检索结果-内蒙古大学图书馆

矿业安全与环保 2024年第2期51卷 118-126页

作者：郑群余国锋仇文革陈昊喆刘洋淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232001 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232001 成都天佑智隧科技有限公司四川成都610031

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量... 详细信息

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明:限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。

关键词：深井软岩巷道数值模拟围岩耗能支护限阻耗能型支护限阻器

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黄河中游陕北煤矿区不同宽度的采动地裂缝对土壤抗冲性的影响

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煤炭科学技术 2025年第2期53卷 382-395页

作者：宋世杰阮豪王双明陈宝灯李源红刘露张家杰西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232000

采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式,引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响,选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝作... 详细信息

采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式,引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响,选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝作为研究对象,采集其周边水平距离0~80 cm的表层土壤,测定土壤机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体、有机质等5个国内外学者普遍关注的土壤抗冲性影响因子和土壤抗冲系数,揭示采动地裂缝周围土壤理化特性指标及抗冲系数的变化规律,构建陕北采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数的预测模型。结果表明:采动地裂缝周围表层土壤在冲刷作用下产生的泥沙流失量会随冲刷时间的增加呈现“速增(0~1 min)、缓增(1~3 min)、稳持(3~10 min)”3阶段的变化过程,冲刷产生的泥沙流失量主要来自于3 min以内,其贡献率超过90%;采动地裂缝会产生大幅降低周围表层土壤抗冲性的效应,最大降幅为32.1%,且采动地裂缝宽度越大,越靠近地裂缝,该效应越明显;土壤抗冲系数与砂粒质量分数呈极显著负相关(p<0.01),与黏粒、>0.25 mm水稳性团聚体、有机质质量分数呈极显著正相关(p<0.01),其中砂粒、有机质、>0.25 mm水稳性团聚体质量分数可作为陕北采动地裂缝发育区土壤抗冲性的主控因素;以采动地裂缝宽度、距裂缝水平距离为变量,构建了采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数预测模型,计算发现当水平距离超过158 cm时,采动地裂缝对周围表层土壤抗冲性的影响基本消失,其可作为陕北采动地裂缝发育区土壤水蚀性防控的靶向区域。研究结果可为黄河中游陕北矿区水土流失的精准防控提供科学依据。

关键词：采动地裂缝土壤抗冲性土壤侵蚀原状土陕北煤矿区

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黄河中游陕北煤矿区采动地裂缝对土壤入渗特性的影响及其侵蚀效应

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煤炭学报 2025年第2期50卷 1234-1248页

作者：宋世杰成星王双明刘露李源红张家杰陈宝灯西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232000

破解黄河中游煤矿区采动地裂缝的水土流失效应,对于陕北煤矿区生态环境保护与高质量发展具有重要意义。以陕北柠条塔井田北翼典型采动地裂缝发育区内宽度0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝周围土壤(水平距离80 cm以内、垂直深度20 cm以... 详细信息

破解黄河中游煤矿区采动地裂缝的水土流失效应,对于陕北煤矿区生态环境保护与高质量发展具有重要意义。以陕北柠条塔井田北翼典型采动地裂缝发育区内宽度0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝周围土壤(水平距离80 cm以内、垂直深度20 cm以浅)为研究对象,利用定水头法和仪器分析法分别测定土壤入渗速率、累积渗透量、饱和导水率(K_(s))、有机质、机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体含量,揭示了采动地裂缝对土壤入渗特性的影响规律,基于RUSLE2模型计算阐明了考虑入渗特性的采动地裂缝小空间尺度上的土壤侵蚀效应。结果表明:①采动地裂缝周围土壤的入渗速率随时间变化而呈现出瞬变(0~3 min)、渐变(3~60 min)及稳定(60~110 min)3个阶段的动态变化过程;②采动地裂缝发育提高土壤K_(s)的效应最显著,平均增幅为60.63%,该效应随采动地裂缝宽度的增大和距裂缝水平距离的减小而增强;③土壤累积入渗量和K_(s)与极细砂粒呈极显著正相关(p<0.01),而与黏粒、有机质则呈极显著负相关(p<0.01),与>0.25 mm水稳性团聚体也呈显著负相关(p<0.05);④考虑入渗特性计算的可蚀性K值变化幅度比不考虑时增大了1.12~2.13倍;基于指数函数构建了不同宽度采动地裂缝影响周围土壤入渗速率和可蚀性K值作用范围的预测模型,发现当距采动地裂缝水平距离分别超过226、157 cm时,采动地裂缝增大周围土壤入渗速率及可蚀性的效应基本消失,其可作为黄河中游陕北黄土采动地裂缝发育区水土流失效应的精准防控靶区。

