本發明提供一種復雜煤層條件下露天礦開采境界與開采程序協同優化方法,優化方法包括:構建開采境界模型和外排土場境界模型;構建三維地質模型;確定開采程序方案;確定生產剝采比,編制露天礦剝、采工程進度計劃,確定各年度采剝工程位置及工程量;規劃采場內各工程位置、各類剝離物的流向流量,優化內、外排土場利用方案;優化剝離、采煤各開采工藝服務范圍及工藝系統布置方案;確定最優的開采程序。本發明的優化方法能夠較好地將開采境界與開采程序進行同步協同優化,不僅可操作性較強,而且能夠顯著降低露天礦的剝離開采成本,同時也能夠保證剝離物排棄與排土場規劃的協調性。
本發明公開了一種井下防爆車無人加油系統,包括控制中心系統、監測系統、供油系統、加油機器車以及定位導航系統。加油機器車通過液壓泵從供油系統油罐中補滿油液后,加油機器車根據規劃路徑,配合搭載攝像頭進行視覺識別避障,前往加油工作點。加油工作結束后,控制加油機械車返回至加油站補充油量休息,或繼續執行系統下發的新任務。該井下防爆車無人加油系統通過聯動配合智能化控制,能夠精準完成加油工作,運行流暢快捷,降低工作人員的工作量,大大提高工作的效率,速度快、成本低、勞動強度低、可靠性高,解決現在復雜地質條件煤礦環境下效率低、勞動強度大、可靠性差等諸多問題,大大改善了現場的工作條件,滿足智能化工作方式的需求。
本發明提供一種基于BRep模型的多面域地層有限元網格生成方法,涉及三維地質建模技術領域。主要研究內容包括:對建模區域的鉆孔數據進行處理,以Delaunay三角剖分為基礎,生成露天礦采場面,結合距離冪次反比法對地層界面以及斷層界面等進行插值生成;根據建模所需范圍建立模型范圍網格;對地層界面與斷層界面之間進行處理,建立地層界面與斷層界面之間的BRep模型;然后,建立模型范圍網格與地層界面以及斷層界面之間的BRep模型,即為多面域地層的BRep模型;對多面域地層空間進行不規則四面體剖分,實現基于BRep模型的多面域地層空間有限元網格生成。結果表明,該方法能精確地生成多面域地層空間的有限元網格,有效提高工作效率。
本發明公開了一種鐵路沿線下伏煤礦采空區注漿處治方法,通過鉆孔布置、鉆孔施工方法、注漿方式、注漿參數、注漿孔止漿、注漿施工順序以及注漿質量檢測的合理設計,通過采空區注漿工程,減少深部地層采空對淺部地基土強度產生的影響,減少不均勻沉降量,提高地基巖土體整體性能。通過治理消除或最大限度的減少采空區地質災害隱患,確保鐵路安全運行和社會和諧穩定。
本發明屬于煤礦充填開采巖層控制領域,具體涉及一種基于板殼理論的充填開采覆巖斷裂帶高度確定方法,該方法首先判斷堅硬巖層的位置,其次獲得堅硬巖層的臨界載荷與極限位移,再獲得堅硬巖層下方自由空間高度和堅硬巖層上覆載荷,通過比較臨界載荷與堅硬巖層上覆載荷、極限位移與堅硬巖層下方自由空間高度,判斷斷裂帶是否發育;該方法中涉及的各項基礎參數,均可以在工作面開采設計完成之后,根據地質資料、實驗室試驗等方法獲得,本發明能夠為充填開采過程中采取覆巖破壞的防治措施提供理論和數據依據,降低充填開采工作面覆巖破壞引發的災害,本發明對充填開采覆巖活動規律的分析具有廣泛的實用性。
