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基于井筒涌水量的大直径地面管道井透巷结构研究及应用
1
作者 查显东 时元玲 +2 位作者 汪志祥 周峰 许波 《煤炭技术》 2026年第1期108-112,共5页
煤矿大直径地面透巷钻井技术,作为瓦斯综合治理、应急救援通道构建、巷道排水通风及物料高效输送的关键工程手段,在现代矿山安全生产中具有重要应用价值。以安徽临涣煤矿大直径地面排水管道井工程为研究对象,提出基于井筒涌水量预测的... 煤矿大直径地面透巷钻井技术,作为瓦斯综合治理、应急救援通道构建、巷道排水通风及物料高效输送的关键工程手段,在现代矿山安全生产中具有重要应用价值。以安徽临涣煤矿大直径地面排水管道井工程为研究对象,提出基于井筒涌水量预测的井身结构优化设计方法。钻井结构设计阶段,采用井筒涌水量预测模型计算涌水量,若井筒预测涌水量小于20 m^(3)/h时,可二开直接透巷,否则,需二开下入套管、固井,再进行三开透巷,防止地下水和岩屑涌入巷道引起灾害。工程实施阶段,采用电测绳法进行井筒水位和涌水量动态监测,保证透巷施工过程安全。 展开更多
关键词 大直径地面钻井 涌水量 透巷
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基于双向流固耦合模型的采空区汇水流场水压极限预警研究
2
作者 殷裁云 韩健 +3 位作者 潘博 顾雷雨 张亚军 周全超 《中国矿业》 北大核心 2026年第1期253-260,共8页
煤矿采空区地质环境复杂多变,其内部发育的断层、裂隙及褶皱等地质构造不仅分布特征难以精确掌握,更会显著改变地下水的运移路径和水压分布格局。在面临大规模地下水流动、复杂地质构造耦合作用及水压动态变化等多重不确定性因素时,传... 煤矿采空区地质环境复杂多变,其内部发育的断层、裂隙及褶皱等地质构造不仅分布特征难以精确掌握,更会显著改变地下水的运移路径和水压分布格局。在面临大规模地下水流动、复杂地质构造耦合作用及水压动态变化等多重不确定性因素时,传统监测技术存在适应性不足、预警精度有限等突出问题。为此,提出了一种基于双向流固耦合理论的采空区汇水流场水压极限预警方法。建立采空区汇水流场的双向流固耦合模型,通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台实现了对流体流动与岩体变形耦合作用的精确模拟,获取了包括流体压力场、速度场及流固相互作用力场等关键参数。针对海量监测数据中的信息冗余问题,采用局部稀疏无监督特征选择算法对原始数据进行降维处理,有效提取出最能反映水压状态变化的关键特征数据集。基于支持向量机建立了水压极限预警模型,通过核函数映射将非线性问题转化为高维空间中的线性可分问题,实现了对采空区水压状态的智能预测与分级预警。实验结果表明,所提出的双向流固耦合模型在数据准确性方面表现优异,模拟值与实测值的流体压力、流速及流固作用力数据均保持高度一致。特征选择环节通过局部稀疏无监督方法显著降低了数据冗余度,有效提升了特征集的独立性。在预测性能方面,本研究的双向流固耦合SVM预测法相较于传统方法整体预警准确率高、高危状态识别率高且误报率低,满足实时预警需求。这些数据充分验证了该方法在采空区水压预警中的可靠性和工程适用性。 展开更多
关键词 采空区 双向流固耦合模型 汇水流场 支持向量机 特征数据选择
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金矿开采过程中水工环地质条件对涌水规律的影响研究
3
作者 厉照业 《中国金属通报》 2026年第1期71-73,共3页
水工环地质条件在金矿开采过程中对矿井涌水规律具有重要影响。地层结构、含水层分布、水动力条件及构造断裂带等因素共同决定了涌水量及其时空分布特征。本研究基于实际金矿开采案例,分析了不同地质条件下矿井涌水的变化规律,探讨了地... 水工环地质条件在金矿开采过程中对矿井涌水规律具有重要影响。地层结构、含水层分布、水动力条件及构造断裂带等因素共同决定了涌水量及其时空分布特征。本研究基于实际金矿开采案例,分析了不同地质条件下矿井涌水的变化规律,探讨了地下水运移通道的主要控制因素。结果表明,断裂构造与地下水补给条件是影响矿井涌水的关键因素,并且提出了相应的水害防治措施。 展开更多
