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本发明提供了一种矿用便携式巷道多源传感器扫描装置及施工方法，装置包括外壳体和采集控制电路；采集控制电路包括电源单元、传感器单元、工控计算机单元和交互显示单元；传感器单元包括三维激光雷达、全景摄像头和MEMS陀螺，经过多源传感器融合后采集高精度点云数据；工控计算机单元用于控制传感器单元数据采集和处理，与交互显示单元实现输入和展示互动；交互显示单元用于实现参数输入和展示工控计算机单元的处理结果。本发明能够完成煤矿井下复杂工况环境下巷道快速扫描并为高精度地质模型构建提供数据支撑，具有精度高、可靠性强、适应性好等特点。
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一种煤层底板奥陶系灰岩顶部水平注浆孔浆液扩散控制方法，其首先分析受注地层奥灰顶部裂隙几何参数、水文地质条件、注浆改造强度要求和注浆材料粒度分布特征，分析水泥基浆液物理力学性质和影响因素敏感性，然后构建水平孔倾斜裂隙浆液扩散控制模型，并利用水泥基浆液性能和浆液扩散控制模型分析水泥基浆液水固比选配标准和调控原则，最后基于设备额定注浆能力和区域改造范围要求，利用浆液控制模型得到水平分支孔不布置间距、注浆终结压力和注浆稳压时间等注浆终结参数标准，在注浆施工过程中通过调控浆液水固比、注浆终结压力和注浆稳压时间便可得到满足水平分支孔间距的浆液扩散距离，从而实现对浆液扩散的有效控制。
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本发明提供盆地深层复合成因的流体压力预测方法，调查研究区的构造、沉积背景，遴选出研究区内构造稳定、沉积同物源的地区；对构造稳定和沉积同物源地区进行泥岩压实规律研究，得到最大埋深期泥岩压实曲线斜率的数学模型；求取构造复杂地区最大埋深期的压实与加载曲线，通过声速与垂向有效应力作图得到加载曲线；求取构造作用前后垂向有效应力差值的数学模型，最大埋深期地层的垂向有效应力在受到挤压、抬升或断裂作用时，垂向有效应力将减小到现今大小，对于该有效应力差值的影响因素，构建地质模型，在此基础上，研究其与距断层或背斜前肢距离及剥蚀厚度的关系，得到构造作用前后垂向有效应力差值的数学模型；求取复合成因的流体压力。
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本发明公开了一种钻探施工过采空区的方法，包括如下步骤：S01：收集地质资料；S02：开孔钻进；S03：当钻头穿透采空区后，停止钻进，并提升钻头及钻杆；S04：通过钻杆将采空区套管下移至采空区的位置；S05：反转钻杆，将钻杆与采空区套管分离，并提升钻杆；S06：向钻孔内浇筑水泥浆；S07：水泥浆凝固形成水泥层；S08：钻头穿透水泥层；S09：对钻孔进行清洗；S010：继续钻进直至煤层底板。本发明公开的钻探施工过采空区的方法，采用采空区套管对采空区区域的钻孔孔壁进行保护，避免了全孔套管护壁，既能节约管材、又能达到保护孔壁的目的，同时可有效节约工期。
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一种能够有效避开后方不利因素的影响、提高信噪比和对孔周围地层介质中异常体的分辨能力、提高探测准确率的、在巷道掘进迎头后方固定供电电极，向地层中供出稳恒电流，建立点电源场；迎头前方顺层钻孔内观测点电源场变化规律，探测巷道掘进前方隐伏致灾体的直流电法超前探测方法。包括在掘进迎头附近布置多个供电电极，并与无穷远电极一起组成供电系统，在钻孔内布置由接收电极组成的接收系统。所述接收电极由孔口至深部依次移动布置，每次移动，均接收三个供电电极分别供电时产生的电位差，并可以计算出相应位置的视电阻率。以电位差和计算的视电阻率为基础数据，将三组数据进行联合处理，得到可用于地质解释的数据体。
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本发明涉及地质勘探电子测量领域，公开了一种岩石电阻率测量仪及测量方法，包括：24路CV连接切换模块、24路可调恒流输出模块、信号调理模块、处理器和上位机分别与多路电源模块连接，24根探针与24路CV连接切换模块一一对应连接，24路CV连接切换模块与24路可调恒流输出模块一一对应连接，24路CV连接切换模块、24路可调恒流输出模块和信号调理模块分别与处理器连接，24路CV连接切换模块与信号调理模块连接，信号调理模块与处理器连接，处理器与上位机连接，这种岩石电阻率测量仪及测量方法，能够在x、y、z的三维立体空间上对内部分布结构具有非均匀各向异性的岩石样品进行数据采集分析，解决了单维度测量造成的误差较大的问题。
