技术研究提供理论支撑。

• 乏风瓦斯掺混煤粉蓄热氧化规律及灰色关联性分析研究

  聂百胜, 付昊仑, 张豪, 黄继江, 尹斐斐, 张志刚, 柳先锋

  乏风瓦斯(VAM)因其浓度低而难以利用，往往以通风的方式直接排放至大气中，造成了资源浪费。针对该问题，利用自建的乏风瓦斯氧化实验系统，开展了乏风瓦斯在不同浓度、进气流量、初始温度条件下掺混3种煤粉蓄热氧化实验研究，并对影响乏风瓦斯转化率的因素进行了灰色关联度分析。实验结果表明：掺混的煤粉放热量越高，乏风瓦斯转化率越高；不同乏风瓦斯浓度条件下，掺混煤粉可显著提高乏风瓦斯转化率，延长反应稳定时间；当乏风中甲烷体积分数为0.6%时，在煤粉蓄热作用下，转化率可提高50%，反应稳定持续时间提升36%;1.5 m3/h的进气量可实现乏风瓦斯转化率超过50%，但稳定时间不长; 初始温度越高，乏风瓦斯最大转化率越高，可达57.14%，稳定持续时间也越长，超过35 min。灰色关联度分析表明，初始温度和乏风瓦斯浓度对转化率的影响程度最大。

• “双碳”目标下矿山生态修复及减排增汇途径研究进展

  余伟健, 孙梅霖, 杜锦滢, 陈国梁, 王闯

  矿山资源的开发与综合利用促进了我国经济增长和社会进步，但矿山开采破坏了生态环境，降低了矿山生态系统的碳汇水平。为提高我国矿山生态修复成效，在全面总结矿山开采带来的土地资源破坏、水资源污染、生物多样性下降等环境问题的基础上，从政策与修复技术等方面介绍了我国矿山生态修复进展，并分析了在环境保护意识薄弱、修复模式单一与多元激励保障失衡方面存在的不足，阐述了树立减排增汇理念、推进节能减排生产工艺、开展矿区“废水、废气、固体废弃物”资源化利用、加强生态修复4类矿山环境修复措施，提出了适于“双碳”目标下矿山生态环境的修复策略及途径，为“双碳”背景下加强矿山生态环境修复、增强碳汇功能提供理论支持。

• 远距离上被保护煤层应力变化与瓦斯渗流耦合机制研究

  石钰, 赵佳蕊, 詹可亮, 赵鹏翔, 王翠霞, 黄圣霖, 宋战利

  为了明晰远距离下保护层开采上被保护煤层应力变化及瓦斯渗流耦合机制，基于吸附解吸、岩石力学和渗流力学等基础理论，以平煤六矿戊8煤层和丁5-6煤层为研究对象，建立含瓦斯煤流固耦合模型，采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件探讨保护层不同开采距离下，远距离上被保护煤层应力变化及渗透率演化规律。结果表明：随着保护层工作面推进，上被保护煤层卸压范围增大，应力变化由“V”形逐渐转变为“U”形；上被保护煤层渗透率总体呈“W”形分布，表现为先减小—再增大—后稳定的规律。卸压后上被保护煤层渗透率数值模拟结果为18.53×10－17 m2，与现场实测结果误差为9.83%，在允许范围之内。对远距离上被保护煤层进行瓦斯抽采数值模拟，发现随着抽采时间增加，上被保护煤层瓦斯压力呈现以钻孔为中心的椭圆形分布，瓦斯压力由内向外逐渐增大，有效抽采半径逐渐增大。钻孔有效抽采半径数值模拟结果与现场实测结果的平均误差为4.81%。本研究为远距离上被保护煤层卸压瓦斯抽采提供了一定的理论指导。

• 无分离器的呼吸性粉尘浓度检测初步研究

  赵政, 刘国庆, 林桂玲

  为解决分离器长时间运行带来的分离效能偏差、人工维护频繁等问题，亟须一种无分离器的呼吸性粉尘浓度检测方法。根据光散射理论，数值模拟研究粉尘颗粒粒径与光散射特性的关系；研制高分辨率光散射样机，构建亚利桑那A1标准粉尘的试验系统，研究不同粒径呼吸性粉尘的光散射特性；基于BMRC(British Medical Research Council，英国医学研究委员会)分离曲线，建立粉尘颗粒粒径与光散射特性相关的呼吸性粉尘浓度检测模型，初步形成无分离器的呼吸性粉尘浓度检测技术。试验验证发现：无分离器的呼吸性粉尘浓度检测技术能较准确检测的呼吸性粉尘浓度限值为55.2 mg/m3，检测误差为29.1%；该技术目前仅适用于低浓度下的呼吸性粉尘浓度检测。