本發明公開了一種流?固耦合模型試驗相似材料,由細沙、滑石粉、石膏、液體石蠟和水按照規定的配比均勻混合攪拌而成。本發明還公開了一種流?固耦合模型試驗相似材料的制作方法,步驟為:根據材料配比計算并稱量細沙、滑石粉、石膏、液體石蠟和水的質量;先將沙、滑石粉和石膏混合均勻,然后加入稱量好的液體石蠟和水充分攪拌至均勻;將攪拌均勻的相似材料裝入模具中并夯實;夯實后放入恒溫箱中進行養護,取出試件放置在干燥環境下干燥。本發明的流?固耦合模型試驗相似材料制作工藝簡單、廉價易獲得且無毒副作用,相似材料的力學性、水理性參數變化范圍廣泛,可應用于采礦、水利、地質及巖土工程等多種工程領域的流?固耦合模型試驗。
一種定量分析粉煤灰地聚物反應程度的方法。包括以下步驟:準備原材料水泥,粉煤灰,純96%以上的NaOH,水玻璃。應用ICP?OES技術分別檢測原材料Si元素含量。按照粉煤灰地質聚合物的配合比得出原材料內的Si元素總量,用HCl稀釋,研磨、過篩子并溶解;震蕩,過濾,將殘渣調PH值顯中性,烘干稱重;再用HCl溶解,對地聚物的殘渣稱重。用ICP?OES檢測殘渣活性Si元素含量,可得出殘渣的Si元素總含量,計算該地聚物的反應程度。本發明方法在實際應用中可以做到快速簡潔且準確地計算出地聚物的實際反應程度,對其后續的施工以及本身的耐久性提供了一個強有力的支撐。
本發明提供了一種基于露天礦分區開采工藝的開采方案優化方法,優化方法包括如下步驟:步驟S1,對礦床地質模型、采場排土場現狀模型及資源開采條件進行分析;步驟S2,確定邊坡的形態及參數;步驟S3,對排土場邊坡形態及參數進行優化;步驟S4,圈定開采境界、劃分采區及確定開采順序方案;步驟S5,確定當前采區及其相鄰采區間端幫的采排方案;步驟S6,確定剝采程序、采區間過渡接續方案及采場,制定排土場建設發展規劃;步驟S7,編制采排工程進度計劃及實施方案。本發明技術先進、經濟合理、安全可靠,能夠達到縮短運距、降低剝采比、產能可靠接續的目的。
本發明提供一種煤礦底抽巷快速掘進方法,涉及煤巷掘進技術領域。該方法確定巷道支護設計方案,包括底抽巷支護參數設計和底抽巷支護設計校核;底抽巷支護參數設計中,采用“錨網+錨索”組合支護方式,包括巷道頂板支護參數設計和巷道兩幫支護參數設計;采用割矸+架棚+錨索永久支護+滯后錨桿補強支護的底抽巷快速掘進工藝;快速掘進工藝的施工工序為:割矸→架棚+錨索永久支護→施工風筒側頂角錨桿和幫角錨桿;平行作業:在二運后錨桿補強支護→回棚。本發明很好地利用底抽巷頂板的地質條件,充分利用掘進工作面的設備、時間和空間,將掘進各個工序最大限度地實現平行作業,縮短循環時間,增加日循環次數,極大地提高底抽巷的掘進效率。
本發明公開了一種軟巖邊坡穩定性有限元分析及監測、支護方法,包括以下步驟;步驟一;歸納出巖質邊坡破壞類型,邊坡穩定性影響因素和邊坡加固支護措施,建立不同影響因素作用下工程地質模擬分析的力學模型,分析控制軟巖邊坡穩定性的主導因素及其潛在模式;步驟二;邊坡穩定性有限元分析法,把實際的結構物或連續體用一種由多個彼此相聯系的單元體所組成的近似等價物理模型來代替,通過結構及連續體力學的基本原理及單元的物理特性建立起來表征力和位移關系的方程組,該種軟巖邊坡穩定性有限元分析及監測、支護方法,運用有限元法分析其穩定性,對可能進一步發生危險之處進行支護和治理,對解決邊坡穩定性問題有一定的指導意義。