关键词 金矿开采 水工环地质 涌水规律 矿井水害
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基于鲸鱼优化算法-支持向量机判别模型的风化基岩富水性评价:以神府煤田张家峁煤矿为例 被引量：2
4
作者 侯恩科 吴家镁 +1 位作者 杨帆 张池 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第1期119-127,共9页
为实现风化基岩含水层富水性的准确预测,以张家峁井田内的28组风化基岩抽水试验钻孔数据作为训练及验证样本,选取风化基岩的岩性组合指数、风化指数、厚度、岩芯采取率、埋深作为评价指标,提出基于鲸鱼优化算法-支持向量机(whale optimi... 为实现风化基岩含水层富水性的准确预测,以张家峁井田内的28组风化基岩抽水试验钻孔数据作为训练及验证样本,选取风化基岩的岩性组合指数、风化指数、厚度、岩芯采取率、埋深作为评价指标,提出基于鲸鱼优化算法-支持向量机(whale optimization algorithm-support vector machines,WOA-SVM)的风化基岩含水层富水性判别模型。该模型可对无抽水试验资料区域的风化基岩的富水性级别进行预测,综合利用井田内249组勘探钻孔的地质信息,实现井田的风化基岩富水性分区。研究表明,张家峁井田风化基岩整体富水性较弱,且空间分布不均;井田中部和乌兰不拉沟沿线的局部地区存在强富水性区域,但其分布范围较小,中西部和东南部有部分中等富水性区域,东北部及西南部区域几乎全为弱和极弱富水性。该方法预测的结果与实际较为吻合,研究成果可为矿井安全生产提供参考,也为风化基岩富水性预测提供了一种新思路。 展开更多
关键词 风化基岩 支持向量机(SVM) 鲸鱼优化(WOA) 富水性分区
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彬长矿区厚硬岩层沉降能量释放与高势能涌水机理
5
作者 李杨杨 张浩争 +4 位作者 张士川 朱慧聪 冯海龙 蔺成森 路学通 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期394-406,共13页
陕西彬长矿区煤层上方存在白垩系洛河组砂岩含水层,该岩层具有厚度大、富水性强、渗透系数大、水头压力大等特点,且上覆厚硬岩层破坏易导致高势能动力涌水发生。结合彬长矿区高家堡煤矿上覆岩层性质、导水裂隙带发育高度与工作面涌水量... 陕西彬长矿区煤层上方存在白垩系洛河组砂岩含水层,该岩层具有厚度大、富水性强、渗透系数大、水头压力大等特点,且上覆厚硬岩层破坏易导致高势能动力涌水发生。结合彬长矿区高家堡煤矿上覆岩层性质、导水裂隙带发育高度与工作面涌水量情况,对厚硬岩层破裂能量释放特征及工作面高势能涌水机理展开研究。结果表明:高势能涌水孕灾条件由“通道”“水源”与“力源”组成,其中“通道”的形成使“水源”发生运移,工作面出水由淋水转为涌水,“力源”的形成为“水源”运移提供了水压力,并增加了“通道”的数量与导通水量,使工作面由涌水转为高势能涌水;高势能涌水致灾过程中,覆岩破裂沉降和水体运移两个动态过程存在能量传递关系,经过对能量传递方程的推导,得出诱导高势能涌水主导条件为“力源”中的厚硬岩层破裂沉降;能量转化方程中,岩层能量吸收值与岩层能量吸收系数、破断层厚度与破断层倾向长度呈负相关,与破断层极限破断距呈正相关,且能量值呈指数级增长;结合覆岩能量变化趋势与工作面涌水量变化情况,得到涌水量升高区间,覆岩应力与能量值波动较大,且在厚硬岩层发生破断时,工作面涌水量达到峰值,工作面形成高势能涌水。研究揭示了高势能涌水孕灾机制,并建立了高势能涌水物理模型,明确了各影响因素间的关系,推导了厚硬岩层破裂沉降能量转化方程,阐释了不同影响因素与岩层吸收储存能量值间影响规律,揭示了厚硬岩层破裂沉降能量释放特征与工作面高势能涌水间联动关系。 展开更多