• 基于Talbol理论的破碎岩石压缩变形及分形特征试验研究

  孙文斌, 田殿金, 薛彦超, 张志, 陈其勇

  为研究侧限条件下不同轴向荷载、饱水状态及粒径级配3种因素对断层破碎岩体的压缩变形及分形特征的影响，以山东星村煤矿非导水断层取出的断层岩石为试样，利用自主研制的破碎岩石变形—渗流试验系统，开展侧限条件下不同Talbol幂指数n的级配破碎岩石压缩变形试验。研究结果表明：随着轴向载荷逐级增大，破碎岩石轴向位移量增大，压缩碎胀系数和压实度变小；相同侧限轴向荷载条件下，饱水状态试样的轴向位移量和加载终点位移累积变形量比干燥状态的更大；随着级配指数增大，加载终点位移累积变形量变大；破碎岩石的质量分布系数C随Talbol幂指数n增大而增大，且随轴向荷载的增大而减小；破碎岩石分形维数D随Talbol幂指数n增大而减小，试验后分形维数增量随Talbol幂指数n增大而增大，即岩石破碎程度愈加剧烈。根据破碎岩体力学特征与分形特征将其变形过程划分为松散堆积、错位挤压、变形开裂、研磨破碎4个阶段，在加载前期岩石变形以颗粒滑动位移为主，加载后期变形以颗粒研磨破碎为主。

• 块煤含水率对CH4吸附/解吸特性影响试验研究

  郭平, 刘延保, 张遵国

  为了研究水分对煤体吸附/解吸CH4特性的影响，利用煤层瓦斯吸附解吸变形动态测试装置，开展了含水率为0、0.83%、1.52%、2.68%条件下块煤吸附/解吸CH4试验。研究结果表明：水分对煤体吸附/解吸CH4影响显著，水分有助于煤体解吸CH4，但抑制煤体吸附CH4；煤的饱和吸附量a值与饱和解吸量A值基本相等，且与含水率无关；煤的吸附常数b值、解吸常数B值随煤体含水率的增高均呈现指数下降趋势，并最终趋近于0；以Langmuir形式方程为基础，结合吸附/解吸常数与含水率的函数关系，构建了含水率影响条件下的CH4吸附/解吸数学模型，并通过试验数据对该模型的可靠性进行了验证；吸附解吸差异性系数随含水率的增高呈指数衰减的变化趋势。

• 大倾角下行风综采工作面采空区瓦斯积聚特征与高位钻孔参数优化

  姚运泉, 王兴华, 王天伟, 杨胜强

  为了解决大倾角下行通风综采工作面采空区瓦斯大量涌出所引起的回风流瓦斯浓度超限问题，采用单元测定法，从进风到回风将综采工作面分为若干单元，得出每个单元与采空区之间的漏风量、瓦斯涌出量及瓦斯浓度，分析评判采空区瓦斯异常积聚区分布特征；利用数值模拟软件，分析不同布置条件下高位钻孔的瓦斯抽采效果，优化高位钻孔抽采参数。研究结果表明：在采空区两端全风压压差、高位钻孔抽采负压、采空区热风压及瓦斯浮升力作用影响下，靠近进风侧平距10~30 m、距离煤层顶板10~25 m的采空区，形成瓦斯异常积聚区，将高位钻孔终孔布置在瓦斯异常积聚区且抽采流量为60 m3/min时，瓦斯抽采效果最佳，回风流的瓦斯浓度超限隐患被消除。

• 离层注浆工作面采场瓦斯储集空间演化规律研究

  刘海东, 刘厅, 沈家豪, 施宇

  采场覆岩瓦斯储集空间是高位钻孔瓦斯抽采钻孔布置参数优化及瓦斯异常涌出防治的关键。采用数值模拟和现场测试相结合的方法，分析屯兰矿22301覆岩离层注浆充填工作面不同注浆压力下注浆充填前后采场裂隙分布及瓦斯储集空间的变化规律。结果表明：随着注浆压力增大，裂隙带高度逐渐减小，裂隙压实作用逐渐减弱；随着注浆压力增大，空间上的裂隙带高度及宽度均减小，采动裂隙环形体的范围逐渐收缩；随着水平方向上的采空区中部压实程度和范围不断增大，卸压区和自由空间的范围逐渐收缩；在离层注浆条件下，适当增大钻孔倾角、减小施工高度，可有效提升高位钻孔瓦斯抽采效果。研究成果可为离层注浆工作面卸压瓦斯抽采钻孔的优化布置提供借鉴和参考。

