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本发明提供一种复杂煤层条件下露天矿开采境界与开采程序协同优化方法，优化方法包括：构建开采境界模型和外排土场境界模型；构建三维地质模型；确定开采程序方案；确定生产剥采比，编制露天矿剥、采工程进度计划，确定各年度采剥工程位置及工程量；规划采场内各工程位置、各类剥离物的流向流量，优化内、外排土场利用方案；优化剥离、采煤各开采工艺服务范围及工艺系统布置方案；确定最优的开采程序。本发明的优化方法能够较好地将开采境界与开采程序进行同步协同优化，不仅可操作性较强，而且能够显著降低露天矿的剥离开采成本，同时也能够保证剥离物排弃与排土场规划的协调性。
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本发明公开了一种井下防爆车无人加油系统，包括控制中心系统、监测系统、供油系统、加油机器车以及定位导航系统。加油机器车通过液压泵从供油系统油罐中补满油液后，加油机器车根据规划路径，配合搭载摄像头进行视觉识别避障，前往加油工作点。加油工作结束后，控制加油机械车返回至加油站补充油量休息，或继续执行系统下发的新任务。该井下防爆车无人加油系统通过联动配合智能化控制，能够精准完成加油工作，运行流畅快捷，降低工作人员的工作量，大大提高工作的效率，速度快、成本低、劳动强度低、可靠性高，解决现在复杂地质条件煤矿环境下效率低、劳动强度大、可靠性差等诸多问题，大大改善了现场的工作条件，满足智能化工作方式的需求。
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本发明提供一种基于BRep模型的多面域地层有限元网格生成方法，涉及三维地质建模技术领域。主要研究内容包括：对建模区域的钻孔数据进行处理，以Delaunay三角剖分为基础，生成露天矿采场面，结合距离幂次反比法对地层界面以及断层界面等进行插值生成；根据建模所需范围建立模型范围网格；对地层界面与断层界面之间进行处理，建立地层界面与断层界面之间的BRep模型；然后，建立模型范围网格与地层界面以及断层界面之间的BRep模型，即为多面域地层的BRep模型；对多面域地层空间进行不规则四面体剖分，实现基于BRep模型的多面域地层空间有限元网格生成。结果表明，该方法能精确地生成多面域地层空间的有限元网格，有效提高工作效率。
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本发明公开了一种铁路沿线下伏煤矿采空区注浆处治方法，通过钻孔布置、钻孔施工方法、注浆方式、注浆参数、注浆孔止浆、注浆施工顺序以及注浆质量检测的合理设计，通过采空区注浆工程，减少深部地层采空对浅部地基土强度产生的影响，减少不均匀沉降量，提高地基岩土体整体性能。通过治理消除或最大限度的减少采空区地质灾害隐患，确保铁路安全运行和社会和谐稳定。
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本发明属于煤矿充填开采岩层控制领域，具体涉及一种基于板壳理论的充填开采覆岩断裂带高度确定方法，该方法首先判断坚硬岩层的位置，其次获得坚硬岩层的临界载荷与极限位移，再获得坚硬岩层下方自由空间高度和坚硬岩层上覆载荷，通过比较临界载荷与坚硬岩层上覆载荷、极限位移与坚硬岩层下方自由空间高度，判断断裂带是否发育；该方法中涉及的各项基础参数，均可以在工作面开采设计完成之后，根据地质资料、实验室试验等方法获得，本发明能够为充填开采过程中采取覆岩破坏的防治措施提供理论和数据依据，降低充填开采工作面覆岩破坏引发的灾害，本发明对充填开采覆岩活动规律的分析具有广泛的实用性。
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本发明公开了一种流‑固耦合模型试验相似材料，由细沙、滑石粉、石膏、液体石蜡和水按照规定的配比均匀混合搅拌而成。本发明还公开了一种流‑固耦合模型试验相似材料的制作方法，步骤为：根据材料配比计算并称量细沙、滑石粉、石膏、液体石蜡和水的质量；先将沙、滑石粉和石膏混合均匀，然后加入称量好的液体石蜡和水充分搅拌至均匀；将搅拌均匀的相似材料装入模具中并夯实；夯实后放入恒温箱中进行养护，取出试件放置在干燥环境下干燥。本发明的流‑固耦合模型试验相似材料制作工艺简单、廉价易获得且无毒副作用，相似材料的力学性、水理性参数变化范围广泛，可应用于采矿、水利、地质及岩土工程等多种工程领域的流‑固耦合模型试验。