关键词 厚硬岩层 高势能涌水 孕灾条件 能量传递 岩层破裂沉降
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基于修正灰色模型的矿井涌水量预测应用
6
作者 金永民 《水利技术监督》 2026年第2期150-154,共5页
为提高矿井涌水量预测准确性,确保矿山安全生产与排水系统优化配置,以辽西某矿区实测涌水量数据为基础,建立基于灰色系统理论的涌水量预测模型,并对其预测精度进行验证。研究结果表明:通过引入残差修正机制对灰色预测模型进行优化后,模... 为提高矿井涌水量预测准确性,确保矿山安全生产与排水系统优化配置,以辽西某矿区实测涌水量数据为基础,建立基于灰色系统理论的涌水量预测模型,并对其预测精度进行验证。研究结果表明:通过引入残差修正机制对灰色预测模型进行优化后,模型综合精度显著提升,修正后模型评价指标总体达到II级标准(相对误差≤15%,残差比≤0.45,小概率误差≥0.85)。研究成果为复杂地质条件下矿井涌水量预测提供新方法支撑。 展开更多
关键词 矿井涌水量 灰色系统模型 残差修正 精度控制 水文地质预测
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基于PSO-BP神经网络矿井涌水量预测模型
7
作者 李启兴 张宇 +1 位作者 乔秀杰 闫国成 《煤》 2026年第1期94-99,共6页
矿井涌水量的准确预测对矿山建设及煤层安全高效回采意义重大。文章以某华北型煤田煤矿为研究对象,该矿主要受石炭-二叠系砂岩裂隙含水层影响。研究采用时间序列分析方法、BP和PSO-BP神经网络模型构建多模型预测体系。通过聚类分析发现... 矿井涌水量的准确预测对矿山建设及煤层安全高效回采意义重大。文章以某华北型煤田煤矿为研究对象,该矿主要受石炭-二叠系砂岩裂隙含水层影响。研究采用时间序列分析方法、BP和PSO-BP神经网络模型构建多模型预测体系。通过聚类分析发现,该矿涌水量受季节性影响小,进而将其视为整体研究。时间序列模型预测结果表明,该模型有一定预测能力,但存在弊端。引入PSO-BP方法优化模型,对比BP神经网络等模型,结果显示PSO-BP神经网络预测模型准确性最高(R^(2)=0.9924,RMSE值为0.08219),为矿井涌水量精准预测、灾害预警及煤矿安全生产提供了有效方法和理论支撑。 展开更多
关键词 涌水量预测 时间序列模型 PSO-BP
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马鞭山铁矿涌水量预测及来源分析
8
作者 刘建刚 徐阿猛 王禹鹏 《黑龙江科技大学学报》 2025年第5期724-730,共7页
为准确预测矿坑涌水量,防止矿坑突水等事故的发生,以安徽庐江马鞭山铁矿为研究对象,采用解析法和数值法预测马鞭山铁矿-530和-700 m中段同样开采水平下的涌水量,并与开采过程中的实际涌水量进行对比。结果表明:解析法和数值法预测马鞭... 为准确预测矿坑涌水量,防止矿坑突水等事故的发生,以安徽庐江马鞭山铁矿为研究对象,采用解析法和数值法预测马鞭山铁矿-530和-700 m中段同样开采水平下的涌水量,并与开采过程中的实际涌水量进行对比。结果表明:解析法和数值法预测马鞭山铁矿-530和-700 m中段同一开采水平下的涌水量分别为10632、61210、17395和76530 m 3/d,数值法对水文地质复杂矿区的预测结果更接近实际涌水量;该矿区矿坑涌水量主要来自东部和北部的侧向补给,东部侧向补给最多,两者之和约占总涌水量4/5,东、北部为矿区主要进水通道。 展开更多
关键词 矿坑涌水量 涌水来源 解析法 数值法
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七台河慧泉五井矿井涌水量预测与资源化利用
9