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本发明公开了一种富水软弱围岩长大隧道施工方法,所施工隧道的正洞一侧设置有隧道斜井；正洞分为隧道进口段、隧道出口段和连接于二者之间的中部连接段，中部连接段分为斜井辅助施工进口段和斜井辅助施工出口段；对隧道进口段、隧道出口段、斜井辅助施工进口段和斜井辅助施工出口段进行施工时，均分多个节段施工；任一个节段施工均包括步骤：一、超前地质预报：当前方存在碎屑流地层时，进入步骤二；否则，进入步骤三；二、稳定性控制施工；三、初期支护方案确定；四、隧道开挖及初期支护施工；五、隧道二次衬砌施工。本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能满足富水软弱围岩长大隧道的施工要求，施工工期短，且施工过程安全。
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本发明公开了一种长大隧道快速施工工艺，由进口至出口方向的隧道施工方法与由出口至进口的隧道施工方法相同且均由后至前对各施工段分别进行施工，施工过程如下：一、初始施工段开挖施工，过程如下：超前地质预报并确定当前施工段的开挖施工方法，当前施工段开挖施工及初期支护；二、下一个施工段开挖施工；三、多次重复步骤二，直至所施工隧道贯通；隧道施工过程中，及时对发现的渗水区域进行引排水处理，并由前至后同步对开挖完成的隧道洞进行二次衬砌施工。本发明设计合理、施工简便、施工过程安全可靠且施工周期短、施工进度快，有效解决了现有长大隧道施工时所存在的设备投入多、施工周期长、施工进度慢等缺陷和不足。
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本发明涉及一种砂层空间超前支护加固工艺，该工艺包括以下步骤：1）确定全断面砂层巷道需要加固的加固区域；2）根据加固区域的砂体力学特性将已确定的加固区域进行分区；3）在步骤2）所得到的分区上进行支护加固。本发明提供了一种完善和发展了巷（隧）道或地下硐室在复杂地质条件下超前预支护体系，符合穿越砂层时的地层条件下巷道工程中的应用的砂层空间超前支护加固工艺。
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一种煤矿突水水源判别方法，其具体步骤为：1）确定目标区域水文地质特征；2）对目标区域进行水样采集和检测；3）对目标区域的水样信息进行初步分析；4）确定目标区域不同含水层中DOM的三维荧光光谱指纹敏感区域；5）建立目标区域各水层的水化学特征信息表；本发明方法判别快速，能利用地下水中DOM总含量和荧光特性，建立不同含水层的水化学特征，为突水水源判别提供技术方法，为煤矿防治水工作提供容易区分含水层的水化学特征数据，为煤矿突水发生过程中堵水工作确定准确的突水水源，并争取到宝贵的抢险救灾时间。
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本发明涉及一种瞬变电磁数据快速准确的深度反演方法。本发明根据大地电磁法中的周期和瞬变电磁法中的延迟时间相对等的简单关系，再采用大地电磁法中博斯蒂克反演方法构制初始模型，取博斯蒂克深度，最后根据正演计算的视电阻率理论拟合值与实测值的差别依次调整每一个电性层的厚度和电阻率。本发明方法简便，易于操作，不论对于理论数据还是实测数据，均有良好的处理效果，可以快速反演得出符合地质构造的深度，大大提高瞬变电磁法资料处理速度及解释精度，从而推动该方法技术的大幅度发展及应用。
