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Detection Research and Control Evaluation of Seam Roof Water Yield Property in Yulin-Hengshan Southern Mining Area 被引量:23
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作者 方刚 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第5期98-102,共5页
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矿山顶板灾害地声监测预警与防控 被引量:4
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作者 董陇军 郝晨良 +4 位作者 孙道元 张义涵 闫先航 王加闯 裴重伟 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第4期1-27,共27页
随着矿山开采深度的不断增加,顶板稳定性问题及失稳灾害风险增大,对矿山顶板健康状态的诊断、监测预警和灾害防控显得尤为重要。系统总结了团队多年来的研究成果及进展,建立了采矿活动引起的多类多震源全自动识别理论,提出了多中段、多... 随着矿山开采深度的不断增加,顶板稳定性问题及失稳灾害风险增大,对矿山顶板健康状态的诊断、监测预警和灾害防控显得尤为重要。系统总结了团队多年来的研究成果及进展,建立了采矿活动引起的多类多震源全自动识别理论,提出了多中段、多采场复杂开采环境中无需预先测速的震源定位理论与方法,建立了变“噪”为“用”的波速场反演快速成像方法,自主研发了地声智能感知监测传感器、采集仪与数据动态处理系统,开发了协同数据感知-信息处理-智能预警为一体的地声智能感知与微震监测全套技术装备。在此基础上,建立了矿山顶板岩体失稳的多指标联合预警理论与方法,构建了基于岩体损伤与围岩体动态响应的分区支护防控方法,相关技术与装备在国内20余个矿山进行了应用,多次成功预警了矿山顶板垮塌等灾害,为设备与人员快速安全撤离争取了宝贵时间。研究成果提升了顶板健康监测与失稳灾害防控的整体效能,为深部矿山的安全高效开采提供了理论支撑和技术手段。 展开更多
关键词 矿山 顶板灾害 地声监测 监测预警 灾害防控
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煤矿井下顶板突水征兆视频智能识别方法研究 被引量:1
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作者 连会青 康佳 +4 位作者 尹尚先 徐斌 闫国成 夏向学 徐保同 《煤矿安全》 北大核心 2025年第4期166-173,共8页
煤矿井下突水事故是煤矿灾害组成部分之一,而顶板突水征兆识别是预防突水事故发生的重要环节。然而,煤矿井下环境复杂多变,且目前突水征兆主要靠人工判断发现,由于井下恶劣环境及人为主观因素的影响,导致很难及时发现异常,致使顶板突水... 煤矿井下突水事故是煤矿灾害组成部分之一,而顶板突水征兆识别是预防突水事故发生的重要环节。然而,煤矿井下环境复杂多变,且目前突水征兆主要靠人工判断发现,由于井下恶劣环境及人为主观因素的影响,导致很难及时发现异常,致使顶板突水征兆的有效识别存在困难。为了高效监测与准确识别突水征兆,基于图像识别处理技术,提出了1种基于SAMXMem的自监督煤矿顶板突水征兆识别方法,其利用像素点变化率构建突水征兆预警体系,对煤矿井下突水易发区域采集到图像进行自监督标记,并通过SAM模型分割突水征兆区域,结合XMem长视频分割框架实现对该区域的实时动态跟踪。试验结果表明:相较于传统OTSU算法,基于SAM-XMem的自监督识别算法在交并比(IoU)、精确率(P)、召回率(R)及F1分数上均表现出一定差异性,该算法各项评估指标均达90%以上,较传统算法识别率提升20%;通过零样本分割技术,可以克服煤矿井下数据集短缺问题,相较于传统方法,特征提取能力更强,在背景噪声多、灰度值差异小等复杂条件下效果更优,适用于煤矿井下环境,具有更高的识别精度和更强的泛化能力。 展开更多
关键词 矿井水害 顶板突水 突水征兆 SAM模型 图像分割技术
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大采高工作面连续采动下动压显现特征与顶板致灾机制研究