作者 张力春 《工程建设与设计》 2025年第12期19-21,共3页
通过分析矿区水文地质条件、矿区生产方式及规划情况,建立水文地质概念模型,通过大井法、集水廊道法及类比分析法,对慧泉五井矿井涌水量进行预测与评价。结果表明,3种方法预测结果相近,矿井涌水量可以作为资源化利用规划的基础。
关键词 矿井涌水量 预测 解析法 资源化利用
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离子吸附型中重稀土矿靶区圈定技术与方法 被引量：1
10
作者 陈永琳 李学彪 +5 位作者 黄长帅 付伟 庾慧敏 王爱林 徐文杰 卢见昆 《矿产与地质》 2025年第4期765-782,共18页
离子吸附型中重稀土矿床的母岩通常是一类较酸性、过铝质高分异的S型或A型花岗岩类岩石,具有低磷、低钛,富Rb、Th和亏Zr、Sr、Ba等岩石地球化学特征。依据稀土萃取分离三分分类法,利用成矿母岩的(M+H)/L比值,将离子吸附型稀土矿成矿母... 离子吸附型中重稀土矿床的母岩通常是一类较酸性、过铝质高分异的S型或A型花岗岩类岩石,具有低磷、低钛,富Rb、Th和亏Zr、Sr、Ba等岩石地球化学特征。依据稀土萃取分离三分分类法,利用成矿母岩的(M+H)/L比值,将离子吸附型稀土矿成矿母岩配分类型划分三类:轻稀土型母岩((M+H)/L<0.5)、潜在中重稀土型母岩(0.5≤(M+H)/L<1.0)和中重稀土型母岩((M+H)/L≥1.0)。通常情况下,潜在中重稀土型母岩风化壳具有“上轻下中重”配分模式;中重稀土型母岩风化壳则是“全部中重稀土”配分模式。基于该规律提出一种快速寻找中重稀土找矿远景区及靶区圈定与预测方法技术,即基于便携式XRF技术+稀土野外快速分析,构建了一种野外快速筛选含矿风化壳与评价稀土矿类型的方法。实践表明该方法为一套高效便捷圈定离子吸附型中重稀土矿靶区的技术与方法体系,能有效识别干扰因素、预测稀土总量和判断稀土矿配分类型,并具有快速、高效、准确,易操作的特点,有利于地勘单位广泛推广使用。 展开更多
关键词 中重稀土 离子吸附型 技术与方法 靶区
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基于矩估计理论的滨海金矿涌水风险GRA-VIKOR评价模型 被引量：2
11
作者 向韫 曹明 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第2期146-154,共9页
针对滨海金矿涌水风险具有随机性和模糊性的特点以及评价指标之间复杂的关联性问题,为使滨海金矿涌水风险评估更科学,建立了基于矩估计理论的滨海金矿涌水风险GRA-VIKOR评价模型。首先,从工程地质和水文地质2个方面,选取10个典型影响因... 针对滨海金矿涌水风险具有随机性和模糊性的特点以及评价指标之间复杂的关联性问题,为使滨海金矿涌水风险评估更科学,建立了基于矩估计理论的滨海金矿涌水风险GRA-VIKOR评价模型。首先,从工程地质和水文地质2个方面,选取10个典型影响因素,构建了评价指标体系;其次,采用区间层次分析法(IAHP)、序关系分析法(G1)、熵权法(EM)和改进相关性法(ICRITIC)4种单一赋权法计算指标主、客观权重,基于矩估计理论,改进主、客观权重集成优化方法;根据GRA-VIKOR原理,通过计算综合评价值,分析判定涌水风险状态;最后,将该模型应用到山东省某金矿9个中段涌水风险评估中,确定各中段涌水风险等级和排序。结果表明,该模型评价结果准确合理,符合实际,可为滨海金矿涌水风险评估工作提供参考。 展开更多
关键词 滨海金矿 涌水风险 矩估计理论 灰色关联法 多准则妥协解排序法
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我国西部矿井涌水分布特征及充水模式研究
12
作者 杨建 蒲悦 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S2期300-309,共10页