本發明一種充填開采導水斷裂帶高度預測方法,屬于礦井生產安全技術領域,本發明采用巖石力學理論方法對頂板破壞帶的高度進行理論分析和計算,將頂板破壞的傳統經驗預計提升到了理論預計。充分的考慮不同礦井的地質概況和充填技術特點,使得頂板導水斷裂帶的計算過程更為精確具體,彌補了現有充填開采導水斷裂帶理論計算方法的一個空白,為礦井安全生產提供更大支持和保證。
一種急傾斜煤層采空區之間用于防火的隔離煤柱留設方法,所屬礦井工作面采空區的防火領域,隔離煤柱留設方法為:1、確定留設煤柱參數步驟;2、水平隔離煤柱的留設;3、區間隔離煤柱的留設。本發明方法對于部分地質條件特殊、通風系統復雜的高瓦斯采區,遵循采空區之間裂隙不連通的原則,設計出能夠徹底隔離采空區的合理煤柱尺寸,防止有毒有害可燃氣體威脅工作面的生產安全,避免生產事故的發生,保證該礦井的安全高效生產,且本發明可以做到簡單易實施,具有無需后續操作的優點。
本發明涉及擋土墻支擋技術領域,提供一種狹小空間下錨桿復合L型懸臂式擋墻規格的確定方法,首先勘察邊坡且調查近邊坡范圍內居民建筑物,獲取工程地質條件與周圍建筑概況;結合規范選取L型懸臂式擋墻基本尺寸;然后對L型懸臂式擋墻進行抗滑移穩定性驗算和抗傾覆穩定性驗算;接著計算錨桿復合L型懸臂式擋墻所需錨桿的抗滑移錨固力與抗傾覆錨固力,進一步計算錨桿所需的總錨固力與打入傾角;再對錨桿復合L型懸臂式擋墻進行角度與總錨固力合理性判別;最后確定出錨桿復合L型懸臂式擋墻的規格。本發明原理簡單、操作簡便、設計結果可靠,通過占用較小空間起到保證邊坡與臨近設施安全的作用,還降低施工復雜性及工程造價。
本發明公開了一種基于煤巖電荷信號的沖擊地壓監測預警系統,用于對煤礦沖擊地壓進行智能監測預警,首先確定需要重點監測的巷道;然后在確定的巷道區域內安裝數據采集模塊、數據監測模塊、數據傳輸模塊;在地面安裝數據處理模塊、數據預測模塊及數據預警模塊。將數據采集模塊、數據監測模塊、數據傳輸模塊、數據處理模塊、數據預測模塊及數據預警模塊整合至沖擊地壓監測預警系統。目前,該方法采取多元自動分析,判斷沖擊地壓危險等級,不需人工干預具有自動分析的能力,同時本發明適用范圍廣,適用于深部礦井含有地質構造區的開拓或準備大巷沖擊地壓預測方面,能準確預測沖擊、高效發出預警信息,提前采取卸壓措施,減少礦山動力災害引起的安全事故、提高回采巷道的安全性具有重大意義。
一種用于巖土工程基坑加固的防護結構,包括下部底座、上部底座及立柱,所述上部底座下表面和下部底座上表面均設置左側圍板導軌、右側圍板導軌、前側圍板導軌及后側圍板導軌,上部底座和下部底座之間通過多個立柱連接,沿所述立柱的軸向等間距開設有插銷孔,立柱外圓面套裝有套筒,位于中間的兩個立柱的多個套筒上分別對稱安裝有用于與左側圍板和右側圍板固定連接的左側液壓伸縮桿和右側液壓伸縮桿,位于邊緣的兩個立柱的多個套筒上分別安裝有用于與前側圍板和后側圍板固定連接的前側液壓伸縮桿和后側液壓伸縮桿。本發明針對施工現場的地質條件和對自然質環境分析,可以達到保證地基強度及穩定性。