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作者 杜伟 王小军 +4 位作者 李成东 姬梓维 郭佳毫 刘前进 李震 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期96-105,共10页
针对大采高工作面连续采动下动压显现与顶板致灾机制问题,以小保当煤矿2^(-2)煤层连续开采下顶板冒漏典型案例为背景,分析了大采高工作面异常来压前后的支架支护阻力和强动压显现特征,在此基础上综合岩层沉积特征分析、数值模拟、微震... 针对大采高工作面连续采动下动压显现与顶板致灾机制问题,以小保当煤矿2^(-2)煤层连续开采下顶板冒漏典型案例为背景,分析了大采高工作面异常来压前后的支架支护阻力和强动压显现特征,在此基础上综合岩层沉积特征分析、数值模拟、微震监测、模型试验、现场勘查等手段,揭示了大采高工作面连续采动顶板致灾机制。结果表明:动压显现在机尾侧更为突出,动压显现前均存在持续性来压,可能伴随相对平静期,临空工作面来压时强度高、范围大;动压显现位置岩层结构表明在横向上岩性、岩层厚度空间交替与急剧变化,在竖向上多层厚硬岩层与薄层不稳定顶板同时发育;连续采动时损伤区横跨多工作面连通,呈现不同层位顶板同步损伤断裂特征;强动压显现集中于机尾,临空一侧损伤和应力增长情况相对突出,呈现损伤破断不均衡性与差异性;连续采动下采空区厚硬顶板结构可再次断裂活化,引发微震事件、顶板动载、高位岩层下沉。 展开更多
关键词 动压显现 顶板灾害 矿山压力 损伤演化 致灾机制
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综放开采条件下厚及特厚煤层导水裂隙带发育高度计算研究
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作者 徐斌 祁荣荣 +5 位作者 董书宁 戴振学 尹尚先 李树霞 仲岑 苗雨 《煤矿安全》 北大核心 2025年第12期182-190,共9页
综放开采条件下导水裂隙带高度发育规律的计算对于煤矿顶板水害防治至关重要。随着大采高放顶煤技术的推广应用,现有经验公式在厚及特厚煤层导水裂隙带高度预测方面存在局限。为此,基于国内185组厚及特厚煤层的导水裂隙带高度实测数据,... 综放开采条件下导水裂隙带高度发育规律的计算对于煤矿顶板水害防治至关重要。随着大采高放顶煤技术的推广应用,现有经验公式在厚及特厚煤层导水裂隙带高度预测方面存在局限。为此,基于国内185组厚及特厚煤层的导水裂隙带高度实测数据,依据覆岩岩性将数据划分为坚硬、中硬、软弱3类。采用类指南法、一元一次回归、一元二次回归及DoseResp函数4种数学模型进行拟合分析,并利用拟合优度(R2)评估模型可靠性。结果表明:在坚硬覆岩条件下,模型拟合优度排序为DoseResp模型>一元二次模型=一元一次模型>类指南模型;在中硬和软弱覆岩条件下,拟合优度排序均为DoseResp模型>一元二次模型>一元一次模型>类指南模型。进一步采用平均百分比误差(MAPE)法将新拟合公式与《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采指南》(以下简称《指南》)公式进行可靠性对比。对于坚硬覆岩,4种新公式的预测精度均高于《指南》公式;对于中硬覆岩,4种新公式精度亦优于《指南》公式,其中DoseResp模型表现最佳;对于软弱覆岩,类指南公式与DoseResp模型精度优于《指南》公式。工程应用验证表明,DoseResp函数模型对不同覆岩类型(坚硬、中硬、软弱)的厚及特厚煤层导水裂隙带高度预测具有良好的适用性,类指南模型次之,二者预测效果均显著优于《指南》公式。 展开更多
关键词 综放开采 厚及特厚煤层 导水裂隙带 顶板水害防治 经验公式 DoseResp函数
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冲沟发育区厚砂岩组覆岩富水性特征及水力联系研究
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作者 朱帅 慕鹏 +2 位作者 马龙 陈梁 孔正 《金属矿山》 北大核心 2025年第11期258-265,共8页