我国能源禀赋特征决定了煤炭是未来长期稳定的主体能源,随着东部煤炭资源的枯竭,西北赋煤区已成为煤炭资源开发的核心区域。随着近30 a来西部矿区持续深入的地质水文地质勘探、井下采掘揭露,发现不同矿区/矿井地层结构、水文地质条件差... 我国能源禀赋特征决定了煤炭是未来长期稳定的主体能源,随着东部煤炭资源的枯竭,西北赋煤区已成为煤炭资源开发的核心区域。随着近30 a来西部矿区持续深入的地质水文地质勘探、井下采掘揭露,发现不同矿区/矿井地层结构、水文地质条件差异极大,导致矿井涌水量也存在非常大的差异,在对西部主要煤炭基地矿井涌水量进行分析的基础上,结合矿区地质水文地质条件,提出开采扰动下顶板/底板含水层充水模式。蒙东煤炭基地主采白垩系煤炭资源,煤系及其顶板地层成岩较差,含水层孔隙率较大,为地下水的储存、运移提供了良好的条件,蒙东基地的平均富水系数最大(2.09 m^(3)/t),总涌水量也最大(5.54×10^(8)m^(3)/a);其他煤炭基地主采侏罗系煤炭资源,平均富水系数都在0.60 m^(3)/t左右(除了黄陇基地陕西部分,平均富水系数为1.85 m^(3)/t)。蒙东基地的DM、ZNH、YBS等煤矿紧邻大型河流,煤矿涌水量均大于4000 m^(3)/h;陕北基地的JJ煤矿煤层埋藏浅,第四系风积沙层厚度大、富水性强,煤炭开采导水裂隙带沟通第四系含水层,矿井涌水量>3000 m^(3)/h,高峰期甚至超过6000 m^(3)/h;陕北基地的NTT、XW等煤矿受到烧变岩含水层影响,矿井涌水量达到1000 m^(3)/h左右;蒙陕接壤区地表为毛乌素沙漠,第四系和白垩系地层厚度大(超过400 m),持续补给基岩含水层形成了多层叠加复合含水层结构,矿井涌水量>1500 m^(3)/h;黄陇基地(彬长矿区)河流切割白垩系基岩,白垩系含水层厚度大(500~700 m),形成了一个“海绵型”巨厚含水层,导水裂隙带发育沟通白垩系含水层中下段,区内GJP煤矿涌水量超过7000 m^(3)/h;榆横北区煤层裂隙较发育,煤层含水层赋存范围广,煤层水的静储量大,矿井涌水量>1000 m^(3)/h。在分析西部矿区地质水文地质条件、开采扰动对矿井涌水量差异性影响的基础上,总结出常规的煤层顶底板含水层充水模式,提出了“强补径型”浅埋含水层充水模式、“海绵型”厚层含水层充水模式及煤层含水层充水模式。研究结果可为蒙东、蒙西、陕北、黄陇等西部煤炭基地地下水资源主动保护、矿井水协调利用提供科学依据。 展开更多
关键词 西部矿区 地下水资源 充水模式 富水性 水文地质条件
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煤层顶板含水层疏放水井孔工程优化解析模型推导及应用 被引量：1
13
作者 周振方 《煤矿安全》 北大核心 2025年第3期188-196,共9页
煤层开采前超前实施探放水工程是消除顶板水害威胁的一项有效手段。选取宁东鸳鸯湖矿区延安组2煤典型工作面为研究对象,以地下水动力学“点源线汇”理论为基础,通过顶板水疏放问题概化和理论模型推导,建立了煤层顶板砂岩含水层单一倾斜... 煤层开采前超前实施探放水工程是消除顶板水害威胁的一项有效手段。选取宁东鸳鸯湖矿区延安组2煤典型工作面为研究对象,以地下水动力学“点源线汇”理论为基础,通过顶板水疏放问题概化和理论模型推导,建立了煤层顶板砂岩含水层单一倾斜钻孔疏放水稳定井流计算解析式;根据地下水“映射井”原理,推导了顶、底有界含水层疏放水过程任意1点降深计算的井流解析模型;根据地下水“辐射井”井流原理,提出了疏放水“辐射井”分支钻孔数量优化确定方法;融合“干扰井”井流叠加计算原理和有限厚含水层中的不完整井稳定流计算公式,进一步推导出“井群”叠加放水效应影响下空间任1点降深计算解析式;通过构建钻场间距优化计算解析模型,开展了不同采宽条件下钻场间距适配试算,确定了研究区疏放水钻场间距与工作面采宽之间的数学关系式,综合提出疏放水井孔工程优化确定方法;在宁东鸳鸯湖矿区典型案例工作面进行了应用,优化确定了工作面顶板疏放水区段、疏放水钻场间距以及疏放水钻孔施工参数。应用结果表明:通过工作面开采防治水综合效果检验,疏放水工程量和时效性较传统采前顶板水疏放模式实现了较大程度的优化。 展开更多
