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基于陡帮开采的露天煤矿减损开采技术
1
作者 常治国 马龙 +4 位作者 马力 靳新宇 张奇峰 李学斌 雷尧 《西安科技大学学报》 北大核心 2026年第1期92-102,161,共12页
露天煤矿开采扰动造成土地压占和破坏,原本脆弱的矿区生态系统面临更大挑战,开展干旱区露天煤矿减损开采研究是煤炭绿色发展的必然要求。基于陡帮开采的内涵与节地减损的目标,阐述露天矿开采扰动影响特征,探究采场帮坡角度对土地破坏面... 露天煤矿开采扰动造成土地压占和破坏,原本脆弱的矿区生态系统面临更大挑战,开展干旱区露天煤矿减损开采研究是煤炭绿色发展的必然要求。基于陡帮开采的内涵与节地减损的目标,阐述露天矿开采扰动影响特征,探究采场帮坡角度对土地破坏面积的影响,构建基于陡帮开采的减损开采技术理论模型,并以红沙泉露天煤矿为背景,基于减损开采技术优化端帮边坡参数,提出具体的工作帮组合台阶方案及角度优化措施,分析减损开采技术与土地节省的关系。结果表明:工作帮坡角与端帮边坡角对土地破坏面积的影响呈负相关关系,土地破坏面积随着帮坡角的增大而减少,随工作线长度的增大而增加;在西端帮减损开采方案下,边坡角度由23°提升至36°,年均增加内排空间4.5×10^(5) m^(3),年均减少排土场压占面积1182.7 m^(2);优化后的工作帮最佳帮坡角应为13°,可减少的地表土地破坏面积为6.8×10^(5) m^(2)。端帮减损开采技术与工作帮减损开采技术组合可实现从开采源头降低土地破坏和生态损伤的目标。 展开更多
关键词 陡帮开采 减损开采 开采扰动 土地破坏 边坡角
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我国放顶煤开采技术高质量发展路径探讨
2
作者 王家臣 张锦旺 +2 位作者 侯志远 程东亮 樊旋 《煤炭技术》 2026年第1期1-14,共14页
我国能源结构的深入调整对煤炭行业的高质量发展提出了新要求。放顶煤开采技术作为厚煤层开采的主要方法之一,也不断完成技术突破,逐步向高质量发展迈进。本文系统地分析了放顶煤开采技术40余年来的发展历程、技术现状及目前面临的挑战... 我国能源结构的深入调整对煤炭行业的高质量发展提出了新要求。放顶煤开采技术作为厚煤层开采的主要方法之一,也不断完成技术突破,逐步向高质量发展迈进。本文系统地分析了放顶煤开采技术40余年来的发展历程、技术现状及目前面临的挑战。结合新时期下煤炭能源发展的新形势,从系统高可靠、安全零事故、智能集约化、资源高回收、绿色可持续开采5个方面阐述了放顶煤开采高质量发展内涵与要求。提出了未来放顶煤技术高质量发展攻关方向,包括智能放煤、全程放煤、无煤柱开采、采空区处理矸石、覆岩协同控制、卸压开采、限厚开采等技术方向,并探讨了放顶煤合理开采厚度确定的主要原则,为放顶煤开采技术的高质量发展提供了参考。 展开更多
关键词 放顶煤开采 高质量发展 智能放煤 端头放煤 无煤柱开采
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煤矿大倾角工作面安全高效开采技术的运用
3
作者 郭庆春 《科技创新与应用》 2026年第2期161-164,共4页
该文以高家梁煤矿为例,对煤矿大倾角工作面的安全高效开采技术展开探析。首先分析工程概况,并采用模拟分析的方法,对大倾角工作面采场覆岩活动规律展开探讨,分析开采深度为不同时,采场覆岩移动特征变化,并对工作面倾斜方向的采场覆岩活... 该文以高家梁煤矿为例,对煤矿大倾角工作面的安全高效开采技术展开探析。首先分析工程概况,并采用模拟分析的方法,对大倾角工作面采场覆岩活动规律展开探讨,分析开采深度为不同时,采场覆岩移动特征变化,并对工作面倾斜方向的采场覆岩活动规律进行总结。然后搭建大倾角工作面安全高效开采技术体系,依次介绍大倾角工作面稳定性控制技术、防片帮冒顶控制技术、安全高效过断层技术的具体应用方法。最后通过矿压实测,判断此技术体系的应用效果。结果表明,该文所提出的开采技术体系,可有效防范大倾角工作面开采作业安全事故,能够保障开采作业安全、高效、科学推进。 展开更多
关键词 煤矿大倾角工作面 安全开采 开采技术 模拟分析 开采深度