一種在井下利用冷熱交替作用抽采煤層氣的方法,屬于非常規油氣開采技術領域。該方法包括:(1)從地面進行豎直鉆井,布置井網,鉆井的井深直至煤層,井口數≥2,布置的井網中,至少一口井作為工作井,其他井作為采氣生產井;(2)將熱源從工作井中下入到煤層中,熱源溫度調至380~450℃,對煤層進行加熱,待煤層溫度≥350℃,停止加熱;(3)通過工作井,向煤層中注入液氮,液氮的注入量根據地質條件和煤體特征不同而定,液氮汽化后,制冷結束;(4)重復(2)和(3)多次,讓煤層一直處于冷熱交替作業狀態中,在采氣生產井抽采煤層氣。該方法能夠有效的進行煤層氣抽采,加快煤層氣抽采速度和提高抽采率。
本發明涉及一種裂隙水預警式錨桿,屬于土木工程領域,是一種支護裝置,主要應用于巖層裂隙發育的復雜地質。包括相互連接的自進式錨桿與裂隙水預警裝置,所述自進式錨桿與裂隙水預警裝置通過引流線連接,所述自進式錨桿頭部設有中空合金鉆頭,中空合金鉆頭外側及頂部設有入水孔,桿體外側自帶自進式螺紋,桿體均布注漿孔,桿身內側設有引流線,引流線一端置于中空合金鉆頭內,另一端穿過止漿塞與裂隙水預警裝置連接,所述自進式錨桿采用連接套加長桿體,桿體尾部由墊板、螺母、止漿塞、堵漿塞組成;所述預警裝置由預警溶液與防水保護套組成,預警溶液置于防水保護套內,起預警裂隙水隨裂隙發育涌入錨桿錨固地層的作用。
本發明涉及一種基于裂隙水預警裝置的自進式錨索,屬于土木工程領域,是一種支護裝置,主要應用于巖層裂隙發育的復雜地質。包括相互連接的自進式錨索與裂隙水預警裝置,所述自進式錨索與裂隙水預警裝置通過引流線連接,所述自進式錨索頭部設有中空合金鉆頭,中空合金鉆頭外側及頂部設有入水孔,桿體外側自帶自進式螺紋,桿體均布注漿孔,桿身內側設有引流線,引流線一端置于中空合金鉆頭內,另一端穿過止漿塞與裂隙水預警裝置連接,所述自進式錨索采用連接套加長桿體,桿體尾部由墊板、螺母、止漿塞、堵漿塞組成;所述預警裝置由預警試紙與防水保護套組成,預警試紙置于防水保護套內,起預警裂隙水隨裂隙發育涌入錨索錨固地層的作用。本發明結構簡單,預警裝置構造簡單,支護效果好高、施工方便、施工速度快、經濟成本低、施工步驟簡單、縮短工時、降低造價。
本發明提供一種用于預測復雜煤層開采結構的優化方法,涉及煤層開采技術領域。本發明根據煤層工作面的賦存條件,編寫應用插件。以煤礦井下采樣數據為基礎,在仿真模型中添加包裹體、斷層、夾矸巖層、頂底板的構造,融合更多的煤層地質條件信息。根據包裹體實際結構尺寸,高度還原包裹體外形、硬度;開發多礦物組成的煤巖層顆粒填充技術,打破生成顆粒材料的固值化;同時自定義煤層屬性,建立自定義接觸模型模擬煤巖顆粒表面的粗糙度,使其煤巖表面的凹凸性更加顯著;以顆粒碰撞釋放能量理論為基礎,添加能量釋放模塊,為工作面“無人化”開采的識別與控制提供基礎數據。
本發明屬于煤樣檢測技術領域,具體涉及一種高溫水解-溴離子選擇電極測定煤中溴的方法。本發明方法是首先繪制Br-濃度對數值和響應電位的標準曲線,然后對煤樣高溫水解,以NaOH溶液作為Br吸收液,測定吸收Br后的熱解液電位值,計算煤中溴的含量。本發明方法具有經濟、簡便和不需要貴重儀器等優點,因而能廣泛用于煤和其它地質樣品中溴含量的日常分析。
