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煤矿智能地质保障的排头兵——记中煤科工西安研究院(集团)有限公司王保利研究员
1
作者 王保利 《智能矿山》 2023年第5期34-39,共6页
“答案永远在现场,研发人员要离现场近一点。”王保利始终牢记并实践这句话。2012年,王保利博士毕业后选择了与生产一线联系更加紧密的中煤科工西安研究院(集团)有限公司(简称西安研究院)。10年来,一直奋战在科研和生产一线,从事矿井地... “答案永远在现场,研发人员要离现场近一点。”王保利始终牢记并实践这句话。2012年,王保利博士毕业后选择了与生产一线联系更加紧密的中煤科工西安研究院(集团)有限公司(简称西安研究院)。10年来,一直奋战在科研和生产一线,从事矿井地震勘探技术研发及实践工作。面对当前煤矿井下地震勘探的技术难题,凭着一颗煤炭人的追梦心,独辟蹊径、积极创新,以工匠精神,主持研发出多项技术与装备,相继打破了槽波地震、随采地震和随掘地震等核心技术的壁垒,实现了多套技术与装备的国产化。 展开更多
关键词 保利 研发人员 工匠精神 地震勘探技术 博士毕业 生产一线 积极创新 排头兵
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煤矿用钻孔机器人钻臂定位误差补偿研究
2
作者 梁春苗 姚宁平 +1 位作者 姚亚峰 彭涛 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 2024年第3期153-163,共11页
目前钻孔机器人位姿调节多采用手动遥控调节与人工复测结合,未实现全自动调节,开环控制精度低、自动化能力低、无法实现煤矿用探放水、防突和防冲钻孔机器人精确开孔定位与孔群全自动施工。通过分析钻孔机器人钻臂结构和动作,建立了钻... 目前钻孔机器人位姿调节多采用手动遥控调节与人工复测结合,未实现全自动调节,开环控制精度低、自动化能力低、无法实现煤矿用探放水、防突和防冲钻孔机器人精确开孔定位与孔群全自动施工。通过分析钻孔机器人钻臂结构和动作,建立了钻臂运动学模型;通过对加工误差、机身变形、装配间隙等影响因素分析,发现采用回转减速器蜗轮蜗杆结构间隙会引起倾角和方位角误差放大,并在机身平时会引起倾角和方位角误差最大达0.85°;为消除误差,首先采用传统钻臂运动学误差补偿方法建立了钻臂静、动态误差补偿模型,利用全站仪测试关节间隙和变形量,基于补偿模型和RBF神经网络法求逆解得到误差补偿量,钻臂期望位姿与实际位姿误差的x方向平均误差为9.6 mm,y方向平均误差为18.2 mm,z方向平均误差为16 mm,满足工程应用要求;其次为解决传统全站仪试验测量的方法的复杂性和非实时性问题,提出了一种通过激光测距仪和高精度开孔定向仪组合获得位姿误差检测的方法,通过测距实时计算实际和理论倾角、方位角差值,作为误差补偿后的新倾角和方位角的控制输入量,对钻臂进行实时误差检测与补偿;最后利用传统全站仪精度检测方法对激光测距组合位姿误差补偿模型进行验证。试验表明:激光测距组合定位误差检测法最大误差差值在±0.5°以内,方位角最大误差在±0.5°以内,比未采用误差补偿前分别提高了41.1%和37.5%,满足了钻孔机器人开孔定位误差要求。在煤炭行业开展了钻孔机器人钻臂在线精确定位与误差补偿研究,对钻孔机器人精确自动开孔定位及孔群全自动施工具有重要的借鉴和指导意义。 展开更多
关键词 钻孔机器人 钻臂定位 运动学模型 位姿误差检测 误差补偿模型 煤矿
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机械扩孔煤体增透应力变化规律研究
3
作者 王海春 雷东记 +1 位作者 代振华 覃杰 《煤矿安全》 CAS 2024年第1期28-33,共6页