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本发明公开了一种适用于悬臂掘进机施工的围岩分级体系及分级方法，方法包括步骤S1.根据初步地勘结果进行悬臂掘进机地层影响因素指标分级；S2.采用和差法对各指标的分值进行求和，求出适应性总分值，进行悬臂掘进机地层适应性分级；S3.引入围岩钻掘指数RPI，进行悬臂掘施工可掘进性分级；S4.结合适应性分级和可掘进性分级对围岩岩层地质进行综合分级；本方法通过考虑影响悬臂掘进机施工的关键因素，分别建立悬臂掘进机施工围岩的适应性分级和可掘性分级，建立基于掘进性能的悬臂掘进机施工围岩分级体系，能够节约隧道开挖成本，提高悬臂掘进机施工效率，具有可有效节约隧道开挖成本、提高悬臂掘进机的掘进效率的特点。
本发明公开了一种附加DEM约束的SAR偏移量三维形变估计方法及系统，属于地表三维形变监测技术领域，能够解决现有技术中仅使用单轨SAR数据无法估计三维形变位移的问题。所述方法包括：获取监测区域的两景SAR数据，并对两景SAR数据进行预处理，得到两景单视复数图像；计算两景单视复数图像中监测区域地表的二维形变位移；所述二维形变位移包括方位向形变位移和视线向形变位移；根据监测区域的外部DEM和二维形变位移，建立由二维形变位移估算三维形变位移的观测方程；所述三维形变位移包括在北方向、东方向和天顶方向上的形变位移；对观测方程进行参数估计，获得监测区域的三维形变位移。本发明用于地质灾害的监测。
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本发明公开了一种原位黄土抗拉强度测试装置及测试方法，该孔内土体抗拉强度测试装置可以测定土体天然状态下的径向抗拉强度，真实获取原位工程地质信息；在测试过程中该装置可精准控制定位，能“行走”至任意深度的孔底进行测试；且仪器径向可适应25cm‑35cm直径范围的深孔，适用性较强；在孔底切削系统工作过程中，仅在孔底进行切削测试，对钻孔侧壁破坏较小；装置整体为金属制品，材料经济实惠，制作方便，且该装置工作过程中能耗小，环保可靠。
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本发明公开了一种多场可视化的采动相似模型实验装置，它涉及力学、传热学、实验和采矿领域，它是以工字形中空结构箱体为框架的封闭式结构。箱体顶部通口连接加压装置，内置实验体，箱体的底部通口外接收集装置。箱体侧壁竖直钻有通水渠且水平钻有与通水渠相通的通水螺丝孔，通水渠连接水流控制装置。通水渠内置注液装置以模拟煤气化。箱体内置液压枕以模拟采动层。箱体角度控制装置夹持箱体，改变箱体倾角。模拟材料采用原位一致材料并进行颗粒配比。本发明适用性较强，通过调节螺栓、液压枕、矩形气囊、注液种类和流速以及箱体倾角，可分析得到不同开采形式、地质条件的原位岩土体的岩层位移场、应力场和裂隙场等多场可视化的演化规律。
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本发明涉及地下工程及塌方抢险救援领域，具体公开了一种基于长短时记忆神经网络的钻具受力优化控制方法，以长短时记忆神经网络代替人工实现了自动根据监测数据判断钻机所处状态，并实时提出优化方案；现场试验前利用离散元方法进行数值模拟，避免了现场试验地质情况复杂、试验成本高、数据分析困难的缺点；建模过程中采用控制变量的方法分析单一变量对钻具受力的影响，更准确的总结该状况下的钻具曲线变化特征；本发明能够用于钻机钻进的全周期中，当现场曲线的发展趋势与标准线偏差较大时，自动判断选择优化方案，使得外钻筒扭矩曲线的变化朝着制定的目标发展，在充分发挥大口径钻机的救援效率同时，同时避免“卡钻”问题的发生，使得救援过程流畅。
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本发明公开了一种串联立式好氧厌氧组合的地下土壤渗滤系统，自上而下依次包括植物层、种植土壤层、布水层、第一土壤渗滤层、第一承托层、第二土壤渗滤层和第二承托层；布水层中设置有布水管，布水层顶部设置有进水口，第二承托层底部设置有出水口；第一承托层中设置有通气管，通气管与外部空气连通；布水层、第一承托层、第二承托层均包括碎石块或粗砂，第一土壤渗滤层和第二土壤渗滤层均包括黄土。本发明系统在运行中，呈现出水文地质学中上层滞水迁移行为的特点，污水在垂直渗流方向经历好氧环境→厌氧环境→好氧环境→厌氧环境分布的组合，既保证对于有机氮的矿化作用，又实现对矿化后的氮的去除作用，使得对氨氮与总氮的去除能力较大提高。