本發明公開了一種高效率礦山普查破碎取樣裝置,涉及礦山取樣技術領域。本發明包括電機和鉆桿,所述電機通過聯軸器連接鉆桿,鉆桿底部固定安裝有鉆頭,所述鉆桿一側通過連接軸連接有取樣管,所述取樣管為直角型,取樣管的直角上安裝有吸風機,取樣管末端安裝取樣箱,取樣管上靠近取樣箱的位置安裝有閥門。所述鉆頭呈圓錐形,所述鉆頭上均勻設置有若干個錐頭,鉆頭和錐頭上均設有用于收集礦石的小孔。所述聯軸器兩側安裝有把手,把手上套裝有橡膠套。所述取樣管底部安裝有支撐腿。本發明鉆頭不受礦山地質巖層影響,輕松破碎取樣層,便于取樣收集。
本發明公開了一種傾斜煤層充填開采對地面路基沉降的分析方法,其特征在于,確定特厚煤層填充開采對上覆巖層的影響,以保證地表公路滿足規范要求的正常使用的沉降量,使用PFC3D作為模擬平臺,采用下落法對模型進行構建和模擬分析;其包括如下步驟:確定地質條件、建立模型、模擬充填開采、分析地面路基沉降;本發明可用于分析充填開采對路基沉降的影響。
本發明涉及地質開發領域,特別涉及一種分析致密砂巖孔隙結構狀態的方法。該分析致密砂巖孔隙結構狀態的方法,包括以不同孔隙結構在測井響應特征上的差異為基礎,利用測井曲線分析致密砂巖孔隙結構狀態。本發明的方法利用常規測井曲線對致密砂巖孔隙結構狀態進行分析。本發明的有益效果是:流程簡便實用,分析結果與壓汞實驗、核磁實驗測量的孔隙結構參數有較好的一致性。
本發明提供一種基于物理模擬試驗的端幫開采支撐煤柱穩定性確定方法,首先建立待監測工程地質的物理模擬試驗模型,并模擬支撐煤柱隨著載荷增加煤柱失穩的過程,采集各測點的豎向應力繪制應力曲線,根據應力曲線的形狀判斷煤柱是否發生失穩,回采過程中煤柱豎向應力呈馬鞍形分布,處于穩定狀態;分級加載過程中,煤柱寬度由小到大依次發生剪切破壞,煤柱中部豎向應力出現突增是失穩的前兆,將豎向應力突變拐點作為煤柱失穩預警判據;本發明可準確地模擬工程現場實際情況,為支撐煤柱的相關參數提供合理的設計依據。
本發明提出一種考慮地殼介質品質因子估計地震中場地放大效應的方法,涉及地震工程和巖土工程技術領域。該方法包括:選取有類似構造的研究區,搜集所有基巖場地水平向地震記錄;獲得基巖場地東西向和南北向傅里葉幅值譜;計算兩兩基巖場地東西向、南北向品質因子;得到具有如Q(f)=Q0 f n形式的介質品質因子;計算研究場地在地震中的水平向場地放大效應。本發明提供的一種考慮地殼介質品質因子估計地震中場地放大效應的方法,考慮了品質因子對地震波的吸收衰減作用,當參考場震源距與所研究場地震源距存在較大差異時,改進后譜比法能夠更加準確的評估場地放大效應,對工程選址提供有力依據,降低地震中不良場地地質條件對工程的損害。