机械扩孔作为一种新型煤层卸压增透强化措施,可广泛适用于低透气性瓦斯煤层。为了探究机械扩孔应力演化规律,通过理论分析,揭示机械扩孔应力分布特征,以车集煤矿2616煤层为研究背景,借助ABAQUS数值模拟软件分析扩孔过程中煤层应力演化... 机械扩孔作为一种新型煤层卸压增透强化措施,可广泛适用于低透气性瓦斯煤层。为了探究机械扩孔应力演化规律,通过理论分析,揭示机械扩孔应力分布特征,以车集煤矿2616煤层为研究背景,借助ABAQUS数值模拟软件分析扩孔过程中煤层应力演化规律。结果表明:机械扩孔后孔洞周围煤体应力场存在动态演化过程,由内向外呈圆环状分布,依次为破碎区、塑性区、弹性区和原始应力区;机械扩孔过程中造穴阶段应力扰动范围和应力集中情况都显著大于钻进阶段。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 卸压增透 机械扩孔 应力分布 破煤效果
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跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展特征试验研究
4
作者 李浩哲 姜在炳 +2 位作者 范宗洋 庞涛 刘修刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 2024年第3期737-749,共13页
针对跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展过程,采用相似材料制作煤岩组合体试件,开展三点弯曲试验、真三轴水力压裂物理模拟试验,分别结合数字散斑技术、声发射监测技术,捕捉裂缝的动态扩展特征,分析裂缝扩展形态及影响因素。结果表明:三点... 针对跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展过程,采用相似材料制作煤岩组合体试件,开展三点弯曲试验、真三轴水力压裂物理模拟试验,分别结合数字散斑技术、声发射监测技术,捕捉裂缝的动态扩展特征,分析裂缝扩展形态及影响因素。结果表明:三点弯曲试验中裂缝可从顶板直接进入煤层,裂缝在界面处未转向,增大预制裂缝长度试件断裂所需的峰值应力降低;真三轴水力压裂试验条件下,由于煤层塑性强,顶板内裂缝高度、长度均大于煤层,顶板内声发射事件比例高于煤层;在裂缝穿层扩展的前提下,增大水平井与煤层顶面距离会导致裂缝穿层扩展时间延长,提高压裂液注入排量可增大裂缝进入煤层的穿透深度,但是易导致缝高失控、缝长降低,提出采用变排量压裂施工,初期压裂液大排量注入促使裂缝纵向穿层,随后降排量促进裂缝在顶板和煤层内横向延伸;多裂缝同步起裂时缝间存在竞争扩展现象,部分裂缝可能无法穿层扩展。研究成果可为掌握裂缝跨煤岩界面穿层扩展特点、优化设计压裂施工参数提供理论支撑。 展开更多
关键词 煤岩界面 穿层压裂 动态扩展 数字散斑 声发射
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双厚组合坚硬顶板定向长钻水力压裂评价体系研究
5
作者 杨欢 王泽阳 +6 位作者 郑凯歌 李彬刚 李延军 杨森 王豪杰 戴楠 王林涛 《中国矿业》 2024年第1期163-169,共7页
针对双厚组合坚硬顶板厚煤层工作面开采过程中的强矿压显现问题,本文提出了定向长钻水力压裂方案,并基于压力实测、瞬变电磁及钻孔窥视方法从孔内、孔外、动态、静态四个方面对定向长钻水力压裂裂缝扩展进行可视化监测评价。研究成果表... 针对双厚组合坚硬顶板厚煤层工作面开采过程中的强矿压显现问题,本文提出了定向长钻水力压裂方案,并基于压力实测、瞬变电磁及钻孔窥视方法从孔内、孔外、动态、静态四个方面对定向长钻水力压裂裂缝扩展进行可视化监测评价。研究成果表明:压裂过程包括钻孔周围微裂隙发育扩展,出现宏观裂缝,宏观裂缝周围微裂隙发育,出现新的宏观裂缝,直至压裂完成;钻孔径向20m范围内岩层电阻率较低,大裂缝较为发育;设计的3个钻孔压裂后影响范围基本可以覆盖整个顶板治理区域;长钻孔内各压裂段裂隙可以实现贯通,钻孔内纵裂隙、横裂隙交替发育形成三维裂隙网络;压裂后顶板微震事件总能量和总次数都显著降低,压裂层位顶板能量提前释放,表现为“高频低能”显现,工作面来压强度明显改善。 展开更多