• 采空区煤自燃“温—气”双指标循环反馈预测技术研究

  李尚国

  为提升王才伙盘煤矿煤自燃“温—气”双指标循环反馈预测技术，利用程序升温实验，采用现场测定方法分析了煤样在不同温度条件下的气体产物，确定了采空区自然发火“三带”分布范围，通过构建数学模型计算了回风隅角CO体积分数(φ(CO))。结果表明：CO和CO2在常温下产生，C2H4在98.50 ℃产生，加速氧化临界温度为170.89 ℃；2202工作面散热带宽39.38 m，氧化带宽74.03 m，回风隅角φ(CO)平均为6.4×10-6；采空区内的最高温度与回风隅角φ(CO)有着很好的对应关系，可根据二者中的任意一个参数值推测另外一个参数值，即可根据采空区内的最高温度确定φ(CO)，亦可在已知φ(CO)的情况下推测采空区内的最高温度，大大提高了煤自燃预测的准确性。

• 低温条件下纳米材料催化矿井CO氧化研究进展

  邓天杨

  纳米材料低温催化CO氧化作为一种重要的空气污染控制技术，在近年来取得了显著的研究进展。针对煤矿井下CO快速消除的技术难题，总结了贵金属与非贵金属催化剂的研究现状，揭示了表面缺陷和金属-载体协同作用对反应路径的影响。重点分析了不同催化剂体系在低温CO氧化中的活性机制，探讨了载体对催化剂性能的调控作用及助剂的促进效果。通过对贵金属和非贵金属催化剂性能的比较，总结了其优势和局限性，并提出了未来催化剂设计的新方向。可为低温CO氧化催化剂的开发提供理论参考。

• 煤尘中游离二氧化硅含量的拉曼光谱测定法

  何沛东, 冯温婷, 郑丽娜

  为了解决作业场所粉尘中游离二氧化硅含量的标准检测方法操作复杂、周期长、检测结果易受矿物干扰的问题，探讨了将拉曼光谱应用于煤尘中游离二氧化硅含量测定的可行性。采集了含不同质量二氧化硅的煤尘干燥斑点试样的拉曼光谱，并根据二氧化硅特征峰数据与其质量载荷之间的函数关系，建立一元线性回归(ULR)和偏最小二乘回归(PLSR)模型。其中，PLSR模型拟合显著，检测限可达8.29 ng。对比了PLSR模型和标准红外光谱法对煤尘试样中的二氧化硅含量检测值，3次平行实验的相对标准偏差值为8.53%~27.33%，且拉曼光谱与红外光谱的检测值较为一致。拉曼光谱在保证结果可靠性的同时降低了检测限，检测流程简便。

• 大直径钻孔穿越保护煤柱损伤演化与采空区瓦斯抽采运移规律

  石光

  通过在Abaqus软件中引入Concrete Damage Model屈服准则，探究了钻孔开挖与采动过程中的煤柱损伤状态。以平舒煤矿81117工作面为例，运用Fluent软件分析了采空区瓦斯流动状态及钻孔布置间距、钻孔数量、抽采排量对瓦斯治理效果的影响。结果表明, 钻孔开挖过程中煤柱不会发生明显的损伤。在回采过程中，巷道顶板与钻孔围岩的高应力区存在连通趋势，应提前加大钻孔附近的巷道支护强度。当钻孔数目为4个时，最优的钻孔间距为30 m。钻孔间距的增加在提升瓦斯抽采范围的同时会降低抽采效率。但抽采钻孔的数量不宜大于4个，继续增加钻孔将导致施工成本与抽采效率不匹配。有效抽采排量的上限为30 m3/min，最优抽采排量为20 m3/min。采用大直径钻孔抽采技术后，上隅角CH4体积分数由0.60%~1.05%降低至0.3%~0.8%，验证了该技术的可靠性。