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适用于存量垃圾开采再利用工程的大直径旋挖取样和筛分试验方法
4
作者 詹良通 章梓汀 +2 位作者 李鹤 兰吉武 陈云敏 《岩土工程学报》 北大核心 2026年第1期24-32,共9页
为实现土地再利用、彻底清除污染源、填补冗余焚烧处理能力,近年来大量生活垃圾填埋场开始进行开采治理,填埋垃圾各类物料的质量占比是开采治理工程的关键参数。结合深圳市某填埋场,采用小钻孔勘探填埋物分布、大直径旋挖钻原位测试密... 为实现土地再利用、彻底清除污染源、填补冗余焚烧处理能力,近年来大量生活垃圾填埋场开始进行开采治理,填埋垃圾各类物料的质量占比是开采治理工程的关键参数。结合深圳市某填埋场,采用小钻孔勘探填埋物分布、大直径旋挖钻原位测试密度与取样、筛分试验确定筛分物料质量占比,对比分析了大直径旋挖钻与传统小钻孔取得试样的外观形态、物理组分、含水率、颗粒级配和重度等特性,最终提出了一套适用于存量垃圾开采再利用工程、能准确评估填埋垃圾存量与生活垃圾各类筛分物料量的垃圾堆体调查方法。结果表明:大直径旋挖钻取得的试样更能代表填埋垃圾的特征,对比旋挖钻,小钻孔试样中的粗粒料偏小约15%,细粒料和轻质料分别偏大2.6%~13.7%和3.2%~21.9%;随着埋深增大,旋挖钻试样的特征粒径逐渐减小,降解后的小颗粒主要集中在0.075~2 mm粒径组,质量占比增加了7.6%;采用旋挖钻测试得到的垃圾原位重度随埋深从6.09 kN/m3增加至12.53 kN/m3,小钻孔的取样测试结果偏大10.7%~37.6%,两种方法差值随埋深逐渐变小。基于试验结果对深圳某填埋场垃圾存量和各类筛分物料量进行了计算,对比旋挖钻,小钻孔计算误差约为40.5%~128.6%。 展开更多
关键词 填埋场 开采 筛分再利用治理 旋挖钻 筛分
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厚煤层充填开采覆岩动态演化过程与煤基固废注浆充填实践
5
作者 杨科 冯小伍 +6 位作者 何祥 韩磊 马国军 赵新元 张继强 于祥 刘振 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期84-99,共16页
厚煤层开采过程中,上覆岩层在采动应力作用下发生由局部变形到整体破坏的渐进式动态演化,形成原位采空区、低位垮落带、高位离层区等地下空间,引发岩层移动、地表沉陷等地质问题。同时,煤炭开采利用产生的煤基固废堆存不仅占用土地,还... 厚煤层开采过程中,上覆岩层在采动应力作用下发生由局部变形到整体破坏的渐进式动态演化,形成原位采空区、低位垮落带、高位离层区等地下空间,引发岩层移动、地表沉陷等地质问题。同时,煤炭开采利用产生的煤基固废堆存不仅占用土地,还存在环境污染风险,其处置需求与煤层开采覆岩运移形成的关键空间具有高度适配性。因此,基于厚煤层开采覆岩空间的动态演化过程,揭示了初始采动、采动发展、采动稳定三阶段的特征差异。通过分析内在属性与外在因素对覆岩演化的控制机理,明确了覆岩关键空间的形成机制与分布规律,并提出了原位采空区注浆、低位垮落带注浆、高位离层注浆的差异化工艺,进而构建了“下承-中固-上控”的多层位协同注浆充填体系。开展物理相似模拟试验对覆岩关键空间动态演化及注浆充填效果进行研究,复现覆岩动态演化过程中的垮落、裂隙发育及离层形成过程,量化分析原位采空区注浆、低位垮落带注浆、高位离层注浆对覆岩移动的控制效果,为理论分析结论与技术参数优化提供了试验依据。在工程应用方面,豹子沟煤矿采空区注浆、任家庄煤矿垮落带注浆及霍尔辛赫煤矿离层注浆实践均实现了煤基固废的规模化处置,验证了注浆充填技术体系在不同地质条件下的适配性,实现了提升覆岩稳定性和有效控制地表沉陷的效果,为厚煤层绿色开采提供了可推广的实践范例。本研究成果通过理论-试验-实践的闭环验证,厘清了厚煤层开采覆岩演化与注浆充填的内在关联,构建了厚煤层开采多层位协同控制技术体系,为厚煤层开采覆岩灾害防治及煤基固废资源化利用提供了支撑与技术范式。 展开更多
关键词 厚煤层开采 固废处置 注浆充填 相似模拟 工程应用
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城镇建(构)筑物下充填开采技术及合理工艺设计
6