关键词：采动地裂缝土壤入渗特性土壤侵蚀效应 RUSLE2模型陕北煤矿区

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淮南矿区强采动影响下煤巷锚网安全支护与围岩控制技术

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煤炭工程 2024年第11期56卷 29-37页

作者：任帅肖殿才罗勇余国锋任波高翔淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232000 淮河能源控股集团有限责任公司深部煤炭开采耦合灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室安徽淮南232000 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232000

淮南矿区近年来逐步进入深部开采,围岩应力高、环境复杂、软弱破碎、稳定性差、变形剧烈等工程技术难题日益突出,传统支护技术的局限性日显露,因此本研究基于淮南矿区潘三矿深井地质条件,采用理论分析、数值模拟、工业性实验、现场实测... 详细信息

淮南矿区近年来逐步进入深部开采,围岩应力高、环境复杂、软弱破碎、稳定性差、变形剧烈等工程技术难题日益突出,传统支护技术的局限性日显露,因此本研究基于淮南矿区潘三矿深井地质条件,采用理论分析、数值模拟、工业性实验、现场实测等方法针对深部强采动影响下煤巷围岩控制难题开展系统深入研究,分析了淮南矿区深部强采动煤巷围岩赋存特征,主要为埋深大、岩性变化大、巷道断面大、复合顶板较多、煤体强度较低等问题,根据淮南矿区煤巷围岩赋存特征分析了深部强采动煤巷控制技术难点;针对淮南矿区深部强采动煤巷围岩控制技术难点,建立了“应力优化-围岩改性-锚固强化”一体化协同控制技术体系,创新了“切顶卸压—注浆加固-厚锚固层强化”一体化围岩控制技术;在2121(3)运输巷道开展了工业试验,巷道回采期间运输巷道两帮最大累积变形量为436.6 mm,底板累积最大相对位移量约为390.1 mm,小于原支护方式下变形量的50%;2121(3)运输巷道顶板浅部岩层1.5~1.8 m范围存在离层和裂隙发育,深部顶板岩层完整性较好,具有较好的承载性能,可以较好的维护巷道稳定性,验证了该技术体系在深部强动压煤巷围岩稳定控制上具有较好的维控效果。

关键词：淮南矿区强烈采动影响厚锚固层锚固梯度围岩控制

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采煤工作面导水通道电法智能监测技术应用研究

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煤炭工程 2024年第2期56卷 92-98页

作者：黄刚余国锋韩云春罗勇任波赵靖徐一帆高银贵贺世芳淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232001 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232001 鄂尔多斯市华兴能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000 淮南矿业(集团)有限责任公司煤业分公司安徽淮南232095

针对目前受底板承压水威胁的工作面注浆效果评价以及工作面回采过程中异常区裂隙动态发育等情况的动态监测问题,采用电法智能监测技术,在唐家会煤矿61304工作面底板低阻异常区开展注浆效果监测试验以及对回采过程中煤层底板进行实时监测... 详细信息

针对目前受底板承压水威胁的工作面注浆效果评价以及工作面回采过程中异常区裂隙动态发育等情况的动态监测问题,采用电法智能监测技术,在唐家会煤矿61304工作面底板低阻异常区开展注浆效果监测试验以及对回采过程中煤层底板进行实时监测,通过监测岩层电阻率变化情况,成功捕捉到了注浆浆液动态扩散趋势和采动裂隙动态发育过程,及时预警了导水通道的动态发育情况。研究表明:电法智能监测技术能清晰监测导水通道动态发育过程,能分辨是否导通含水层,是带压开采工作面底板突水监测的新技术,为底板承压工作面的开采提供技术指导,保障煤矿安全生产。

关键词：底板承压水异常区注浆效果导水通道电法智能监测技术

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侧限约束冲击载荷下煤样能量耗散与损伤特征

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中国矿业大学学报 2023年第3期52卷 492-501页