关键词 坚硬顶板 矿压治理 压裂弱化 评价方法 瞬变电磁
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南秦岭镇安西部钨钼矿集区成矿物质来源研究
6
作者 韩珂 杨兴科 《黄金科学技术》 CSCD 2024年第1期13-30,共18页
为了查明南秦岭镇安西部大型钨钼多金属矿集区成矿物质来源,在矿床基础地质研究的基础上,运用岩石地球化学、硫化物单矿物硫同位素地球化学和锆石U-Pb同位素、辉钼矿Re-Os同位素地球化学等方法,对复式中酸性侵入体与钨钼成矿的时空关系... 为了查明南秦岭镇安西部大型钨钼多金属矿集区成矿物质来源,在矿床基础地质研究的基础上,运用岩石地球化学、硫化物单矿物硫同位素地球化学和锆石U-Pb同位素、辉钼矿Re-Os同位素地球化学等方法,对复式中酸性侵入体与钨钼成矿的时空关系和成因联系进行深入研究。结果表明:懒板凳岩体田湾单元、王家坪隐伏岩体和花岗细晶岩脉富集Si元素,且Mg#值和稀土总量较低,稀土元素配分曲线呈明显的四分组效应并具有强负Eu异常,岩浆分异结晶程度高;懒板凳岩体九间屋单元和王家坪隐伏岩体锆石U-Pb同位素年龄分别为(222.7±2.6)Ma和(201.6±4.7)Ma,棋盘沟钨矿床和江口钼矿床中辉钼矿Re-Os同位素模式年龄分别为(199.7±3.9)Ma和(198.7±3.9)Ma;钨钼矿床中硫化物单矿物δ34S值为3.6‰~10.2‰,推测成矿物质来源于复式岩体晚阶段形成于190~200Ma之间的高分异演化酸性侵入体。 展开更多
关键词 钨钼矿集区 成矿物质来源 复式岩体 镇安西部 南秦岭
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煤矿井下定点注浆工艺研究及装备研究应用
7
作者 丁华忠 范运林 +3 位作者 邵国杰 方有向 李正来 张磊 《陕西煤炭》 2024年第3期59-62,共4页
针对定向钻孔施工遇破碎地层成孔深度浅、破碎带塌孔、定向钻进困难等问题,提出了采用定点注浆钻具组合施工破碎地层定点注浆加固的技术方案,介绍了其技术原理,开发了定点注浆位置优选工艺、封隔器坐封与解封工艺、注浆工艺等关键技术,... 针对定向钻孔施工遇破碎地层成孔深度浅、破碎带塌孔、定向钻进困难等问题,提出了采用定点注浆钻具组合施工破碎地层定点注浆加固的技术方案,介绍了其技术原理,开发了定点注浆位置优选工艺、封隔器坐封与解封工艺、注浆工艺等关键技术,研制开发了裸眼挤堵封隔器、高压密封注浆钻杆和高压送水器等关键钻具设备,形成了成套技术与装备,并在淮南进行了地面实验与现场试验,验证封隔器坐封、爆破和解封可调可控,在朱集东矿1151(3)轨顺6#钻孔中完成定点注浆加固,注浆加固后定向钻进顺利通过破碎带,为施工定向钻孔遇破碎地层提供了一种新的技术手段。 展开更多
关键词 注浆工艺 注浆加固 封隔器 定向钻进 地层破碎
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动水条件下煤矿岩体裂隙与管道注浆新型材料性能试验研究
8
作者 王海 《中国煤炭地质》 2024年第1期48-52,17,共6页