作者 张洋 周雨顺 +3 位作者 王方田 鲁岩 郝文华 王旭 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期22-30,85,共10页
目的 针对煤炭开采面临的建(构)筑物下大量压煤限制矿井可持续发展的难题,以城郊煤矿为试验矿井,开展城镇建(构)筑物下压煤合理充填开采技术与工艺研究。方法 采用工程类比、方案对比、理论计算等方法,基于建(构)筑物充填开采方法选取... 目的 针对煤炭开采面临的建(构)筑物下大量压煤限制矿井可持续发展的难题,以城郊煤矿为试验矿井,开展城镇建(构)筑物下压煤合理充填开采技术与工艺研究。方法 采用工程类比、方案对比、理论计算等方法,基于建(构)筑物充填开采方法选取需要满足不允许地表塌陷要求的原则,提出综采胶结膏体充填、新型固体充填、超高水充填材料充填和覆岩隔离注浆充填4种建(构)筑物下压煤开采方案。分析不同充填开采方案的采场岩层控制效果,确定最优充填开采方案为综采胶结膏体充填开采。依据煤层厚度确定支架高度,从抵抗膏体侧向力、充填面顶板下沉量控制需要2方面确定支架工作阻力。设计综采胶结膏体充填开采方法,通过优化“隔离-充填-采煤”协同工艺,解决采充干扰问题。根据充填体在凝固阶段、采煤阶段的作用,确定早期强度,确定充填体强度稳定安全系数,得出充填体后期强度,进行膏体充填材料配比试验和力学性能测试。结果 膏体充填支架最小结构高度为2.0 m,最大结构高度为3.8 m,支架伸缩比为1.9,支架工作阻力大于8 250 kN,凝固阶段膏体充填体强度不小于0.06 MPa,采煤阶段膏体充填体强度不小于0.16 MPa,充填体强度稳定安全系数取2.5,得出膏体充填体凝固28 d单轴抗压强度不小于2.97 MPa,确定了经济且满足强度要求的粉煤灰膏体和矸石粉煤灰膏体配比。结论 城镇下压煤合理充填开采技术及工艺设计在城郊煤矿的实践可为国内类似矿井提供有益借鉴。 展开更多
关键词 “三下”采煤 充填开采 充填工艺设计 城镇下压煤 充填方案
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气煤交叉开采三维可视化及风险预警研究
7
作者 王文 周青山 +4 位作者 芦晓伟 郭润生 曹海波 张通 无 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期86-94,共9页
目的为实时预警叠置区域内煤气开采潜在的风险,保障煤气交叉开采安全。以鄂尔多斯盆地内大牛地气田与呼吉尔特矿区某煤矿为工程背景,研究采动影响下天然气井受力变形特征与易破坏位置。方法建立天然气井安全避让距离控制预测方法,采用3d... 目的为实时预警叠置区域内煤气开采潜在的风险,保障煤气交叉开采安全。以鄂尔多斯盆地内大牛地气田与呼吉尔特矿区某煤矿为工程背景,研究采动影响下天然气井受力变形特征与易破坏位置。方法建立天然气井安全避让距离控制预测方法,采用3ds Max数字建模、Unity3D引擎和C#语言结合,开发煤气模型三维联动显示、交叉区域风险预警的三维可视化与风险预警平台,并开发六大功能模块。结果结果表明:以数字模型和场景搭建为基础,实现基于虚实映射的三维模型可视化,为预警平台设计开发奠定坚实基础;结合现场监测数据,提取分析采动影响下覆岩移动地表沉降对上覆油气管道变形影响,构建区域内地表下沉等值线分区的三维可视化;基于天然气井安全避让距离控制预测方法,实现天然气井与采煤工作面间的可视化实时风险预警;基于GNSS监测技术建立地表沉降监测、管道变形监测和天然气井安全避让距离监测相结合的综合风险预测预警平台。结论基于可视化平台实现气煤叠置区三维显示、数据监测和实时风险预警,可为气煤叠置区煤气协调开采提供参考,为煤气叠置区灾害防控提供依据。 展开更多
关键词 三维可视化 煤气协调开采 UNITY3D 安全避让距离 实时预警
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注浆钢管墩柱承载性能与综放开采切顶留巷应用研究
8
作者 李怀珍 李家豪 +2 位作者 袁瑞甫 穆棒棒 解帅帅 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期129-139,共11页