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本发明一种为大型真实岩心平板模型提供真三轴围压的实验方法涉及石油、矿产、地质领域，提供一种为大型真实岩心平板模型提供真三轴围压的实验方法，包括以下步骤：模型设计，根据相似原理建立与实际油藏相似的三维大尺度物理模型，包括设计平板模型几何形状，裂缝形状和分布，井网部署；在采集实验地区的露头根据实验方案切割而成的平板岩心上按照一定的距离布置网格点位，根据设计图纸钻孔，将人造井筒与电阻率传感器、压力传感器依次放入平板岩心中；在人造井筒、压力传感器与平板岩心四周浇筑透明环氧树脂；本发明通过围压的控制，可以大幅提高平板模型实验的注入压力，将实验方案更接近真实工况，可以克服常规树脂平板模型不承压的问题。
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本发明公开了一种形变监测数据处理方法及形变监测装置，其中形变监测数据处理方法包括以下步骤：获取基准站与监测站对多颗卫星连续的GNSS观测值；根据GNSS观测值，在基准站与监测站之间做站间差分，得到基于伪距和载波相位的单差观测模型；将单差观测模型在不同卫星之间做星间差分，构建双差观测模型；根据双差观测模型以及GNSS观测值，建立误差方程；对误差方程进行解算得到模糊度浮点解，之后利用LAMBDA算法求得每颗卫星的宽巷模糊度固定解以及窄巷模糊度固定解；求解双差观测模型，得到形变监测点的位置坐标信息。本发明能够有效的解决地质灾害突发情况下的高精度监测与形变监测数据的实时解算分析。
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本发明属于同位素分析技术领域，公开了一种富Sr矿物或岩石进行Sr同位素分析的方法及系统，对待测矿物中质量数为83、83.5、84、85、86、86.5、87和88的信号进行采集；采用检测重叠峰左侧肩膀位置的方式扣除Ca/Ar聚合物对84Sr的干扰；然后进行同质异位素干扰和双电荷干扰校正，Sr同位素质量分馏校正因子采用88Sr/86Sr自然丰度对Sr同位素比值进行指数归一化质量歧视校正，得到87Srt/86Srt来示踪样品的地质来源，揭示壳幔演化历史。本发明优化了干扰扣除方法，简化了测试流程，标准样品测试结果与推荐值在误差范围内一致。
本发明公开了一种基于中空螺杆钻具的煤矿井下近钻头多参数随钻测量系统，包括中空螺杆钻具和近钻头测量仪器，中空螺杆钻具内设置有中心通孔，近钻头测量仪器安装在中空螺杆钻具的中心通孔内部和两端。定向钻进过程中，近钻头测量仪器实时测量钻头处的钻孔轨迹参数、煤系地层地质参数和钻进工程参数，以有线传输方式传输至上部随钻测量系统，并由上部随钻测量系统传输至孔口。本发明的近钻头多参数随钻测量系统具有结构可靠性高、信号传输快速稳定、仪器尺寸短、对螺杆钻具造斜能力影响小、参数测量种类多等显著优势，为钻孔轨迹精准控制、钻进工况识别和参数优化提供了依据，支撑煤矿井下智能定向钻进的实现。
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本发明公开了一种龙门护盾式(复杂地质条件的)智能掘进机器人系统，包括悬臂式掘进机器人、钻锚机器人、临时支护机器人、补钻机器人、锚网运输机器人、通风系统、二运系统及自移机尾，钻锚机器人、临时支护机器人、补钻机器人均为框架结构，依次前后布置，为悬臂式掘进机器人提供一个安全工作空间，并完成锚网的支护及钻锚任务；臂式掘进机器人、二运系统依次布置，位于钻锚机器人、临时支护机器人、补钻机器人相连构成的框架结构内部，可实现煤的开采及运输；本发明在可以保证工作安全的基础上，实现掘进与支护并行作业，具有结构简单，操控方便，适应性强等特点，能够有效提高掘进效率，促进支护速度和质量，减少工作人员，保证安全生产。
孔隙介质中基于4D PP‑PS波反演CCUS压力和饱和度变化的方法，构建CO2不同注入量或者注入地层不同阶段，储层三相流体(CO2、水、由)饱和度的变化规律，并以此为基础建立CO2注入不同阶段的流体替换模型，获取流体替换前后，储层纵波速度、横波速度、密度变化率单独随孔隙压力和CO2饱和度的变化关系，通过多元多次拟合，选取相关系数最高的拟合曲线搭建储层弹性参数与储层孔隙压力和CO2饱和度之间的桥梁，构建四维PP‑PS波叠加数据的差异与储层孔隙压力和CO2饱和度的变化关系，确定其变化量，有助于确定CO2注入地下后的分布范围以及可能的CO2泄漏点，更好的评估CO2地质封存的安全性。