针对工作面群过冲沟发育区因覆岩富水性及水力联系不明诱发其突水灾变难题,以榆树湾煤矿东翼20118工作面及其邻近工作面群过冲沟区为工程实例,基于瞬变电磁探测技术,校验了供电脉宽、发射电流、线圈尺寸及叠加次数等关键参数对地层结构... 针对工作面群过冲沟发育区因覆岩富水性及水力联系不明诱发其突水灾变难题,以榆树湾煤矿东翼20118工作面及其邻近工作面群过冲沟区为工程实例,基于瞬变电磁探测技术,校验了供电脉宽、发射电流、线圈尺寸及叠加次数等关键参数对地层结构的适用性,分析了覆岩第四系松散层、侏罗系直罗组及延安组砂岩裂隙含水层的纵横剖面电阻率异常区分布特征,明晰了覆岩结构水力联系。研究结果表明:(1)适用于榆神矿区冲沟区厚砂岩组地层的探测参数组合为供电脉宽10 m/s、发射电流强度100 A、发射线框尺寸2 m×2m、叠加次数30次;(2)冲沟发育区覆岩结构自地表至深部依次为第四系松散层、新近系保德组、侏罗系直罗组及延安组,且电阻分布呈现“低—中—低—高”的电性变化特征;(3)整体而言,探测层位横剖面的全域视电阻率均在15~115Ω·m,且侏罗系直罗组与延安组砂岩存在低阻异常区;(4)探测层位全域存在富水异常区4处,均为弱富水区,且直罗组砂岩至2-2煤顶板砂岩存在弱连通区域(1、2号区)与强连通区域(3、4号区)各2处。研究成果可为顶板水害防治及类似冲沟发育区覆岩富水性探测提供重要依据。 展开更多
关键词 冲沟发育区 瞬变电磁法 富水性特征 水力联系 顶级水害
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基于多点位移数据和动态加权ARIMA预警矿山顶板动力灾害的研究
7
作者 司凯文 刘宏杰 朱德智 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第7期161-168,共8页
矿山顶板动力灾害监测预警事关矿山生产和人员安全。传统多点位移监测预警方法基于监测数据的单一绝对阈值预警,灵敏度与可靠性较差。因此,提出了一种基于多点位移数据和差分自回归移动平均(ARIMA)模型预测矿山顶板动力灾害预警方法。... 矿山顶板动力灾害监测预警事关矿山生产和人员安全。传统多点位移监测预警方法基于监测数据的单一绝对阈值预警,灵敏度与可靠性较差。因此,提出了一种基于多点位移数据和差分自回归移动平均(ARIMA)模型预测矿山顶板动力灾害预警方法。该方法使用叠加技术增强了多点位移时序数据的信噪比,提出了联合增强型加窗波形特征函数比值和峰度值的分级预警方法,改善了传统阈值预警适应性不足的难题;构建了基于动态加权参数的ARIMA模型以预测位移数据,联合监测数据与预测数据来实现矿山顶板动力灾害的预警。该方法的理论测试预警误报率为13.3%,二级及以上预警特征值平均误差为15.4%;两个时间段的工程实际数据测试结果表明,预警误报率分别为11.8%和6.7%,二级及以上预警特征值平均误差分别为15.1%和14.4%。提出的矿山顶板动力灾害预警方法具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 顶板动力灾害 灾害预警 多点位移 ARIMA预测 位移监测
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东胜煤田顶板水害差异性特征与矿井水综合利用
8
作者 黄海鱼 丁湘 +3 位作者 刘溪 樊江伟 纪卓辰 李兆扬 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第7期37-45,共9页
【背景】东胜煤田矿井水害类型多样,充水机制复杂,且矿区涌水量大、矿化度高,矿井水综合利用难度大,严重制约煤田安全绿色高效开发。【方法】为揭示东胜煤田顶板水充水特征,提高矿井水综合利用率,应用钻孔资料统计分析、层次分析法、水... 【背景】东胜煤田矿井水害类型多样,充水机制复杂,且矿区涌水量大、矿化度高,矿井水综合利用难度大,严重制约煤田安全绿色高效开发。【方法】为揭示东胜煤田顶板水充水特征,提高矿井水综合利用率,应用钻孔资料统计分析、层次分析法、水化学测试等方法,分析东胜煤田地层发育特征、含水层空间展布及其与开采煤层的空间配置关系,研究顶板水害特征和矿井水水化学特征与资源化利用途径。【结果和结论】(1)东胜煤田矿井充水强度总体由东北向西南方向随着煤层埋深加大逐步增强,主要受侏罗系直罗组含水层影响。(2)神东和万利等矿区为浅埋薄基岩顶板水害区,水害类型多样,西部呼吉尔特、纳林河等矿区为厚层顶板砂岩水害区域,水害类型单一。(3)矿井水矿化度整体上由东北向西南方向随着煤层埋深加大逐渐升高,主要原因为浅埋区易接受第四系潜水含水层补给,深部区含水层以侧向补给为主,且径流缓慢。(4)东胜煤田矿井水综合利用分为4种模式:矿井内水资源分质梯级利用模式,矿井间水资源联动调配模式,煤矿-化工联动净化利用模式,矿区-农业-生态联合水资源调配利用模式,可以有效避免相关产业向地表和地下水系统索取水资源,年节约水资源至少3579.16万m^(3)。 展开更多