针对煤矿岩体裂隙与管道动水条件下凝结时间长、留存率低、堵水效果差的问题,通过室内试验,研究一种动水条件下煤矿岩体裂隙与管道注浆新型材料及其在动水条件下的材料性能,确定了一种单液浆动水注浆材料,测试了动水注浆材料的凝结时间... 针对煤矿岩体裂隙与管道动水条件下凝结时间长、留存率低、堵水效果差的问题,通过室内试验,研究一种动水条件下煤矿岩体裂隙与管道注浆新型材料及其在动水条件下的材料性能,确定了一种单液浆动水注浆材料,测试了动水注浆材料的凝结时间、流动度、强度和抗冲刷性能,并分析了动水条件下煤矿岩体裂隙与管道注浆新型材料成本。研究结果表明:动水条件下煤矿岩体裂隙与管道注浆新型材料主要由硫铝酸盐水泥、粉煤灰、矿粉、石灰石粉、钢渣粉、可分散性乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、钠基膨润土、醚类聚羧酸高性能减水剂、白木质素纤维和柠檬酸组成;环境温度为20℃时,初凝时间为40~75 min,通过调节柠檬酸的掺量或增大搅拌时间可延长注浆材料的初凝时间;注浆材料流动度保持在20±3 cm的时间段为10~40 min,失去流动度的时间为15~50 min;水流流速为1.2 m/s时,动水条件下煤矿岩体裂隙与管道注浆材料抗冲刷留存率在85%以上,流速为0.6 m/s时,抗冲刷留存率在90%以上,流速为0.2 m/s时,抗冲刷留存率在95%以上;水胶比0.5∶1的注浆材料1d强度达到7.1 MPa;动水条件下煤矿岩体裂隙与管道注浆材料具有良好的抗动水冲刷性能和低廉的价格,并可根据不同工况调整初凝时间和失去流动度时间,满足煤矿岩体裂隙与管道长距离单液浆注浆堵水需求。 展开更多
关键词 煤矿水害防治 动水注浆材料 留存率 强度 裂隙与管道
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断层影响下煤层开采突水风险流固耦合数值模拟研究
9
作者 王红梅 宁明诚 +1 位作者 鲁海峰 周恒心 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期180-184,共5页
断层引起的底板采动突水是煤矿防治水中的重要问题,研究因采动引起断层活化,以及对底板渗透性变化全程进行演化是解决此类问题的关键。在前人成果的基础上总结了采动过程中围岩渗透性变化规律及渗透系数-体积应变耦合方程,将其嵌入FLAC3... 断层引起的底板采动突水是煤矿防治水中的重要问题,研究因采动引起断层活化,以及对底板渗透性变化全程进行演化是解决此类问题的关键。在前人成果的基础上总结了采动过程中围岩渗透性变化规律及渗透系数-体积应变耦合方程,将其嵌入FLAC3D流固耦合模型中。并以济宁二矿103下03工作面八里铺断层为背景,模拟不同煤柱尺寸情况下底板断层突水演化规律。结果表明:八里铺断层对于103下03工作面安全开采具有重要影响。防水煤柱尺寸为90 m时,奥灰水会沿导水通道进入采空区,引发突水事故;当其为100 m时,采动过程是安全的,且有效隔水层厚度约5 m。最终确定济宁二矿103下03工作面八里铺断层防水煤柱留设宽度取100 m。 展开更多
关键词 渗透系数 渗透系数-体积应变耦合方程 八里铺断层 防水煤柱
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简单地质条件下钻孔数据地质建模的插值算法对比研究
10
作者 易家伟 马庆勋 +1 位作者 高耀全 白宝军 《煤炭技术》 CAS 2024年第3期120-124,共5页
以目前常用的克里金插值,反距离加权插值,最小曲率插值和改进谢别德法四种插值方法对陕北某矿区钻孔数据进行空间插值并进行对比验证分析,以相关系数R2,均方根误差ERMS,平均绝对误差EMA作为精度指标,分析对比四种算法在实际应用中的插... 以目前常用的克里金插值,反距离加权插值,最小曲率插值和改进谢别德法四种插值方法对陕北某矿区钻孔数据进行空间插值并进行对比验证分析,以相关系数R2,均方根误差ERMS,平均绝对误差EMA作为精度指标,分析对比四种算法在实际应用中的插值效果,证明最小曲率算法是在该地质条件下的最佳插值算法。之后,再次使用该算法在陕西咸阳彬州区某矿进行了验证,也取得了较好的插值精度和稳定性。 展开更多