关键词 顶板水害 砂岩含水层 钻孔疏放水 井流计算 解析模型
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特厚煤层采动应力下覆岩渗透性演化规律研究
14
作者 庄榕炜 陈涛涛 +4 位作者 杨东辉 何立洋 李锋 宋昭豪 高瑞 《山西大同大学学报(自然科学版)》 2025年第5期65-72,共8页
为了研究特厚煤层综放开采覆岩渗透性演化规律,基于流固耦合理论利用COMSOL软件进行了塔山煤矿3-5#煤层开采的数值模拟,研究了综放工作面在不同推进距离下的覆岩应力场和渗透性变化情况。结果表明:随着工作面的推进,应力集中现象变得更... 为了研究特厚煤层综放开采覆岩渗透性演化规律,基于流固耦合理论利用COMSOL软件进行了塔山煤矿3-5#煤层开采的数值模拟,研究了综放工作面在不同推进距离下的覆岩应力场和渗透性变化情况。结果表明:随着工作面的推进,应力集中现象变得更加明显,但距离工作面越远,应力值越小,最终稳定在10 MPa;推进距离在0~40 m范围内,渗透率曲线与应力曲线呈负相关;随着推进距离的增加,受采动应力影响,渗流导水通道出现局部截断,导致该区域的渗透率值有所下降;当推进距离为25 m且距顶板高30 m时渗透率达到最小值,为1.4486×10-13 m^(2);工作面推进距离在0~30 m范围内,渗透率最小值超前于应力最大值出现,超前距离为5 m;模型渗透系数范围为0.457×10^(-7)~0.3105×10^(-6)m/s,在实际地质状况范围之内;通过现场实践表明,数值模拟电阻率最大值为769Ω·m,电阻率最小值为346Ω·m,电阻率实际范围为200~1750Ω·m,同样在合理范围之内。 展开更多
关键词 透水事故 COMSOL 流固耦合 综放开采 渗透系数
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基于大井法和GM(1,1)-Markov模型的河池某锡锌矿涌水量预测对比分析 被引量：1
15
作者 石树静 李健伟 +3 位作者 冯俊海 黄春阳 覃佳肖 张勤军 《矿产与地质》 2025年第4期823-835,871,共14页
矿坑涌水是威胁矿区安全生产的重要因素,如何精确预测矿坑涌水量具有重要意义。以河池某锡锌矿区为研究对象,在分析矿区水文地质条件的基础上,运用大井法和GM(1,1)-Markov模型进行矿坑涌水量双重预测对比分析。预测结果表明:大井法预测... 矿坑涌水是威胁矿区安全生产的重要因素,如何精确预测矿坑涌水量具有重要意义。以河池某锡锌矿区为研究对象,在分析矿区水文地质条件的基础上,运用大井法和GM(1,1)-Markov模型进行矿坑涌水量双重预测对比分析。预测结果表明:大井法预测计算的相对残差范围为-13.09%~14.45%,平均相对残差为8.25%。基于GM(1,1)-Markov矿坑涌水量预测模型的预测值与实际值的平均残差为3.83%,相较于大井法平均相对残差降低了4.42%。此外,该模型可以消除传统模型固有偏差和数据随机波动对预测结果的影响,具有较高的预测精度。相关研究成果可为矿山涌水量预测提供一定的依据。 展开更多
关键词 矿坑涌水量 大井法 GM(1 1)-Markov模型 预测
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刚波夫主矿体水文地质条件及矿坑涌水量研究 被引量：3
16
作者 李冲 王科学 +2 位作者 高嵛飞 郑斌 周喻 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第4期164-171,共8页