目的采用不同形式充填体进行巷旁支护存在运输量大、工艺复杂、初强低和成本高等问题,因此亟需研发一种高强、高刚、轻型模块化巷旁支护结构。方法采用理论分析、室内试验、数值计算和工程应用等方法开展研究,选取长500 mm,φ159 mm的... 目的采用不同形式充填体进行巷旁支护存在运输量大、工艺复杂、初强低和成本高等问题,因此亟需研发一种高强、高刚、轻型模块化巷旁支护结构。方法采用理论分析、室内试验、数值计算和工程应用等方法开展研究,选取长500 mm,φ159 mm的钢管墩柱,采用不同壁厚和不同水灰比注浆进行轴心加载试验和数值计算,明确影响注浆钢管墩柱承载性能的敏感因素和合理参数。对外形结构进行设计并加工长1200 mm,φ159 mm的钢管墩柱,注入水灰比0.4的浆液进行轴向加载试验和数值计算。结合某综放工作面切顶留巷,通过极限平衡法和数值计算,分析现场用墩柱(长3000 mm、外径299 mm、壁厚8 mm、水灰比0.4)的承载性能。结果结果表明,钢管壁厚为8 mm、水灰比为0.4时钢管墩柱具有相对理想的极限承载力。工程现场注浆钢管墩柱轴向极限承载力超过4800 kN,与理论预测高度吻合。结论注浆钢管墩柱通过优化钢管壁厚与浆液配比,具备较高承载能力,简化了施工流程,降低了设备需求与材料成本。工程实践表明,采用注浆钢管墩柱进行综放开采切顶留巷巷旁支护,巷道稳定后的顶底板最大移近量为78 cm,巷帮最大移近量为95 cm,巷道收缩率满足工程要求。 展开更多
关键词 沿空留巷 注浆钢管墩柱 承载性能 综放开采 工程应用
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原地浸出采铜技术进展及其在我国铜矿开采中的应用分析
9
作者 廖文胜 王立民 +1 位作者 原渊 杜志明 《矿冶》 2026年第1期101-108,共8页
原地浸出开采技术已成为铀矿开采的主流工艺,并在铜、金、稀土等金属资源开发中逐步推广。本文系统梳理了铜矿原地浸出技术的工业应用现状与研究进展,总结了适宜该工艺的矿床地质与水文地质特征及其基本条件要求。在此基础上,结合我国... 原地浸出开采技术已成为铀矿开采的主流工艺,并在铜、金、稀土等金属资源开发中逐步推广。本文系统梳理了铜矿原地浸出技术的工业应用现状与研究进展,总结了适宜该工艺的矿床地质与水文地质特征及其基本条件要求。在此基础上,结合我国铜矿资源普遍具有低品位、中小型、氧化矿占比高等特点,分析了原地浸出技术在我国的应用潜力与发展方向,以期为推动我国难处理、难利用铜矿资源的高效绿色开发提供参考。 展开更多
关键词 原地浸出 铜矿开采 技术进展 矿床特征
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我国近距离煤层群开采研究进展与展望
10
作者 康钦容 任渝陵 +3 位作者 张延良 邓荣斌 张卫中 姜永东 《煤炭技术》 2026年第1期74-79,共6页
近距离煤层群安全开采是煤炭高效开发的重要方向,面临地质条件复杂、层间作用显著等挑战。归纳分析了近距离煤层群开采方式方法、煤柱留设、巷道布置和支护技术的研究成果,指出当前存在上行开采机理不明确、复杂地质参数优化不足及支护... 近距离煤层群安全开采是煤炭高效开发的重要方向,面临地质条件复杂、层间作用显著等挑战。归纳分析了近距离煤层群开采方式方法、煤柱留设、巷道布置和支护技术的研究成果,指出当前存在上行开采机理不明确、复杂地质参数优化不足及支护协同机制薄弱等理论瓶颈。未来,需深化上覆关键层失稳机制、大倾角煤柱应力调控及支护协同机理研究,构建安全开采理论体系。研究成果为近距离煤层群安全高效开采,提供系统的理论框架和技术路径。 展开更多
关键词 近距离煤层 开采方式 巷道合理布置 支护
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原位注热开采下裂缝形态对油页岩层热解影响分析
11
作者 唐巨鹏 张枭 +1 位作者 余泓浩 赵亚茹 《应用力学学报》 北大核心 2026年第1期213-223,共11页