• 露天矿延深开采诱发边坡地表变形研究

  孙世国, 于磊, 于云鹤

  为明确露天矿延深开采对采空区、高陡边坡及地表的影响，以老虎台矿采区为研究背景，利用MIDAS GTS-NX软件对老虎台矿E5800剖面继续延深开采诱发的边坡变形破坏范围进行了数值模型分析；揭示了露天矿延深开采诱发边坡滑移的机制。研究结果表明，随着露天开采的延深，边坡地表最大水平位移与最大沉降的位置变化逐渐减小，第四次与第一次开采最大下沉点位置对比，向北移动了13 m，下沉值增大了57.5%，且露天临空面的增大和侧向约束减小，使边坡岩体应力逐渐向坑内移动，说明地下采区开采受露天矿开采诱发的活化影响对边坡的稳定性影响逐渐增大。考虑到开采过程中会有爆破因素的影响，选取最危险的剖面N900对其进行边坡稳定性评价，并针对可能产生的危险情况，提出建立相应的监测手段。

• 可降解自悬浮支撑剂在煤层气开发中的应用

  张光波, 张遂安, 马文峰, 张潇, 王璇, 王占一, 刘俣含, 王少良

  为了提高支撑剂在压裂液中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工流程、提高压裂效率及煤层气产量，研究制备了一种新型自悬浮支撑剂，并对其进行了性能研究和现场应用。新型自悬浮支撑剂主要由石英砂和丙烯酰胺基聚合物构成，遇水可快速膨胀，体积增大而密度减小。此外，丙烯酰胺基聚合物伸展缠绕以增大水的黏度，进一步提升支撑剂的悬浮能力。实验表明，该支撑剂具有良好的悬浮性能、耐盐性能和破胶性能，煤心伤害率仅为17.67%。将新型自悬浮支撑剂应用于沁水盆地南部晋城斜坡带樊庄区块2对矿井，日产气量显著提高。研究表明，新型自悬浮支撑剂各方面性能优异，在煤层气增产方面效果显著，具有良好的经济效益和应用前景。

• 超临界CO2作用下不同高度比煤岩组合体力学特性及能量演化规律

  蔚默然, 王开, 张小强, 姜玉龙, 蔡婷婷

  为研究煤岩组合体在超临界CO2作用下三轴力学特性及能量演化规律，采用超临界CO2浸泡系统，对4种不同高度比煤岩组合体试件进行浸泡和三轴压缩试验。试验结果表明：随着煤岩组合体高度比的增大，三轴抗压强度和弹性模量逐渐降低，破坏时应变变形逐渐增大。被超临界CO2浸泡后，组合体三轴抗压强度和弹性模量均有不同程度的降低；随着煤岩高度比的增大，组合体三轴抗压强度和弹性模量劣化程度逐渐增大。组合体加载破坏后，岩体部分无明显裂隙，主要为煤体发生破坏，经超临界CO2浸泡后，煤体破坏更为破碎。组合体总能量、弹性能、耗散能随煤岩高度比增大逐渐降低；超临界CO2浸泡会使组合体总能量、弹性能、耗散能降低，但耗散能占比升高。

• 工作面过断层煤壁“溃决”式失稳机理与控制

  崔治国, 原红波, 赵嘉鑫, 王襄禹, 陈明值

  针对工作面过断层易发生煤壁失稳、煤岩碎粒“溃决”问题，以望云煤矿15106工作面过断层为工程背景，将煤层分为原生煤和构造煤，通过分析煤壁所受水平应力分布特征，建立煤壁力学模型，分析了护帮板、顶底板黏聚力力偶及水平应力对煤壁挠度的影响，确立了煤壁稳定性判据。研究结果表明，断层构造煤对原生煤壁水平应力分布函数形式取决于参数k0；煤壁稳定性与煤壁抗弯刚度、顶底板压力、开采高度有关。实践证明，煤壁超前预注浆+俯采过断层对煤壁抗弯刚度提升明显、利于煤壁稳定。

• 充填裂隙煤岩变形局部化及微裂纹扩展过程研究

  雷瑞德, 邹旭, 胡超, 李俊, 黄凌, 周林森

  为探究矿物非均质性对充填裂隙煤岩变形局部化及微裂纹扩展演化规律的影响，构建基于矿物组分离散元细观数值模型，从细观尺度上揭示试验过程中产生的宏观变形破裂，并基于测量圆方法对裂隙煤岩应力场及裂纹周围位移矢量场的局部化特征进行反演分析。研究结果表明，同一裂隙倾角下，随着岩桥角度增大，裂隙煤岩峰值强度呈先降低后增高的趋势，对应的裂纹贯通模式由近似平行于轴向张拉混合破坏的间接贯通向斜剪拉伸破坏的直接贯通转变，微观拉伸和剪切裂纹的萌生应力水平与裂隙倾角成正相关，压剪裂纹萌生起裂时间较拉伸裂纹和拉-剪混合裂纹晚。另外，含充填裂隙煤岩周围的压缩局部化区域较非充填工况大，相反，拉伸局部化区域变小。