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一种定量分析粉煤灰地聚物反应程度的方法。包括以下步骤：准备原材料水泥，粉煤灰，纯96％以上的NaOH，水玻璃。应用ICP‑OES技术分别检测原材料Si元素含量。按照粉煤灰地质聚合物的配合比得出原材料内的Si元素总量，用HCl稀释，研磨、过筛子并溶解；震荡，过滤，将残渣调PH值显中性，烘干称重；再用HCl溶解，对地聚物的残渣称重。用ICP‑OES检测残渣活性Si元素含量，可得出残渣的Si元素总含量，计算该地聚物的反应程度。本发明方法在实际应用中可以做到快速简洁且准确地计算出地聚物的实际反应程度，对其后续的施工以及本身的耐久性提供了一个强有力的支撑。
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本发明提供了一种基于露天矿分区开采工艺的开采方案优化方法，优化方法包括如下步骤：步骤S1，对矿床地质模型、采场排土场现状模型及资源开采条件进行分析；步骤S2，确定边坡的形态及参数；步骤S3，对排土场边坡形态及参数进行优化；步骤S4，圈定开采境界、划分采区及确定开采顺序方案；步骤S5，确定当前采区及其相邻采区间端帮的采排方案；步骤S6，确定剥采程序、采区间过渡接续方案及采场，制定排土场建设发展规划；步骤S7，编制采排工程进度计划及实施方案。本发明技术先进、经济合理、安全可靠，能够达到缩短运距、降低剥采比、产能可靠接续的目的。
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本发明提供一种煤矿底抽巷快速掘进方法，涉及煤巷掘进技术领域。该方法确定巷道支护设计方案，包括底抽巷支护参数设计和底抽巷支护设计校核；底抽巷支护参数设计中，采用“锚网+锚索”组合支护方式，包括巷道顶板支护参数设计和巷道两帮支护参数设计；采用割矸+架棚+锚索永久支护+滞后锚杆补强支护的底抽巷快速掘进工艺；快速掘进工艺的施工工序为：割矸→架棚+锚索永久支护→施工风筒侧顶角锚杆和帮角锚杆；平行作业：在二运后锚杆补强支护→回棚。本发明很好地利用底抽巷顶板的地质条件，充分利用掘进工作面的设备、时间和空间，将掘进各个工序最大限度地实现平行作业，缩短循环时间，增加日循环次数，极大地提高底抽巷的掘进效率。
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本发明公开了一种软岩边坡稳定性有限元分析及监测、支护方法，包括以下步骤；步骤一；归纳出岩质边坡破坏类型,边坡稳定性影响因素和边坡加固支护措施，建立不同影响因素作用下工程地质模拟分析的力学模型，分析控制软岩边坡稳定性的主导因素及其潜在模式；步骤二；边坡稳定性有限元分析法，把实际的结构物或连续体用一种由多个彼此相联系的单元体所组成的近似等价物理模型来代替，通过结构及连续体力学的基本原理及单元的物理特性建立起来表征力和位移关系的方程组，该种软岩边坡稳定性有限元分析及监测、支护方法，运用有限元法分析其稳定性，对可能进一步发生危险之处进行支护和治理，对解决边坡稳定性问题有一定的指导意义。
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本发明一种充填开采导水断裂带高度预测方法，属于矿井生产安全技术领域，本发明采用岩石力学理论方法对顶板破坏带的高度进行理论分析和计算，将顶板破坏的传统经验预计提升到了理论预计。充分的考虑不同矿井的地质概况和充填技术特点，使得顶板导水断裂带的计算过程更为精确具体，弥补了现有充填开采导水断裂带理论计算方法的一个空白，为矿井安全生产提供更大支持和保证。
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一种急倾斜煤层采空区之间用于防火的隔离煤柱留设方法，所属矿井工作面采空区的防火领域，隔离煤柱留设方法为：1、确定留设煤柱参数步骤；2、水平隔离煤柱的留设；3、区间隔离煤柱的留设。本发明方法对于部分地质条件特殊、通风系统复杂的高瓦斯采区，遵循采空区之间裂隙不连通的原则，设计出能够彻底隔离采空区的合理煤柱尺寸，防止有毒有害可燃气体威胁工作面的生产安全，避免生产事故的发生，保证该矿井的安全高效生产，且本发明可以做到简单易实施，具有无需后续操作的优点。