作者：焦振华姜耀东赵毅鑫刘斌袁秋鹏黄祖军安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 淮北矿业集团有限责任公司朱仙庄煤矿安徽宿州234111

冲击载荷作用下煤岩能量转化与损伤控制是煤岩冲击动力学领域关注的重点问题.利用分离式霍普金森压杆和自制侧限约束装置,对煤样进行不同速度等级、不同约束状态冲击压缩试验,研究其能量耗散规律和破坏失效模式,并结合超声波测试、CT扫... 详细信息

冲击载荷作用下煤岩能量转化与损伤控制是煤岩冲击动力学领域关注的重点问题.利用分离式霍普金森压杆和自制侧限约束装置,对煤样进行不同速度等级、不同约束状态冲击压缩试验,研究其能量耗散规律和破坏失效模式,并结合超声波测试、CT扫描分析侧限约束条件下煤样损伤特征.结果表明:冲击压缩过程中煤样能量转化分布具有同步异幅特征,受煤低波阻抗特性影响显著.单轴冲击条件煤样呈脆性失稳破坏,从低速冲击的劈裂破坏向高速冲击下压碎破坏模式转变,耗散能与冲击速度呈二次函数正相关关系.受能量相同的入射波作用,侧限约束下煤样微裂隙扩展贯通困难,耗散能明显低于单轴冲击,煤样外观保持整体性较好,发生塑性变形破坏.随着冲击速度的提高,冲击载荷对煤样损伤程度的影响占主导因素,三维重构模型显示煤样内部损伤裂隙体积增幅明显,超声波高频信号降低、低频信号上升、频谱由单主峰向多峰转变.依据纵波波速变化特征,建立了侧限约束煤样损伤程度与冲击速度的关系表达式,可为相关工程设计施工提供参考.

关键词：冲击载荷侧限约束分离式霍普金森压杆能量耗散损伤破坏

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全光纤微震监测技术在底板突水监测中的应用研究

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工矿自动化 2024年第6期50卷 36-45页

作者：黄刚韩云春余国锋罗勇任波叶赞王立超赵靖徐一帆深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232001 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232001 平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司安徽淮南232000 淮南矿业(集团)有限责任公司潘二煤矿安徽淮南232000

目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程... 详细信息

目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程中底板突水监测为工程背景,使用全光纤微震监测系统与ESG微震监测系统进行对比,得出全光纤微震监测系统具有以下优势:记录的波形频谱特征更清晰,表现出高信噪比优势;对扰动深度的监测范围更大,远距离监测效果更好;震源定位结果分布更加合理,更符合工作面实际开采情况。在监测工作面回采全周期内,分析了11023工作面断层异常区底板破坏与微震活动性关系:在断层和煤层变薄异常区附近,微震事件的数量增多、强度增大;工作面初采期间应力集中释放,受采动影响,底板破坏较深;相对大能量事件主要分布在断层异常区的底板,底板破坏深度约为27 m,微震事件在3煤底板60 m以下没有成线或成面聚集的情况,说明裂隙并未扩展,未形成导水通道,工作面安全回采。

关键词：全光纤微震监测底板突水扰动深度震源定位断层异常区微震活动性相对大能量事件

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基于LSTM的矿井突水风险预测研究

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科学技术创新 2024年第10期 183-186页

作者：徐一帆韩云春黄刚童政高翔淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南

随着矿井开采深度不断增加,矿井突水灾害威胁日益增大,如何精准预测矿井突水风险是值得深入研究的课题。针对传统方法未对监测数据中隐藏的有效信息进行深度挖掘的问题,以潘二煤矿11023工作面为工程背景,提出一种基于LSTM的矿井涌水量... 详细信息

随着矿井开采深度不断增加,矿井突水灾害威胁日益增大,如何精准预测矿井突水风险是值得深入研究的课题。针对传统方法未对监测数据中隐藏的有效信息进行深度挖掘的问题,以潘二煤矿11023工作面为工程背景,提出一种基于LSTM的矿井涌水量预测模型和矿井水位预测模型,采用微震监测数据与水文观测数据对矿井涌水量和水位进行预测。结果表明,预测结果与真实测量值偏差较小,精度较高,具有较好的应用价值,可为矿井防治水工作提供技术指导。