关键词 矿井水 顶板水害 水化学特征 资源化利用模式 东胜煤田
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煤层顶板涌水量TCN-LSTM-SVM时间序列预测模型构建与应用
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作者 刘譞 姬亚东 +6 位作者 朱开鹏 赵春虎 李凯 李超峰 袁晨瀚 李盼盼 闫鹏珍 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期201-211,共11页
【背景】矿井涌水量的准确预测对于煤矿水害防治、安全高效生产起着重要的作用。【方法】为构建适用于西部受巨厚砂岩含水层水害威胁矿井的涌水量预测模型,以受该种水害严重影响的陕西彬长矿区某典型矿井为研究对象,基于工作面回采进尺... 【背景】矿井涌水量的准确预测对于煤矿水害防治、安全高效生产起着重要的作用。【方法】为构建适用于西部受巨厚砂岩含水层水害威胁矿井的涌水量预测模型,以受该种水害严重影响的陕西彬长矿区某典型矿井为研究对象,基于工作面回采进尺与涌水量数据之间的相关关系,选取其作为矿井涌水量时间序列预测的特征变量,提出基于时域卷积网络(temporal convolutional networks,TCN)的长短期记忆网络(long-short term memory,LSTM)−支持向量机(support vector machines,SVM)矿井工作面涌水量耦合预测模型,即TCN-LSTM-SVM模型。该模型首先通过TCN框架对原数据进行处理,提取回采进尺与涌水量之间的依赖关系和动态特征,随后将提取特征输出到后续的LSTMSVM组合模型,以进一步捕捉回采进尺与涌水量之间的时序关系和特征。【结果】模型训练与预测结果显示:TCN-LSTM-SVM耦合模型的训练集、验证集和测试集的平均绝对误差(E_(MA))为56.02~129.89 m^(3)/h,平均绝对百分比误差(E_(MAP))为3%~7%,均方根误差(E_(RMS))为82.60~162.61 m^(3)/h,决定系数(R^(2))为0.81~0.98,预测结果较BP神经网络、随机森林(RF)、Transformer等常用预测模型的准确度更高,并且避免了其中多数模型在验证集和测试集中出现的误差过大的情况。研究发现,该耦合模型既具备TCN模型的并行处理优势和多尺度特征提取能力,同时也具备LSTM-SVM组合模型优秀的预测性能和泛化能力,针对研究矿井的工作面涌水量预测与以往模型相比具有一定的优越性和适用性。【结论】研究成果为矿区相似地质条件的矿井涌水量预测提供了新的方法,对该矿地质条件类似的工作面涌水量预测以及防治水工作有一定的现实意义。 展开更多
关键词 矿井水害 煤层顶板 涌水量预测 时域卷积网络 长短期记忆网络 支持向量机 陕西彬长矿区
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综采面顶板富水性探查与水害防治研究
10
作者 李艳波 张小波 申宝柱 《能源与节能》 2025年第6期29-31,共3页
对山西潞安郭庄煤业有限责任公司3308工作面的地质和含水层情况进行探测,根据低阻异常区位置,确定顶板K8含水层为直接突水源,并通过布置钻孔、工作面探放水、设置工作面排水沟及设置防水煤柱解决顶板水害问题。采取防治措施后,3308工作... 对山西潞安郭庄煤业有限责任公司3308工作面的地质和含水层情况进行探测,根据低阻异常区位置,确定顶板K8含水层为直接突水源,并通过布置钻孔、工作面探放水、设置工作面排水沟及设置防水煤柱解决顶板水害问题。采取防治措施后,3308工作面总涌水量小于10m^(3)/h,证明顶板富水区得到了有效治理。 展开更多
关键词 顶板水害 老空水 防水煤柱 排水沟
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基于“三图-双预测”的煤矿顶板水危险性分析评价
11
作者 刘佳 《煤炭与化工》 2025年第7期52-55,61,共5页
东欢坨矿是河北省内正常涌水量最大的矿井,其主采煤层的安全生产受到5煤顶板砂岩裂隙含水层的威胁,该含水层富水性空间分布不均,整体处于弱-中等富水状态,局部区域富水性强。历史开采数据显示,该矿多次发生的突水事故与该含水层密切相关... 东欢坨矿是河北省内正常涌水量最大的矿井,其主采煤层的安全生产受到5煤顶板砂岩裂隙含水层的威胁,该含水层富水性空间分布不均,整体处于弱-中等富水状态,局部区域富水性强。历史开采数据显示,该矿多次发生的突水事故与该含水层密切相关,因此对该顶板含水层的危险性评价是十分必要的。“三图-双预测”是一种成熟的顶板水害评价方法,本次工作在“三图-双预测”理论的指导下,以矿山实际资料为基础,针对该矿水文地质勘查程度不足的现状,通过数据整合与交叉验证,建立地质钻孔与水文地质钻孔之间的联系,深挖钻探资料的水文属性,实现旧资料在顶板水害评价中的二次开发与高效利用。 展开更多