关键词 地层插值算法 最小曲率算法 精度评价
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安定组地层渗透性变化下的覆岩白垩系含水层涌水规律研究
11
作者 范相如 李宪国 +5 位作者 许峰 黄欢 李运江 马鹏 高树磊 韩杰 《能源与环保》 2024年第1期141-146,153,共7页
为了研究呼吉尔特矿区某深埋矿井煤层开采对地下含水层的影响,采用地下水三维数值模型对大采高深埋煤层开采过程中地下水流场的变化进行模拟研究。模拟结果显示,煤层开采对顶板白垩系含水层及侏罗系直罗组含水层流场均产生较大影响,工... 为了研究呼吉尔特矿区某深埋矿井煤层开采对地下含水层的影响,采用地下水三维数值模型对大采高深埋煤层开采过程中地下水流场的变化进行模拟研究。模拟结果显示,煤层开采对顶板白垩系含水层及侏罗系直罗组含水层流场均产生较大影响,工作面开采过程中安定组地层渗透系数发生改变,使其隔水性能产生变化,上覆白垩系含水层参与井下涌水程度随之改变,导致工作面涌水量呈阶梯状变化趋势。由于白垩系含水层富水性强于直罗组含水层,白垩系含水层依然是工作面的主要涌水来源,其贡献度达到70.4%。该结果可为呼吉尔特矿区深部大采高煤层的防治水重点提供依据。 展开更多
关键词 深埋煤层 导水裂隙带 渗透系数 数值模拟 涌水量
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中深层地热井换热特性多因素影响规律研究
12
作者 韩永亮 王凯鹏 +5 位作者 王义杰 苟立 杨延斌 雷燕子 武芳丽 沈浩 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 2024年第1期104-116,共13页
积极推进中深层地热能供暖技术,是践行国家碳达峰碳中和“双碳”目标的重要举措。中深层同轴套管式换热系统可避免对地下水资源和环境造成损害,且影响要素之间存在着复杂的非线性相互作用。基于中深层同轴套管式换热器的理论分析和数学... 积极推进中深层地热能供暖技术,是践行国家碳达峰碳中和“双碳”目标的重要举措。中深层同轴套管式换热系统可避免对地下水资源和环境造成损害,且影响要素之间存在着复杂的非线性相互作用。基于中深层同轴套管式换热器的理论分析和数学描述,建立地热井分层换热模型,并验证其可靠性;以陕西关中盆地某中深层地热井为依托,采用数值模拟方法对各项因素影响下的地热井换热性能及连续运行过程的取热能力进行系统分析。结果表明:采用均质模型、分层模型计算地热井出水温度与实测值最大相对误差分别为14.08%、11.50%,平均误差分别为7.29%、6.93%,分层模型较均质模型具有较高的计算精度;影响因素中地热井深度、地温梯度及地层导热系数对取热功率影响最为显著,在一定程度上取热功率与地温梯度、进水温度、内管导热系数基本呈线性关系,且固井材料导热系数对传热过程具有热阻效应;中深层地热井取热量随运行年限的增加而降低,前5个供暖季取热量降幅较大,之后取热量降幅减缓,经过50个供暖季,年平均取热功率下降15.59%,将地温下降值超过1℃视为地温场受到影响,地温场平均受影响半径约为65 m,此外,由于地层的差异性,地热井周围地层温度下降及恢复等值线在地层交界面处出现了“阶梯式”变化,岩石导热系数较大的地层在地层交界面附近造成的温度扰动距离更远。研究成果可应用于中深层地热井取热换热能力的评估,同时为中深层同轴套管式换热系统的设计提供借鉴。 展开更多
关键词 地热能开发 套管式换热器 分层换热模型 换热性能 影响因素分析 影响半径
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竖井地面预注浆帷幕安全厚度研究及其在隧道通风井中应用——以天山胜利隧道4号通风竖井为例