本发明公开了一种超声激励与水力割缝一体化装置、复合强化瓦斯抽采系统及方法，包括套管，套管顶部固定有水力割缝钻头，水力割缝钻头的周向上设有若干水力割缝钻头射流孔，套管底部通过高压软管连接至高压泵，水力割缝钻头的下部设置有超声波换能器，且超声波换能器套设在套管上，所述超声波换能器通过电缆连接至超声波发生器。本发明通过超声激励与水力割缝的有机结合，实现了两种单项技术的优势互补，有效促进煤层瓦斯解吸，提高煤层渗透率，解决矿井瓦斯抽采技术难题，且适用于各种复杂地质条件，应用范围较广。
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本发明公开了一种可拼装的三维网状加筋带柔性支挡结构，主体部分包括面板和加筋带，面板前后、上下布置，同时每个面板上的加筋带也上下设置，每一个加筋带由若干个加筋单元组成，加筋单元通过波浪状的长条带连接组成，最终形成三维网状结构的加筋带，该结构在使用时在网状的加筋带中添加水泥稳定砂砾或一定比例的灰土，形成半刚性基础。该结构实现了挡土结构物的轻量化，且能适应多种地质条件，因地制宜，快速施工。
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本发明公开了一种三维孔隙弹性介质中快速波场模拟方法，该方法针对的地质模型为三维孔隙弹性介质，基于频散参数，通过一定的约束条件使其小于误差阈值，从而为不同的速度选取相应的差分阶数，实现自适应差分阶数有限差分方法，有效减少运行时间，提高方法的有效性。首先，针对三维孔隙弹性介质波动方程，基于平面波理论和交错网格有限差分方法，得到该波动方程对应的数值频散关系；其次基于数值频散关系得到频散参数，通过使其满足一定的约束条件，实现不同速度采用不同的差分阶数，即变差分阶数有限差分方法；再次，引入基于MPI和OpenMP的并行算法，进一步缩短运行时间。最后通过模型算例验证本发明既可以缩短运行时间，又可以保证计算精度。
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本发明公开了一种大断面竖井预注浆加固快速开挖方法，所采用的技术方案如下：竖井外轮廓线外土体开挖前先采用竖向钢管预注浆加固；锁口混凝土衬砌；竖井洞身预注浆加固及开挖；竖井初期支护；基坑监测数据显示基坑处于稳定状态，预注浆加固及开挖直至设计坑底标高。与目前铁路隧道竖井开挖方法相比较，在竖井施工环境和地质情况复杂的情况下，本发明增加了竖向型钢围檩，创造了大断面竖井预注浆加固开挖的新方法，预注浆对大断面竖井周边围岩起到了预先加固作用；有效降低了大断面竖井开挖过程中的安全风险；阻止了初期支护的变形。
本发明公开了一种基于均值漂移和组稀疏编码的高光谱图像空谱域分类方法，主要解决现有方法对高光谱图像分类正确率低和鲁棒性差的问题。其实现步骤：输入一幅高光谱图像，并用特征向量表示高光谱样本；在高光谱样本中随机选取有标记样本，并对高光谱图像作过分割；根据对高光谱图像的分割结果，对高光谱样本进行分组；利用组稀疏编码对分组后的高光谱样本进行稀疏编码；使用高光谱样本和高光谱样本的稀疏编码系数构造样本集；利用支撑矢量机和构造的样本集对高光谱样本进行分类。本发明充分利用了高光谱图像的稀疏特性和空域上下文信息，能够获得较高的分类正确率，可用于精细农业，地质调研，军事侦察等领域。
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本发明公开了一种模拟河流动力侵蚀引起滑坡的试验装置及试验方法，包括水源供给装置，模拟斜坡冲刷装置和监测装置，水源供给装置包括蓄水池和注水箱；蓄水池中设置有水泵，注水箱与蓄水池之间通过过水管道连通，模拟斜坡冲刷装置设置在蓄水池的一侧；模拟斜坡冲刷装置包括斜坡模型和水槽；斜坡模型放置在水槽中；水槽的底部设置有注水口和排水口；注水口通过过水管道与注水箱连接；排水口通过管道连通至蓄水池；水槽设置在水槽底座上；监测装置设置在斜坡模型上；能够有效地模拟河流动力侵蚀后斜坡变形破坏的运动过程，确定河流侵蚀下滑坡、泥石流等灾害的土质条件和水动力条件，提出河流动力侵蚀引起滑坡、泥石流灾害的预警阈值，从而有利于此类地质灾害的预防。
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