关键词 顶板水害 导水裂隙带 富水性
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复杂地质条件下工作面顶板电法动态监测研究
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作者 吕扬 王路 任帅锋 《山东煤炭科技》 2025年第5期135-142,共8页
针对复杂地电条件下综放工作面顶板充水性监测技术展开,结合曹家滩井田122105工作面的实际工程条件,应用高密度电阻率法和井下电阻率监测技术,获取了不同岩层的视电阻率断面图及剖面图,揭示了工作面顶板覆岩的破坏规律。研究发现,2号至... 针对复杂地电条件下综放工作面顶板充水性监测技术展开,结合曹家滩井田122105工作面的实际工程条件,应用高密度电阻率法和井下电阻率监测技术,获取了不同岩层的视电阻率断面图及剖面图,揭示了工作面顶板覆岩的破坏规律。研究发现,2号至5号测线在机头和采空区附近的视电阻率显著降低,尤其在萨拉乌苏组、保德组及基岩风化层区域,表明局部含水层因降雨补给和采动后裂隙发育,导致水分向采空区渗透,增加了水灾风险。基于电阻率监测数据,能够有效预判涌水趋势,并提前采取防治措施,从而确保采矿作业的安全,降低矿井水害风险。 展开更多
关键词 复杂地质 高密度电阻率法 动态监测 顶板水害治理
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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
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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特高压换流站阀厅屋面系统风灾风险评估
14
作者 王涛 胡俊杰 李正良 《工程力学》 北大核心 2025年第11期138-150,共13页
为评估西北地区特高压(Ultra-high voltage, UHV)换流站阀厅屋面系统的风致损伤和损失,提出了一种基于性能的风工程(Performance-Based Wind Engineering, PBWE)框架下的风灾风险评估方法。开展风洞试验确定了阀厅屋面极值风压,统计气... 为评估西北地区特高压(Ultra-high voltage, UHV)换流站阀厅屋面系统的风致损伤和损失,提出了一种基于性能的风工程(Performance-Based Wind Engineering, PBWE)框架下的风灾风险评估方法。开展风洞试验确定了阀厅屋面极值风压,统计气象站实测数据确定了新疆维吾尔自治区哈密地区的风速概率分布及风灾危险性,基于阀厅屋面系统的有限元分析,应用上述评估方法进行了多风向工况下的风灾易损性分析和风灾风险评估,并讨论了风向的影响。结果表明:哈密地区东南(NE)风向方位的风灾危险性最大;阀厅屋面系统的损伤概率(风灾易损性)和年失效概率(风灾风险)随风向角(0o~90o)的增大先增后降,其对风向角的敏感度随损伤状态的发展而增大;该地区特高压换流站阀厅屋面系统的风揭损伤主要集中在轻度损伤~重度损伤,几乎不发生脱扣破坏,推荐按东南-西北(SE-NW)朝向建造。 展开更多
关键词 特高压换流站阀厅 直立锁缝屋面系统 风灾风险评估 风灾危险性 风灾易损性 年失效概率
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夏店煤矿3121工作面多源水害成因分析及综合防治技术
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作者 王杰 《当代化工研究》 2025年第15期118-120,共3页