13
作者 毛锦波 赵红刚 +3 位作者 韩强 姬中奎 张斌斌 李亚隆 《隧道建设（中英文）》 CSCD 2024年第2期266-273,共8页
针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作... 针对天山胜利隧道4号通风竖井穿越富水地层施工难、风险高的问题,采用地面预注浆技术构筑注浆帷幕。首先,考虑竖井开挖过程中的爆破扰动效应,将地面预注浆帷幕体安全厚度划分为无效厚度与有效厚度,并构建水平地层压力和孔隙水压共同作用下的注浆帷幕体力学分析模型。然后,基于弹塑性力学理论,分析有效注浆帷幕体的径向位移;同时,通过预测竖井开挖爆破后围岩粉碎区范围,确定注浆帷幕体的无效厚度。最后,运用厚壁圆筒理论,结合有效注浆帷幕体在弹塑性交界面处的位移协调条件,确定注浆帷幕体的有效厚度,并验算注浆帷幕体强度及稳定性。将上述理论应用到天山胜利隧道4号通风竖井,确定其注浆帷幕体安全厚度为6.5 m。现场监测结果表明,该厚度满足工程要求,堵水效果良好。 展开更多
关键词 天山胜利隧道 通风竖井 地面预注浆 注浆帷幕 安全厚度
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富水陡倾斜大理岩增透引流注浆技术研究——以天山胜利隧道4号通风竖井为例
14
作者 毛锦波 李亚隆 +5 位作者 姬中奎 韩强 张小虎 张斌斌 孙佰军 赵红刚 《隧道建设（中英文）》 CSCD 2024年第2期332-340,共9页
为解决天山胜利隧道4号通风竖井掘进水量大,造成无法施工的技术难题,考虑到富水大理岩地层倾角大、裂隙开度小、吃浆量弱的工程特征,构建陡倾斜大理岩增透引流注浆模型。基于广义宾汉流体本构方程,提出考虑大理岩裂隙浆液流变特征的扩... 为解决天山胜利隧道4号通风竖井掘进水量大,造成无法施工的技术难题,考虑到富水大理岩地层倾角大、裂隙开度小、吃浆量弱的工程特征,构建陡倾斜大理岩增透引流注浆模型。基于广义宾汉流体本构方程,提出考虑大理岩裂隙浆液流变特征的扩散运移方程。根据方程可知,裂隙倾角、初次启劈压力、二次启劈压力、裂隙水压力、设计劈裂扩散距离及浆液黏度时变性是影响注浆压力的关键因素。在此基础上,确定关键注浆参数及其施工工艺,通过高压水脉冲式压裂增透岩体裂隙通道和引流注浆等关键技术,实现浆液在陡倾斜大理岩裂隙通道中的控制性扩散。地面预注浆治理后,运用简易水文观测、孔内电视、光纤测温3种手段对现场注浆堵水效果进行监测,地层揭露结果表明,竖井掘进掌子面处无明显渗水,注浆治理后的井筒涌水量低于1 m^(3)/h,能确保天山胜利隧道4号通风竖井安全高效施工。 展开更多
关键词 隧道工程 陡倾斜大理岩 富水岩层 劈裂注浆 效果分析
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柠条塔煤矿水文地质结构特征与水害治理模式研究
15
作者 郭书全 王海 《中国矿业》 2024年第2期190-200,共11页
随着西部煤炭资源的持续高强度开采,矿山所面临的工程与水文地质条件越来越复杂,极易诱发采掘突水溃砂事故,而水文地质结构特征的研究是水害评价和治理的重要基础性工作。本文以陕北榆神府矿区的柠条塔煤矿为例,在对其地质条件和构造发... 随着西部煤炭资源的持续高强度开采,矿山所面临的工程与水文地质条件越来越复杂,极易诱发采掘突水溃砂事故,而水文地质结构特征的研究是水害评价和治理的重要基础性工作。本文以陕北榆神府矿区的柠条塔煤矿为例,在对其地质条件和构造发育情况进行系统分析的基础上,从矿区的补给、径流、排泄条件,主要充水水源,矿体与含水层的空间结构关系三个方面对矿山的水文地质结构特征进行了研究。研究发现,地表浅部松散层主要接受大气降水补给,基岩风化带含水层主要接受侧向径流补给。矿井充水水源包括大气降水、地表水、含水层水、老空水和烧变岩水五种,不同煤层根据其埋深、开采厚度、冒裂带发育高度等的不同具有不同的充水水源。基于对矿山水文地质结构特征的分析,认为火烧区下部2-2煤层回采工作面可能存在突水溃砂风险,并设计了两排帷幕注浆孔。注浆治理工程完成后的放水试验结果表明,烧变岩含水层补给量大幅度减小,治理效果显著,可以保障煤层的安全开采,研究成果对榆神府矿区的矿井水害防治及水资源保护具有一定的理论意义和实践意义。 展开更多