本發明公開一種基于無線傳輸的煤礦采場震源監測定位系統,包括,監測模塊,無線通信模塊,數據處理模塊,控制模塊,報警模塊;監測模塊用于獲取震源波形數據;無線通信模塊用于實現監測模塊與數據處理模塊之間的無線通信;數據處理模塊用于獲取地質信息,通過震源波形數據及地質信息對震源波形數據進行三維建模,并根據三維建模結果,對震源進行定位,獲取震源位置;控制模塊用于根據震源位置生成報警指令,并將震源位置及震源波形數據進行存儲及顯示;報警模塊用于根據報警指令生成報警信號。本發明能夠對震源位置進行準確定位,同時在震源位置獲取之后,及時提示相關人員進行震源位置的查看,及時發現震源準確位置,具有很強的實用性。
一種露天煤礦內排土場排土參數的優化方法,屬于露天開采領域。該方法為建立露天煤礦地質模型和采場的剝采模型,確定內排土場邊坡巖土體物理力學指標,再確定露天煤礦內排土場邊坡的安全儲備系數,以露天煤礦內排土場邊坡為工程背景,選取典型的工程地質剖面,在原設計內排土場邊坡角度現狀的基礎上調整平盤寬度,以1°的步長進行加陡,采用極限平衡法對邊坡穩定性進行分析,得到逐年的內排土場工程位置,不同排土參數對應的穩定性系數FS,當滿足FS>K時,最大的排土角度及對應的平盤寬度為最優的內排土場排土參數,并通過結合強度折減理論算法進行進一步驗證。該方法在滿足安全與實際生產的同時,充分釋放內排空間,提前實現完全內排。
本發明公開了基于層次分析和模糊綜合評判的煤礦沖擊地壓預測方法,涉及礦山安全生產技術領域,通過分析、篩選、考慮地質動力環境類、地質類和開采類多個因素對沖擊礦壓危險的影響,與其它僅考慮單個或幾個因素的做法相比,分析更加全面、合理其次,將每個因素按照其不同影響程度賦予各自對應權重,結合各因素隸屬度共同構成模糊關系矩陣,采用模糊綜合評判方法對沖擊地壓危險性進行預測,實現了沖擊地壓危險程度的可算性和可定量化,同時將沖擊地壓危險劃分為不同等級,比以往采用有沖擊和無沖擊的二級制的做法更加詳細和合理,可使沖擊地壓防治工作更加具有針對性和有效性。
本發明提供一種拉斗鏟倒堆工藝拋擲爆破臺階高度設計方法,涉及露天煤礦拉斗鏟倒堆工藝中拋擲爆破技術領域。包括:構建所研究礦區的三維礦床地質模型并劃分采掘帶;計算各采掘帶煤層的平均厚度;計算拉斗鏟進入斷陷帶區域后的年平均倒堆能力V拉和單斗卡車的輔助生產能力V輔;計算倒堆系統的整體生產能力V系統;計算有效拋擲率與拋擲爆破臺階高度關系函數;對所研究礦區的橫向坡度和縱向坡度的拋擲爆破臺階高度進行調整。本方法解決了露天礦開采過程中由于煤層斷陷帶而引起的地質條件變化對拉斗鏟倒堆剝離工藝產生的影響,在確保爆破質量的同時降低爆破成本,提高過斷陷帶期間拉鏟的作業效率,減小倒堆二次剝離量,提高了露天礦的經濟效益。
一種應用于煤礦地下水庫的人工壩體,用于采礦工程、工程地質、水文地質、水利工程和環境工程相關領域。包括卸壓墻、支撐梁、隔水墻、側幫壩、監測系統,所述隔水墻與側幫壩相連,所述隔水墻與卸壓墻相連,所述卸壓墻與支撐梁相連,所述支撐梁與隔水墻相連,所述監測系統中各傳感器均與隔水墻相連;主要用于煤礦地下水庫的封閉和連接區段保安煤柱,與傳統煤礦地下水庫人工壩體相比本發明通過卸壓墻和隔水墻改變了壩體受力結構,增強了壩體的強度,并且在隔水墻上安裝有傳感器能夠實時監測煤礦地下水庫水位和水庫所受壓力情況,可有效預防水庫中水流外溢引發的安全事故。
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