煤矿水害是影响矿井安全生产的重大问题,尤其是在复杂的水文地质条件下,水源的多样性和不确定性加大了水害防治的难度。以夏店煤矿3121工作面为研究对象,分析了工作面水害的主要成因,包括顶板水、奥灰水和老空水等。结合该工作面的水文... 煤矿水害是影响矿井安全生产的重大问题,尤其是在复杂的水文地质条件下,水源的多样性和不确定性加大了水害防治的难度。以夏店煤矿3121工作面为研究对象,分析了工作面水害的主要成因,包括顶板水、奥灰水和老空水等。结合该工作面的水文地质特征,提出了顶板水定向疏放、排水系统升级、老空水精准探放和奥灰水动态管控等综合防治技术。通过实施这些措施,涌水量得到有效控制,水质得到改善,矿井的安全性和生产效率也得到了提升。研究结果为其他类似矿井的水害防治提供了理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 煤矿水害 水文地质 顶板水 奥灰水 老空水 防治技术
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鄂尔多斯盆地北部大海则煤矿煤层顶板充水强度评价
16
作者 刘溪 丁湘 +3 位作者 黄海鱼 李兆扬 李哲 郑升 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第9期135-146,共12页
【背景】煤层顶板充水强度评价是矿井进行水害防治的基础,然而鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田复杂的水文地质结构及沉积非均质性对传统评价方法提出严峻挑战。【方法】以陕北大海则煤矿为对象,针对侏罗系延安组与直罗组含水层交互叠加的水... 【背景】煤层顶板充水强度评价是矿井进行水害防治的基础,然而鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田复杂的水文地质结构及沉积非均质性对传统评价方法提出严峻挑战。【方法】以陕北大海则煤矿为对象,针对侏罗系延安组与直罗组含水层交互叠加的水害特征,旨在构建适应陆相沉积背景的充水强度分区评价体系,为矿井水害防控提供科学依据。基于沉积控水规律,从岩性特征、水力特征及开采特征3个维度选取含水层厚度、沉积环境量化指数、岩心采取率、渗透系数及含水层采动破坏指数5项主控指标,采用层次分析法(AHP)确定权重(分别为0.270、0.155、0.059、0.349、0.168),结合GIS技术对多源数据进行归一化处理与空间叠加分析,建立分层−综合双重评价模型。【结果和结论】大海则煤矿侏罗系延安组三段充水强度呈现南强北弱特征,而直罗组一段则北强南弱;通过自然分级法将叠加结果划分为相对弱、较弱、中等、较强及相对强5个充水等级,强充水区主要分布于矿区中西部及东北部。20101和20201工作面涌水量数据验证显示,实测涌水量与预测分区结果空间匹配度较高,证实了模型的可靠性。本研究提出的大海则煤矿顶板充水强度分区评价方法,有效克服了传统均质化模型对非连续砂体与分层渗流机制适应性不足的问题,为深部侏罗纪煤田水害防控提供定量化决策依据,具有推广应用价值。 展开更多
关键词 侏罗纪煤田 顶板水害 充水强度 层次分析法 评价分区 陕北大海则煤矿
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用瞬变电磁法探查综放工作面顶板水体的研究 被引量:113
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作者 于景邨 刘志新 +1 位作者 汤金云 王杨州 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期542-546,共5页
随着机械化综采设备在煤炭开采中的普及,对煤层顶板管理要求愈来愈高,其中煤层顶板水害体的发育将影响综采设备充分发挥效能,甚至会威胁工作面安全回采.提前查明煤层顶板水害体发育位置,为在井下布置探放水钻孔提供依据,是目前矿井地球... 随着机械化综采设备在煤炭开采中的普及,对煤层顶板管理要求愈来愈高,其中煤层顶板水害体的发育将影响综采设备充分发挥效能,甚至会威胁工作面安全回采.提前查明煤层顶板水害体发育位置,为在井下布置探放水钻孔提供依据,是目前矿井地球物理勘探亟待解决的问题.基于地面瞬变电磁法理论及应用技术,根据井下实际应用环境,研究出采用非接触式、多匝数的正方形重叠回线(边长2 m左右)装置探测工作面顶板水害体发育位置.依据瞬变电磁场"烟圈效应"理论和物理模拟相似准则,推导出全空间瞬变电磁法视电阻率计算数学模型,并对矿井瞬变电磁探测综放工作面顶板水害技术进行了研究.采用矿井瞬变电磁技术查明综放工作面顶板水害体发育位置,通过井下疏放水钻孔和工作面回采资料验证,该方法探测综放工作面顶板水害体发育的空间位置不仅行之有效,而且明显优越于其它矿井物探方法. 展开更多
关键词 综放工作面 矿井瞬变电磁 顶板 水害体