针对油页岩原位注热开采过程中裂缝形态对储层热解的影响效果不明,无法准确判断实际热解效率的难题。以抚顺油页岩储层为研究对象,采用数值模拟方法,建立了热-流-固三场耦合的数值模型,验证了模型的可靠性,探究油页岩2种裂缝形态(水力... 针对油页岩原位注热开采过程中裂缝形态对储层热解的影响效果不明,无法准确判断实际热解效率的难题。以抚顺油页岩储层为研究对象,采用数值模拟方法,建立了热-流-固三场耦合的数值模型,验证了模型的可靠性,探究油页岩2种裂缝形态(水力压裂裂缝、平行层理裂缝)注热开采过程的差异性,得到储层温度、注汽压力、地层垂直位移及上下岩层温度随注热时间变化规律。结果表明:在平行层理裂缝中油页岩储层存在多条热解路径,而水力压裂裂缝中油页岩储层基于网状高温通道均匀热解;水力压裂裂缝相较于平行层理裂缝具有更好的连通性,仅需50 d油页岩层平均温度可以达到有机质热解所需温度;开采结束后,平行层理裂缝与水力压裂裂缝模型地层最大垂直位移分别为0.14、0.12 m,距离注热井越近的岩层垂直位移越大;上下岩层由于油页岩层热量逸散所形成的高温(>100℃)区域面积分别为521.11、650.93 m^(2),水力压裂裂缝模型热量损耗更多。现场油页岩原位注热开采时需合理调节注热时长并使水力裂缝远离油页岩储层上下边界,避免高温高压蒸汽热量耗散。 展开更多
关键词 油页岩 原位注热开采 裂缝形态 平行层理裂缝 水力压裂裂缝
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部分充填开采技术在控制煤矿开采沉陷中的应用研究
12
作者 张小明 《现代工业工程》 2026年第2期133-135,共3页
经济快速发展背景下,我国的煤炭产业也随之蒸蒸日上。但是与日俱增的煤炭开采量和开采速度致使地面沉陷问题也愈发严重,给经济和环境带来了沉重打击。将部分充填开采技术用于回采环节可显著解决以上问题,为此,本文进行了全方位深入研究... 经济快速发展背景下,我国的煤炭产业也随之蒸蒸日上。但是与日俱增的煤炭开采量和开采速度致使地面沉陷问题也愈发严重,给经济和环境带来了沉重打击。将部分充填开采技术用于回采环节可显著解决以上问题,为此,本文进行了全方位深入研究。从理论概述到未来发展,旨在为行业发展提供价值参考。 展开更多
关键词 部分充填开采技术 煤矿开采 沉陷 应用
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煤矿充填开采技术研究进展及展望
13
作者 张锦 侯祥建 冷强 《煤矿现代化》 2026年第1期112-115,共4页
常规煤矿开采方法通常采用全部垮落法管理顶板,由此引起一系列地表沉陷、地下水流失等生态损害问题,充填开采作为煤矿绿色开采体系重要组成部分,在覆岩移动控制、地表沉陷防治、生态环境保护、固体废弃物利用等方面发挥着举足轻重的作... 常规煤矿开采方法通常采用全部垮落法管理顶板,由此引起一系列地表沉陷、地下水流失等生态损害问题,充填开采作为煤矿绿色开采体系重要组成部分,在覆岩移动控制、地表沉陷防治、生态环境保护、固体废弃物利用等方面发挥着举足轻重的作用。笔者系统阐述了充填开采体系组成以及充填开采岩层控制相关理论,现有技术表明充填开采是实现煤矿绿色高效开采的重要途径。 展开更多
关键词 充填开采 岩层控制 绿色开采
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露天煤矿智能开采技术装备进展与展望
14
作者 王忠鑫 刘英璐 +7 位作者 孙鑫 丁小华 赵红泽 李来平 宋波 黄俊婷 李广贺 周游 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期424-444,共21页
为推动露天煤矿领域新质生产力发展,服务煤炭行业高质量转型升级,支撑国家“双碳”战略目标,系统梳理了我国露天煤矿智能开采技术与装备的最新进展,阐述了全生命周期设计、绿色高效开采、智能开采、安全开采等方向基础理论与应用技术的... 为推动露天煤矿领域新质生产力发展,服务煤炭行业高质量转型升级,支撑国家“双碳”战略目标,系统梳理了我国露天煤矿智能开采技术与装备的最新进展,阐述了全生命周期设计、绿色高效开采、智能开采、安全开采等方向基础理论与应用技术的创新成果,提出了无人智能航测、智能设计与管控一体化、智能穿爆与安防、无人化运输、设备远程智能操控、边坡工程地质灾害防控、人员-设备全域安全监管等7项智能化开采关键技术,解决了我国露天煤矿智能化建设面临的安全智能高效开采技术难题。系统总结了我国露天煤矿工艺技术创新与装备自主可控的发展进程,分析了大切割力轮斗挖掘机、大型矿卡动力传动系统等关键装备的突破,以及世界首台百吨级无驾驶室双向行驶纯电无人自卸车,纯电矿卡、换电矿卡、氢能矿卡等新能源装备的创新应用,构建了以连续化工艺创新应用、绿色动力系统升级、开采装备机器人化为标志的露天矿智能开采新模式。凝练了典型智能化露天煤矿建设成效与经验,研究表明未来露天煤矿智能化发展需深化“绿色、安全、高效”三大核心目标,突破高端装备及关键零部件自主可控“卡脖子”难题,积极应对柔性生产、双碳目标及无人矿山等挑战,推动构建AI大模型驱动的一体化智能决策新体系,为行业高质量发展提供理论支撑与技术路径。 展开更多