关键词：煤矿开采矿井突水风险预测长短时记忆网络

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水面光伏对水生态环境影响的研究进展

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环境保护前沿 2025年第3期15卷 239-247页

作者：廖清发孙佳浩赵得荣陈要平陈孝杨申礼鹏张丽娜孙宏杰平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南

水面光伏作为新兴清洁能源的代表,充分利用光能资源的同时,减少土地占用,备受人们关注。基于国内外水面光伏对水体生态环境影响的研究,分析其对局地微气候、水质、水生生物及水体生态系统功能方面的影响。光伏布设导致水面粗糙度增加,... 详细信息

水面光伏作为新兴清洁能源的代表,充分利用光能资源的同时,减少土地占用,备受人们关注。基于国内外水面光伏对水体生态环境影响的研究,分析其对局地微气候、水质、水生生物及水体生态系统功能方面的影响。光伏布设导致水面粗糙度增加,近水体表面气流会受到不同的影响,减少水面的风切变,降低风速和改变风向;水面光伏改变原有的下垫面形态,打破水面辐射平衡过程,使局部气温在光伏区域白天增加,晚上下降,湿度则相反。上述变化引起局地微气候、水体的热量分布和气体交换的改变,导致在不同环境下水温变化不一,进一步影响水体的理化特性,如溶解氧含量和营养盐浓度等,从而影响到水生生物的生存和繁殖。As a representative of emerging clean energy, Floating photovoltaics (FPV) has attracted much attention for fully utilizing light energy resources and reducing land occupation. Based on domestic and international studies of the FPV on the ecological environment of water bodies, the effects of local microclimate, water quality, aquatic organisms and water ecosystem functions were analyzed. The layout of photovoltaic increases the roughness of the water surface, which affects the airflow near the water. This difference results in less wind shear over the water, resulting in lower wind speeds and different wind directions. In addition, surface photovoltaic also changed the original underlying surface morphology, breaking the radiation balance of the water surface, thereby changing the local microclimate. Specifically, the local air temperature in FPV area increases during the day and decreases at night, while the humidity shows the opposite trend. These changes affect the heat distribution and gas exchange of the water body, leading to different water temperature changes in varying environments. And the physicochemical properties such as dissolved oxygen content and nutrient concentration are further affected, ultimately affecting the survival and reproduction of aquatic organisms.

关键词：水面光伏气象要素环境影响生态功能

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淮南矿区切顶护巷、留巷及无煤柱模式开采理论及实践

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能源与环保 2025年第4期47卷 266-273页

作者：任帅罗勇肖殿才高翔康志鹏余国锋任波淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232000 淮河能源控股集团有限责任公司深部煤炭开采耦合灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室安徽淮南232000 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232000

淮南矿区目前已进入深部开采,平均采深-875 m,深部巷道围岩面临长时蠕变不稳定、变形大等难题,巷道控制困难、返修率高,深部巷道围岩治理亟待解决。基于淮南矿区深井地质条件,采用理论分析、工业性实验、归纳总结等方法,针对淮南矿区切... 详细信息

淮南矿区目前已进入深部开采,平均采深-875 m,深部巷道围岩面临长时蠕变不稳定、变形大等难题,巷道控制困难、返修率高,深部巷道围岩治理亟待解决。基于淮南矿区深井地质条件,采用理论分析、工业性实验、归纳总结等方法,针对淮南矿区切顶护巷、留巷及无煤柱模式开采理论开展研究,形成了淮南矿区应力减损调控技术,明确了切顶卸压护巷的实施范围,将护巷分为切顶卸压护已有巷道、切顶卸压护待掘巷道2大类型及5种模式;提出了淮南矿区沿空留巷无煤柱开采的煤巷顶板适用条件,优化了深浅孔交替爆破技术,明确了切顶高度、切顶间距等关键参数的设计方法;设计了实体侧巷帮加固锚索+浅深孔分步多级注浆方法,搭建了淮南矿区切顶卸压护巷的理论与成套技术框架,构建了“深浅孔交替切顶爆破—巷旁支护—巷内补强—煤帮协同支护”四位一体的淮南矿区无煤柱留巷自主创新技术体系。研究结果可为淮南矿区地压治理、巷道围岩控制提供有力支持。

关键词：淮南矿区深部煤层切顶卸压留巷无煤柱开采

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