• 矿区煤矸石污染土壤修复药剂的制备及机理分析

  张蕾, 刘春江, 陈雅, 王琪, 宋瑞康, 黄鹏程

  为了修复矿区因煤矸石堆积造成重金属污染的土壤，以模拟镍污染土壤为研究对象，以垃圾焚烧灰为主料，粉煤灰、膨润土、还原铁粉、硫化亚铁为辅料，通过浸出实验模拟重金属从煤矸石中的浸出质量浓度与迁移规律，探究添加剂的种类和剂量对镍固化/稳定化效率的影响，从而筛选出合适种类的添加剂与剂量，并分析药剂对镍固化/稳定化机理。研究结果表明：当修复药剂中稳定剂生活垃圾焚烧灰的质量比为50%、固化剂粉煤灰的质量比为5%、还原剂还原铁粉的质量比为5%时，修复药剂固化/稳定化效率最高，达到99.61%，土壤中镍的浸出质量浓度最低为0.047 mg/L。研究成果可为矿区环境治理提供可行的土壤修复方案。

• 北露天煤矿卡车道路防冻抑尘剂研发及试验

  赵晓亮, 杜婧, 宋子岭, 夏诗杨, 王闯, 杨国华

  为解决冬季北露天煤矿卡车道路洒水降尘与路面结冰的矛盾，首先分析确定润湿、保湿、凝并3种功能的组分单体为十二烷基苯磺酸钠(B)、甘油(N)、聚丙烯酰胺(R)，确定复配防冻剂(F，质量分数为30%乙二醇+5%醋酸钾+10%甲酸钾)；其次对B、N、R及F进行正交试验，测试渗透速率、抗蒸发性、黏度、冰点4个指标，确定防冻抑尘剂最佳配方B2N3R1F3及最佳体积稀释比1∶2。在现场试验路段喷洒防冻抑尘剂并持续6 d检测路面含水率、全尘与呼尘浓度及粉尘粒径。现场试验结果表明：喷洒防冻抑尘剂后，路面平均含水率为12%；全尘与呼尘降尘效率为93%、91%；大粒径粉尘占比提高54.6%，且防冻抑尘剂具备胶结性能与返潮性能。研究成果可为解决露天煤矿卡车道路既抑尘又防冻的问题提供理论依据。

• 基于数字孪生露天煤矿碳能监管平台应用研究

  董陆军, 陈纲, 李子涵, 李硕, 肖一尧, 姜春峰

  “双碳”背景下，露天煤矿产煤比例逐年提高，露天煤矿碳能监管越来越受到关注。以露天煤矿为典型研究对象，提出了基于数字孪生的露天煤矿碳能监管方法，将露天煤矿碳能数据映射到虚拟空间，通过数字孪生技术精确模拟、预测露天煤矿能源消耗及碳排放。在国家电投集团南露天煤矿构建了监管平台，研究发现，该平台实现了企业能源管理、碳排放管理、企业碳能综合分析、碳能可视化和系统综合管理，能有效提升露天煤矿企业精细化碳能管理及清洁低碳发展水平，解决了数据完整度不足、数据多源异构及智能化监管难题，可为煤矿智能化碳管理发展提供一定借鉴。

• 基于线结构光的矿用输送带纵向撕裂检测技术

  游磊, 向兆军, 孙柳军

  针对传统的输送带纵向撕裂检测系统存在光照抗干扰能力差、运算效率低及泛化能力弱的问题，研究了一种基于线结构光的纵向撕裂检测技术。以线结构光作为图像采集系统，应用Topk完成图像预处理，减少数据冗余和内存使用量；对YOLOv5网络的基础算子进行降维，减少模型参数量和浮点运算量；将该检测技术移植到嵌入式设备中，研制了速度快、精确度高的矿用本安型纵向撕裂检测系统。实验结果表明：降维YOLOv5的运算量和参数量均低于传统方法，在输入特征图分辨率为640 px×2 592 px时，F1score为0.951 1，优于其他方法；仿真实验中检测的精确度P为95.14%，召回率R为92.63%；工业试验中成功检测出输送带的纵向撕裂。