关键词 露天煤矿 智能采矿 无人化矿山 绿色开采 采矿装备
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基于深度学习的多水平开采条件下的矿井涌水量预测研究
15
作者 邸宇龙 尹尚先 +5 位作者 曹敏 王旭 王浩瑞 王国安 王阳雨 禹祎铭 《中国矿业》 北大核心 2026年第2期154-164,共11页
在现代化矿井中,多水平开采模式已经成为常态,但随之而来的复杂地质构造、多含水层交互等问题,使得矿井涌水量精确预测成为了行业难题。矿井涌水量的变化直接关系到井下作业人员的安全、设备运行的稳定及开采效率,若预测结果偏差过大,... 在现代化矿井中,多水平开采模式已经成为常态,但随之而来的复杂地质构造、多含水层交互等问题,使得矿井涌水量精确预测成为了行业难题。矿井涌水量的变化直接关系到井下作业人员的安全、设备运行的稳定及开采效率,若预测结果偏差过大,可能会诱发突水等重大安全事故。因此,探索高效精准的矿井涌水量预测方法,是保障矿山安全生产、实现资源可持续开发的关键。针对上述问题,本文利用深度学习算法挖掘分析采集的涌水量数据,探寻其中隐藏的复杂关系与规律。基于长短期记忆网络(LSTM)强大的时序数据处理能力,可有效捕捉涌水量随时间变化的长期依赖关系;结合卷积神经网络(CNN)在特征提取方面的优势,能够挖掘涌水量数据中的局部特征;引入注意力机制(Attention),使模型聚焦于影响涌水量变化的关键因素,进而构建了LSTM-CNN-Attention模型。本文以华北地区某矿为工程实例,系统收集了该矿2016年1月至2023年6月期间7水平~12水平的实时涌水量数据,涵盖不同开采阶段、季节变化等多维度信息。将数据按7∶2∶1的比例科学划分为训练集、验证集和测试集,采用收敛性良好的梯度下降算法对网络参数及正则化参数进行优化,确保模型的稳定性和泛化能力。为验证模型的优越性,将LSTM-CNN-Attention模型与传统的BP神经网络(BP)、自回归整合移动平均模型(ARIMA)及单一的长短期记忆网络(LSTM)模型进行对比分析。研究结果表明:LSTM-CNN-Attention模型平均绝对误差(MAE)为0.1210、均方误差(MSE)为0.0230、均方根误差(RMSE)为0.1510、可决系数(R2)为0.9750,相较于对比模型,其泛化能力与预测精度优势显著。LSTM-CNN-Attention模型创新性地融合多模态深度学习算法,为矿井涌水量预测提供了更高效的新方法。 展开更多
关键词 深度学习 多水平开采 涌水量预测 时间序列模型 注意力机制
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“双碳”背景下煤炭开采与综合利用转型升级研究
16
作者 王凯东 董宪姝 李斌 《中国矿业》 北大核心 2026年第1期123-133,共11页
在“双碳”背景下,煤炭开采与综合利用转型升级的研究目的在于探索低碳高效的开采技术、优化清洁化利用路径、构建循环经济模式,以推动传统煤炭产业向绿色低碳方向转型,实现资源开发与环境保护的协调发展,为我国能源结构优化、碳中和目... 在“双碳”背景下,煤炭开采与综合利用转型升级的研究目的在于探索低碳高效的开采技术、优化清洁化利用路径、构建循环经济模式,以推动传统煤炭产业向绿色低碳方向转型,实现资源开发与环境保护的协调发展,为我国能源结构优化、碳中和目标实现提供技术支撑与产业实践方案。在解读煤炭行业碳达峰碳中和政策的基础上,从供需失衡、价格下行、债务压力、结构性矛盾等角度分析当前煤炭行业面临的多重困境,并从技术革新与效率提升、清洁能源协同发展、碳减排与循环经济、政策与市场机制四方面,给出煤炭开采与综合利用转型升级具体路径。