Close-hole roof-cutting technology (CHRCT, also called “dense drilling”) has been widely applied in coal mines due to its economic and safety benefits. Inappropriate cutting parameters and support schemes can lead to dynamic pressure disturbances in self-forming roadways with thick and hard roofs. Moreover, fully characterizing the procedure and process of self-forming roadways using CHRCT in the field is difficult, resulting in unconvincing results. Therefore, this study aims to fill the gaps in theoretical knowledge and methodology. First, the dynamic pressure characteristics of the self-forming roadway using CHRCT were investigated, and the dynamic pressure types of the roadway were classified. There are three main types: roof cut off along the coal wall side of, severe deformation, and overhanging roof of a roadway after the second working face mining. The effects of different hole parameters (inclination angle, depth and spacing) on the roof cutting to form a roadway were also investigated. The optimal hole inclination, depth and spacing of 15°, 8 m, and 200 mm were determined through a series of experiments. Then, three support schemes embedded in the roadway were compared in terms of stress evolution, bolt and cable axial forces, roof displacement, and structure. Finally, this study proposes a dynamic pressure mitigation strategy through the optimization of parameters for close-hole roof-cutting and support schemes, monitoring and controlling ground pressure in roadways, and taking auxiliary measures for pressure relief. The results show that this strategy can effectively eliminate the dynamic pressure of the roadway and meet the stability requirements of the full mining cycle. This paper presents a methodology for analysing CHRCT via numerical simulation. Moreover, this approach is of great theoretical and practical importance for dynamic pressure control for self-forming roadways using CHRCT in thin coal seams with thick and hard roofs.

Semantic communication shows great potential in reducing data redundancy and improving data collection efficiency in the Internet of Things (IoT) networks. However, IoT devices have limited energy storage capacity, so it is not possible to transmit semantic information to cloud center all the time. To this end, we propose an energy-efficient uploading mechanism in the UAV-assisted semantic awareness data collection system. Specially, we minimize the maximum energy consumption of IoT devices via jointly optimizing user scheduling and UAV trajectory. Since the formulated optimization problem is non-convex, we propose an efficient iterative algorithm to obtain a feasible solution. As the number of iterations increases, the user min–max energy consumption gradually converges to a steady state. Simulation results show that the proposed algorithm has good convergence. In addition, the simulation results of our proposed scheme show that the system performance is greatly improved compared with the conventional bit information transmission and non-optimization schemes.

Abstract In the process of fully mechanized top-coal caving mining, the top-coal is affected by mining-induced stress, and the stress varies along the strike direction of working face, so the boundary position of its entering the limit equilibrium state changes accordingly. The determination of the boundary along the strike direction of working face can provide scientific guidance for the stability control of support-surrounding rock in fully mechanized top-coal caving face. Using the research methods of theoretical analysis, physical similarity simulation experiment and numerical simulation experiment, the stress state analysis model of the boundary position of the top-coal limit equilibrium zone under macro-scale conditions was established, the stress state characterization method of the boundary of the top-coal limit equilibrium zone along the strike direction of working face was given, and the quantitative characterization of the boundary of the top-coal limit equilibrium zone along the strike direction of working face was realized by combining with the mining-induced stress path, and the distance relationship between the boundary of the top-coal limit equilibrium zone and the langwall face along the strike direction of working face was revealed. The results show that after critical mining in fully mechanized top-coal caving face, the distance between the boundary of top-coal limit equilibrium zone and the langwall face along the strike direction of working face presents a relationship of increasing from top to bottom. The distance between the top-coal upper boundary and the langwall face was 2.85 m and the distance between the top-coal lower boundary and the langwall face was 5.39 m. The boundary of top-coal limit equilibrium zone along the strike direction of working face was verified by the top-coal elastic–plastic zone boundary and the boundary of the peak position of front abutment pressure in different layers of top-coal. The results show that the quantitative characterization of the top-coal limit equilibrium zone boundary along the strike direction of working face was reasonable. In order to improve mine production efficiency, optimization measures were put forward for hard coal seam and soft coal seam respectively.

Abstract In light of the increasing hydrogen permeability in distribution networks as a means to cope with extreme events and improve network resilience, this paper introduces a novel strategy for enhancing power distribution network resilience. It outlines a comprehensive approach that focuses on dispatching hydrogen storage (HS) and hydrogen vehicle (HV) within hydrogen penetrated distribution systems (HPDS), segmenting the strategy into pre‐disaster and post‐disaster stages. Firstly, in the pre‐disaster stage, models for HS and HVs are established to gather operational data and facilitate rapid post‐disaster response, alongside a coupled electric grid and road network model for optimising HV routing and dispatch. Subsequently, the post‐disaster stage focuses on a scheduling model that aims to minimise load power losses and economic costs, balancing immediate power support with cost‐effectiveness through detailed analysis of HS and HV dispatch strategies. Finally, this paper demonstrates the effectiveness of this strategy via a case study, highlighting significant improvements in network resilience and recovery and underscoring the potential of hydrogen technologies in enhancing infrastructure resilience.