为准确预测刚波夫主矿体露天矿揭露含水层后的矿坑涌水量,结合矿山已有水文地质资料开展矿山现场抽水试验,基于大井法中的承压转无压公式计算了矿山不同开采年份的矿坑涌水量。依据现场水文地质资料和抽水试验结果,将主矿体分为强富水区... 为准确预测刚波夫主矿体露天矿揭露含水层后的矿坑涌水量,结合矿山已有水文地质资料开展矿山现场抽水试验,基于大井法中的承压转无压公式计算了矿山不同开采年份的矿坑涌水量。依据现场水文地质资料和抽水试验结果,将主矿体分为强富水区(Ⅰ)、中等富水区(Ⅱ)和隔水层(Ⅲ);矿坑在生产第3年推采至1 300 m水平时,地下涌水量最小;在生产第6年推采至1 270 m水平时,地下涌水量达到最大值;结合正常雨季和暴雨季降雨量,计算矿坑总涌水量分别可以达到23 152 m^(3)/d和46 552 m^(3)/d。研究结果可为该矿山后续的防排水方案制定提供重要的数据支撑。 展开更多
关键词 露天矿山 地下涌水量 水文地质 大井法
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基于自适应二次分解与BiLSTM-Transformer的矿井涌水量预测方法研究
17
作者 何维胜 《煤炭工程》 北大核心 2025年第12期186-193,共8页
矿井涌水量的精准预测对于矿山安全生产与水害防控至关重要。传统预测方法受限于模型假设条件及参数敏感性,难以满足工程对预测精度的高要求。基于此,提出了一种基于改进完全自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)-变分模态分解(VMD)的... 矿井涌水量的精准预测对于矿山安全生产与水害防控至关重要。传统预测方法受限于模型假设条件及参数敏感性,难以满足工程对预测精度的高要求。基于此,提出了一种基于改进完全自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)-变分模态分解(VMD)的二次分解技术,并结合双向长短期记忆网络(BiLSTM)与Transformer的矿井涌水量预测新方法。首先通过ICEEMDAN将原始涌水量信号分解为若干固有模态函数(IMFs);接着引入麻雀搜索算法(SSA)对变分模态分解(VMD)的关键参数进行优化,对信号实施二次分解以完成多尺度特征提取。随后通过BiLSTM捕捉时序数据的短期与长期依赖特征,结合Transformer自注意力机制强化全局特征关联建模。实验结果表明,该方法在预测精度与鲁棒性方面均显著优于传统预测方法,为矿井涌水量监测及预警提供了全新的技术路径。 展开更多
关键词 涌水量预测 二次分解 BiLSTM 麻雀搜索算法 多尺度特征提取 ICEEMDAN
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深埋薄基岩覆岩水渗流规律
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作者 胡皓宇 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期403-410,共8页
为合理利用深埋覆岩水资源,采用相似模拟、数值模拟等方法,研究深埋薄基岩厚冲积层开采过程中覆岩水运移规律。研究结果表明:覆岩完整性和连通性的变化会导致覆岩水渗流通道发生变化。煤层开挖过程中,薄基岩塑性区呈梯形分布,垂向裂隙... 为合理利用深埋覆岩水资源,采用相似模拟、数值模拟等方法,研究深埋薄基岩厚冲积层开采过程中覆岩水运移规律。研究结果表明:覆岩完整性和连通性的变化会导致覆岩水渗流通道发生变化。煤层开挖过程中,薄基岩塑性区呈梯形分布,垂向裂隙分布多且分散,是第1含水层水快速下渗的主要通道。冲积层形成拱形离层裂隙区,连通性好且范围广,是第2含水层水下渗的主要路径。随着开采距离的增大,塑性区和离层裂隙区向上发育扩展,影响覆岩水运移,导致覆岩水压力快速下降,流速和流量增加。靠近工作面一侧的裂隙通道形成后,该区域渗流速度较快,渗透量大,易发生突水。研究结论为明确覆岩水在复杂岩层中的传播规律提供参考。 展开更多
关键词 深埋薄基岩 厚冲积层 覆岩水 渗透通道 运移路径 离层裂隙区
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边界条件和参数非均质性对矿区涌水量模拟预测的影响