转型升级具体路径包括智能化开采、绿色矿山建设、燃煤发电升级、多能互补体系、瓦斯综合利用、矿井地热开发、CCUS技术应用、煤基固废处理、煤化工转型、转型金融支持和产能优化布局等11个方向,涵盖技术、政策、产业协同等多个维度。研究结论指出,煤炭开采与综合利用的转型升级意义重大,通过绿色开采技术减少环境破坏,提升原煤入洗率和资源回收率实现清洁化利用;发展煤化工、煤制氢等高效增值路径替代传统燃烧方式,推动煤电与新能源协同的低碳能源体系;同时依托碳捕集技术与循环经济模式减少全生命周期碳排放,既保障能源安全又支撑工业需求,最终实现煤炭从“高碳资源”向“低碳载体”的战略转型。 展开更多
关键词 煤炭 绿色开采技术 综合利用 绿色低碳 能源转型 “双碳”目标
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倾斜不规则工作面开采沉陷预计模型的构建与实现
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作者 赵春苏 陈俊杰 闫伟涛 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期204-212,共9页
目的为提升复杂开采条件下地表移动变形预计精度,准确预测倾斜不规则工作面开采引起的地表移动与变形。方法基于采深变化的单元影响函数,提出倾斜煤层任意开采单元采深计算方法,并构建适用于倾斜不规则工作面的沉陷预计模型。该模型利... 目的为提升复杂开采条件下地表移动变形预计精度,准确预测倾斜不规则工作面开采引起的地表移动与变形。方法基于采深变化的单元影响函数,提出倾斜煤层任意开采单元采深计算方法,并构建适用于倾斜不规则工作面的沉陷预计模型。该模型利用格林公式将沉陷面积分转化为边界线积分,推导了相应的线积分预计公式,并给出数值求解方法。在此基础上,开发了一体化预计程序,实现了从参数输入、积分区间确定到线积分求解的全流程计算,能够输出地表下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等预计结果的可视化,评价分析工作面采动损害的等级,并结合实际矿区倾斜工作面开采实例,对所构建的预计模型进行验证与分析。结果结果表明,提出的倾斜不规则工作面开采移动变形预计模型和一体化程序,能够有效解决复杂开采条件下地表沉陷的精确预测计算和采动损害等级划分,预计结果符合开采沉陷基本规律,预计下沉的相对误差小于10%,满足工程预计的精度要求。结论预计模型具有可靠性和实用性,预计精度高,可为倾斜不规则工作面矿山开采优化设计和地表损害精准评估与防护对策制定提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 开采沉陷预计 不规则工作面 倾斜煤层 概率积分法 格林公式
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开采扰动影响下巷道围岩损伤与渗透特性演化规律研究
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作者 杨云钦 韩立军 《岩土力学》 北大核心 2026年第1期101-114,共14页
地下煤矿的开采会引起采掘工作面前方岩体应力状态的变化,进而导致岩体损伤,形成地下水渗流通道,并引起突水、围岩垮落等灾害。针对这一情况,为模拟开采扰动下不同区域岩体的应力状态,设计3种应力加载路径进行三轴压缩试验:常规三轴压缩... 地下煤矿的开采会引起采掘工作面前方岩体应力状态的变化,进而导致岩体损伤,形成地下水渗流通道,并引起突水、围岩垮落等灾害。针对这一情况,为模拟开采扰动下不同区域岩体的应力状态,设计3种应力加载路径进行三轴压缩试验:常规三轴压缩(conventional triaxial compression test,简称CTCT)、增轴压卸围压(loading axial pressure and unloading lateral pressure test,简称IUT)、恒轴压卸围压(keeping axial pressure and unloading lateral pressure test,简称KUT),并设计了两种加载方式的蠕变试验:梯级加载蠕变试验以及卸围压蠕变试验,研究岩体损伤与渗透特性演化规律及其时效性机制,并通过理论分析表征蠕变过程与蠕变卸载过程中灰岩的损伤。