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东山隧洞的工程地质灾害及有限元数值分析
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作者 张丹青 王文生 《现代工程科技》 2025年第17期109-112,共4页
在分析东山输水工程地质背景和输水隧洞工程地质灾害基础上,建立了土质隧洞的三维有限元数值计算模型,分析了土质隧洞开挖过程中的拱顶沉降机理。洞身的厚层状饱水粉土夹砂层极易发生冒顶突泥事故。土质隧洞临时支撑拆除后,若不及时施... 在分析东山输水工程地质背景和输水隧洞工程地质灾害基础上,建立了土质隧洞的三维有限元数值计算模型,分析了土质隧洞开挖过程中的拱顶沉降机理。洞身的厚层状饱水粉土夹砂层极易发生冒顶突泥事故。土质隧洞临时支撑拆除后,若不及时施工永久支护,将引发塌顶灾害。同时研究发现,V级围岩的先行位移和量测位移沿隧洞纵向的距离影响比Ⅳ围岩增加了近一倍。期望成果能够为类似工程地质灾害研究提供参考。 展开更多
关键词 工程地质灾害 三维有限元分析 拱顶沉降机理 冒顶涌泥
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综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性评价 被引量:9
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作者 孙魁 夏玉成 +2 位作者 李成 陈建平 方刚 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期452-460,共9页
为评价综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性,以焦坪矿区某井田为例,通过水质分析和导水裂隙带发育高度分析相结合的方法,对矿井顶板涌(突)水水源进行了判定,同时在基于GI-变异系数法的含水层富水性分析,基于砂泥岩分布图的离层发育危... 为评价综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性,以焦坪矿区某井田为例,通过水质分析和导水裂隙带发育高度分析相结合的方法,对矿井顶板涌(突)水水源进行了判定,同时在基于GI-变异系数法的含水层富水性分析,基于砂泥岩分布图的离层发育危险性分析和基于裂采比的冒裂安全性分析的基础上,通过叠加分析对顶板涌(突)水危险性进行了评价。结果表明:矿井顶板涌(突)水水源为白垩系下统洛河组下段砂岩裂隙潜水含水层水,以及发育在宜君组粗砾岩与直罗组顶部泥岩之间离层空间内的离层水。顶板涌(突)水危险的区域主要分布在井田中部和西部,其中中部的一、二盘区由于煤层采厚较大,导水裂隙带突破洛河组底界的范围较广,顶板涌(突)水危险性最大,且存在局部离层强突水区;井田西部三、四盘区主要为顶板涌(突)水中等危险区;井田东北部五盘区,大部分区域为相对安全区,局部存在含水层突水中等危险区。 展开更多
关键词 地质资源与地质工程 顶板水害 叠加分析 GI-变异系数法 突水危险性评价
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孤岛工作面围岩整体失稳冲击危险性评估方法 被引量:54
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作者 冯宇 姜福兴 李京达 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1001-1007,共7页
根据孤岛工作面采空区上覆岩层受采动影响的程度,将其顶板结构分为全悬顶结构、半悬顶结构和完全移动结构。通过理论分析3种顶板结构的应力传递机制,建立了孤岛工作面支承压力估算模型,提出了支承压力估算方法,并构建了存在基于弹性承... 根据孤岛工作面采空区上覆岩层受采动影响的程度,将其顶板结构分为全悬顶结构、半悬顶结构和完全移动结构。通过理论分析3种顶板结构的应力传递机制,建立了孤岛工作面支承压力估算模型,提出了支承压力估算方法,并构建了存在基于弹性承载区的孤岛工作面围岩整体失稳冲击危险性评估方法。采用本文提出的估算模型及评估方法,对"全悬顶-完全移动结构"和"全悬顶-全悬顶结构"孤岛工作面进行了冲击危险性判定,为矿山决策孤岛工作面能否安全开采提供了理论依据。 展开更多
关键词 孤岛工作面 冲击危险性 顶板结构 支承压力 弹性承载区
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