关键词 水文地质结构 烧变岩 突水溃砂 帷幕注浆 安全开采
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强冲击地压矿井煤层顶板覆岩结构研究——以孟村煤矿为例
16
作者 韩珂 王海军 《中国煤炭地质》 2024年第3期47-59,共13页
矿井工作面上覆坚硬厚层顶板对冲击地压的产生具有重要影响,顶板坚硬厚层砂岩通常因沉积相的变化在横向和纵向上呈现出厚度、顶底板起伏和岩石力学性质等方面的变化。陕西彬长矿区孟村煤矿地质条件复杂,主采煤层顶板发育多层厚砂岩,矿... 矿井工作面上覆坚硬厚层顶板对冲击地压的产生具有重要影响,顶板坚硬厚层砂岩通常因沉积相的变化在横向和纵向上呈现出厚度、顶底板起伏和岩石力学性质等方面的变化。陕西彬长矿区孟村煤矿地质条件复杂,主采煤层顶板发育多层厚砂岩,矿井长期受冲击地压灾害威胁。为准确掌握工作面顶板坚硬厚层砂体层位及展布状态等信息,对其进行压裂弱化,保障矿井安全高效开采,基于孟村煤矿工程地质条件,通过井下工作面巷道顶板钻孔取心编录和钻孔电视测井方法,进行工作面顶板覆岩结构探查,对顶板主要砂体采样,进行岩石学、沉积相和岩石物理力学性质等特征分析,得到如下主要成果:①孟村煤矿401103工作面顶板100m内可对比划分出5层连续的砂体,工作面沉积微相变化导致各砂体厚度和顶底板标高不稳定;②401103工作面顶板延安组二段、直罗组、安定组底部均为河流相沉积,河流微相中的天然堤相细粒砂岩和粉砂岩的岩石力学强度相对最大,随着岩石粒径的逐渐增大,边滩相和河床滞留相中、粗粒砂岩的强度相对降低。不同沉积环境同一粒级砂岩的岩石力学强度因石英含量增高、硅质胶结物含量增高、颗粒支撑结构等因素而增大;③井田现今构造应力和顶板坚硬厚层砂岩等是矿井冲击地压灾害的主要诱因,对上覆高位坚硬厚层砂体进行区域水力致裂弱化,可显著降低矿井冲击地压风险。 展开更多
关键词 冲击地压 坚硬厚层砂体 顶板探查 覆岩结构 沉积相 岩石力学性质
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煤田房柱式采空区地震响应特征物理模拟研究
17
作者 董蕊静 《煤炭技术》 CAS 2024年第2期93-96,共4页
在总结了蒙陕地区地震地质条件、煤田房柱式采煤时采空区特征的基础上构建了蒙陕地区房柱式采空区地质模型,并在水槽实验室对其进行物理模拟地震数据采集,使用针对性的处理流程对采集的数据进行处理,最后对成像结果中目的层进行属性分析... 在总结了蒙陕地区地震地质条件、煤田房柱式采煤时采空区特征的基础上构建了蒙陕地区房柱式采空区地质模型,并在水槽实验室对其进行物理模拟地震数据采集,使用针对性的处理流程对采集的数据进行处理,最后对成像结果中目的层进行属性分析,总结了蒙陕地区房柱式采空区的成像特征,其结果可以用于提升煤田采空区探测的效率和质量。 展开更多
关键词 地震物理模拟 房柱式采空区 高精度成像 属性分析
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煤层风氧化带的槽波响应特征及探测方法应用研究
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作者 刘硕 《煤炭技术》 CAS 2024年第3期91-95,共5页