结果表明:(1)不同的应力路径下灰岩表现出的屈服特性、渗透率等力学与渗透性能存在显著差异,但破坏形式均以剪切破坏为主;(2)随着围压水平的提高,渗透率增长速率最大值所对应的应力路径分别为:常规三轴加载、增轴压卸围压、恒轴压卸围压,这表明灰岩的渗透性能演化规律与地应力水平以及应力状态密切相关;(3)损伤主要发生于轴向加载以及围压卸载过程中,在卸围压的加载方式下,灰岩损伤累计与破坏的速率高于常规加载路径;(4)改进了西原模型并成功验证了其可靠性。研究成果可为巷道、隧道等地下工程施工稳定性研究提供参考。 展开更多
关键词 开采扰动 损伤 力学特性 渗透特性 演化规律
原文传递
不同地形条件下工作面埋深对开采沉陷的影响
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作者 吕文婧 吕义清 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期94-105,共12页
为研究受地形条件影响下工作面埋深对开采沉陷的影响,以山西省某煤矿为工程背景,采用理论分析和MIDAS数值模拟相结合的方法,研究了在山区沟谷地形条件下分别开采8^(#)煤和11^(#)煤以及在平原地形条件下分别开采8^(#)煤和11^(#)煤共4种情... 为研究受地形条件影响下工作面埋深对开采沉陷的影响,以山西省某煤矿为工程背景,采用理论分析和MIDAS数值模拟相结合的方法,研究了在山区沟谷地形条件下分别开采8^(#)煤和11^(#)煤以及在平原地形条件下分别开采8^(#)煤和11^(#)煤共4种情况,对比分析采动过程中各模型的地表移动变形特征及覆岩应力应变特征。研究结果表明:(1)水平重复开采过程中两工作面形成的沉降漏斗会相互影响,开采结束后地表下沉量是由单工作面开采所引起的地表下沉量的叠加;(2)开采相同工作面时,不同地形条件对地表变形的影响程度不同;随着工作面埋深增加,地形对开采沉陷的影响减小;(3)随着煤层埋深增加,地表整体下沉的幅度减小,但在山区沟谷地形条件下,煤层埋深越深,在中间煤柱正上方地表处由采煤引起的竖向位移反而增加。研究成果可以为类似的黄土沟谷区地表保护以及地质灾害防护提供借鉴。 展开更多
关键词 开采沉陷 地形条件 工作面埋深 MIDAS 煤矿
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基于未确知测度理论的深井开采热害综合评价
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作者 郭对明 李国清 +2 位作者 李宁廷 侯杰 李云龙 《金属矿山》 北大核心 2026年第1期198-207,共10页
深井开采已成为地下矿山的发展趋势,随着开采深度增加,井下高温热害问题日渐凸显,不仅影响作业人员身心健康,同时也降低了人员设备作业效率。因此,科学准确评价井下热害程度成为开展深井热害治理的必要前提和关键环节。针对热害评价过... 深井开采已成为地下矿山的发展趋势,随着开采深度增加,井下高温热害问题日渐凸显,不仅影响作业人员身心健康,同时也降低了人员设备作业效率。因此,科学准确评价井下热害程度成为开展深井热害治理的必要前提和关键环节。针对热害评价过程中的不确定性因素对评价结果造成的失真,提出了基于未确知测度理论的深井热害综合评价模型。首先,在热源分析与热量计算的基础上,从客观条件、干预治理和主观感受3个方面建立了热害综合评价指标体系。其次,确定了深井热害等级和评价指标体系各指标分级并利用灰色相关分析方法完成了模糊层次分析法—熵权法的组合权重计算。最后,引入未确知测度理论构建了深井热害综合评价模型,完成了评价体系不同层级未确知测度向量计算,最终得到评价目标的综合未确知测度向量并利用置信度判别准则实现了热害评价。将该模型应用于国内某地下矿山不同中段作业面热害评价,得到了井下各中段工作面热害程度和变化情况。研究成果解决了深部热害要素与评价尺度的不确定性问题,实现了定性与定量、主观与客观相结合的综合评价,有效提高了井下热害评价结果的科学性。 展开更多
关键词 金属矿山 深部开采 热害评价 未确知测度理论
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