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作者 吉强 吴镇江 姚莹莹 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第7期46-57,共12页
【背景】准确预测煤矿涌水量是实现矿井安全开采的重要基础。三维地下水数值模型可用于刻画矿区水文地质条件、模拟涌水动态过程,为科学预测开采涌水量提供了理论依据。然而,目前对于地表水-地下水交互的边界条件和含水层渗透系数非均... 【背景】准确预测煤矿涌水量是实现矿井安全开采的重要基础。三维地下水数值模型可用于刻画矿区水文地质条件、模拟涌水动态过程,为科学预测开采涌水量提供了理论依据。然而,目前对于地表水-地下水交互的边界条件和含水层渗透系数非均质性对煤矿开采过程中的涌水量模拟预测的影响程度尚不清楚。【方法】选取典型煤矿作为研究对象,首先构建三维非稳态地下水数值模型,通过开展多情景模拟试验,定量分析降雨入渗补给、非饱和带入渗过程及河流边界设置对模拟的影响,然后通过地质统计学方法构建三维非均质渗透系数场,探讨参数异质性的影响。【结果和结论】在初始模型基础上,仅考虑降雨入渗补给的非均质性时,矿区平均涌水量降低25.48%,加上非饱和带垂向动力波入渗的影响后,矿区平均涌水量对比初始模型上升18.68%,且涌水量更易呈现周期性波动;当考虑河道与隔水层通过构造破碎带连通时,工作面平均涌水量对比初始模型上升7.51%,且涌水量增长趋势更快;当渗透系数非均质性升高时,涌水量加速增长,同时工作面平均涌水量占矿区平均涌水量的比例逐渐增加到85%~88%,导致矿区集中化涌水,而极端非均质性则使涌水趋于分散,随机非均质渗透系数分布对比均质概化参数,涌水增长趋势更加平缓。所有情景中,考虑河道位于潜水含水层的情景对涌水量影响最小,而河道穿过局部破碎的隔水层、低非均质性参数和考虑非饱和带垂向入渗过程等情景,涌水量与初始模型存在更大差异。研究成果为精准模拟复杂情况下矿区开采时地下水动态变化提供了参考。 展开更多
关键词 煤矿涌水 数值模拟 边界条件 非均质性 影响规律 MODFLOW
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煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅳ：基于GIS的AHP型脆弱性指数法应用 被引量：101
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作者 武强 王金华 +2 位作者 刘东海 崔芳鹏 刘守强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期233-238,共6页
为解决煤层底板突水预测预报评价难题,在煤层底板突水主控指标体系和脆弱性指数法提出的基础上,以开滦东欢坨矿北部采区煤层底板突水为研究对象,应用新提出的基于GIS的ANN型脆弱性指数法,在详细分析矿区水文地质条件和底板突水规律基础... 为解决煤层底板突水预测预报评价难题,在煤层底板突水主控指标体系和脆弱性指数法提出的基础上,以开滦东欢坨矿北部采区煤层底板突水为研究对象,应用新提出的基于GIS的ANN型脆弱性指数法,在详细分析矿区水文地质条件和底板突水规律基础上,确定了6个影响煤层底板突水的主控因素;应用GIS强大的数据管理和空间分析功能,建立了煤层底板突水6个主控因素的子专题图和复合叠加图;应用AHP方法确定了各主控因素在突水过程中的权重贡献,建立了基于GIS的AHP型煤层底板突水脆弱性评价模型.根据计算所得的突水脆弱性指数统计直方图,分析确定了底板突水脆弱性分区阈值,最终提出煤层底板突水脆弱性区划方案. 展开更多
关键词 煤层底板突水 脆弱性指数法 GIS AHP
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