为了研究煤层风氧化带的槽波响应特征,建立包含煤层风氧化带的工作面三维层状模型,对波场模拟结果进行分析,采用槽波速度和振幅衰减系数CT成像方法实现了对煤层风氧化带的探测,并在王洼二矿215041工作面开展现场实验。结果表明:煤层风... 为了研究煤层风氧化带的槽波响应特征,建立包含煤层风氧化带的工作面三维层状模型,对波场模拟结果进行分析,采用槽波速度和振幅衰减系数CT成像方法实现了对煤层风氧化带的探测,并在王洼二矿215041工作面开展现场实验。结果表明:煤层风氧化带的槽波响应特征为槽波速度与主频升高、振幅能量衰减,以速度和振幅衰减系数的槽波CT成像方法可以实现对煤层风氧化带的探测;现场实验中槽波振幅能量衰减系数CT成像方法准确率为93.3%,探测精度高于槽波速度CT成像方法。 展开更多
关键词 煤层风氧化带 槽波响应特征 槽波速度CT成像方法 槽波振幅衰减系数CT成像方法
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随掘地震在乌海矿区断层超前预测中的应用研究
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作者 谷保泽 刘硕 刘海东 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期90-95,共6页
为解决乌海矿区智能化建设面临的透明地质保障问题,选择利民煤矿I030902工作面运输巷开展随掘地震探测工程,依托已有工业环网构建井地随掘地震实时数据传输网络和监测预报系统,在掘进机正常作业的同时,将巷道内采集的随掘地震数据实时... 为解决乌海矿区智能化建设面临的透明地质保障问题,选择利民煤矿I030902工作面运输巷开展随掘地震探测工程,依托已有工业环网构建井地随掘地震实时数据传输网络和监测预报系统,在掘进机正常作业的同时,将巷道内采集的随掘地震数据实时传输至地面监控中心,经过数据筛选、脉冲化和偏移成像等步骤实现巷道掘进前方断层的随掘随探,共跟踪掘进长度1 268 m,为期54 d,预报6处断层,准确率75%,最大平面摆动误差6 m,验证效果较好。结果表明:随掘地震探测系统能够在巷道掘进的同时实现巷道前方断层的超前预报和跟踪探测,对多条断层具有良好的成像效果,可准确预测断层位置并及时反馈,保障了巷道掘进作业的安全高效开展。 展开更多
关键词 随掘地震 超前探测 智能地质探测 透明地质保障 智能探测
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基于孔中爬行器的快速锚定装置研究
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作者 闫文超 《煤矿机械》 2024年第4期115-117,共3页
为了更加高效地监测煤矿井下工作面地质情况的变化,常用的钻孔物探方式不能完成监测的任务。现有的方式是采用光纤类的无源传感器,将传感器送进孔内,达到在孔内长时间监测的目的;传感器进孔内的方式是传统的推杆推送或钻机推送,存在效... 为了更加高效地监测煤矿井下工作面地质情况的变化,常用的钻孔物探方式不能完成监测的任务。现有的方式是采用光纤类的无源传感器,将传感器送进孔内,达到在孔内长时间监测的目的;传感器进孔内的方式是传统的推杆推送或钻机推送,存在效率低和工程成本高的缺点,最主要的是传感器会被损坏。针对此问题设计研究了基于爬行器的快速锚定装置,该装置能将传感器线缆推送至孔内指定位置并快速锚定,操作简单、方便灵活、与煤壁的接触度好、可靠性高、方便回收、施工成本低,为孔内物探提供了新的施工模式。 展开更多
关键词 钻孔物探 孔中监测 传感器 爬行器 快速锚定
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