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本发明涉及挡土墙支挡技术领域，提供一种狭小空间下锚杆复合L型悬臂式挡墙规格的确定方法，首先勘察边坡且调查近边坡范围内居民建筑物，获取工程地质条件与周围建筑概况；结合规范选取L型悬臂式挡墙基本尺寸；然后对L型悬臂式挡墙进行抗滑移稳定性验算和抗倾覆稳定性验算；接着计算锚杆复合L型悬臂式挡墙所需锚杆的抗滑移锚固力与抗倾覆锚固力，进一步计算锚杆所需的总锚固力与打入倾角；再对锚杆复合L型悬臂式挡墙进行角度与总锚固力合理性判别；最后确定出锚杆复合L型悬臂式挡墙的规格。本发明原理简单、操作简便、设计结果可靠，通过占用较小空间起到保证边坡与临近设施安全的作用，还降低施工复杂性及工程造价。
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本发明公开了一种基于煤岩电荷信号的冲击地压监测预警系统，用于对煤矿冲击地压进行智能监测预警，首先确定需要重点监测的巷道；然后在确定的巷道区域内安装数据采集模块、数据监测模块、数据传输模块；在地面安装数据处理模块、数据预测模块及数据预警模块。将数据采集模块、数据监测模块、数据传输模块、数据处理模块、数据预测模块及数据预警模块整合至冲击地压监测预警系统。目前，该方法采取多元自动分析，判断冲击地压危险等级，不需人工干预具有自动分析的能力，同时本发明适用范围广，适用于深部矿井含有地质构造区的开拓或准备大巷冲击地压预测方面，能准确预测冲击、高效发出预警信息，提前采取卸压措施，减少矿山动力灾害引起的安全事故、提高回采巷道的安全性具有重大意义。
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一种用于岩土工程基坑加固的防护结构，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设置左侧围板导轨、右侧围板导轨、前侧围板导轨及后侧围板导轨，上部底座和下部底座之间通过多个立柱连接，沿所述立柱的轴向等间距开设有插销孔，立柱外圆面套装有套筒，位于中间的两个立柱的多个套筒上分别对称安装有用于与左侧围板和右侧围板固定连接的左侧液压伸缩杆和右侧液压伸缩杆，位于边缘的两个立柱的多个套筒上分别安装有用于与前侧围板和后侧围板固定连接的前侧液压伸缩杆和后侧液压伸缩杆。本发明针对施工现场的地质条件和对自然质环境分析，可以达到保证地基强度及稳定性。
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一种在井下利用冷热交替作用抽采煤层气的方法，属于非常规油气开采技术领域。该方法包括：(1)从地面进行竖直钻井，布置井网，钻井的井深直至煤层，井口数≥2，布置的井网中，至少一口井作为工作井，其他井作为采气生产井；(2)将热源从工作井中下入到煤层中，热源温度调至380～450℃，对煤层进行加热，待煤层温度≥350℃，停止加热；(3)通过工作井，向煤层中注入液氮，液氮的注入量根据地质条件和煤体特征不同而定，液氮汽化后，制冷结束；(4)重复(2)和(3)多次，让煤层一直处于冷热交替作业状态中，在采气生产井抽采煤层气。该方法能够有效的进行煤层气抽采，加快煤层气抽采速度和提高抽采率。
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本发明涉及一种裂隙水预警式锚杆，属于土木工程领域，是一种支护装置，主要应用于岩层裂隙发育的复杂地质。包括相互连接的自进式锚杆与裂隙水预警装置，所述自进式锚杆与裂隙水预警装置通过引流线连接，所述自进式锚杆头部设有中空合金钻头，中空合金钻头外侧及顶部设有入水孔，杆体外侧自带自进式螺纹，杆体均布注浆孔，杆身内侧设有引流线，引流线一端置于中空合金钻头内，另一端穿过止浆塞与裂隙水预警装置连接，所述自进式锚杆采用连接套加长杆体，杆体尾部由垫板、螺母、止浆塞、堵浆塞组成；所述预警装置由预警溶液与防水保护套组成，预警溶液置于防水保护套内，起预警裂隙水随裂隙发育涌入锚杆锚固地层的作用。
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本发明涉及一种基于裂隙水预警装置的自进式锚索,属于土木工程领域，是一种支护装置，主要应用于岩层裂隙发育的复杂地质。包括相互连接的自进式锚索与裂隙水预警装置，所述自进式锚索与裂隙水预警装置通过引流线连接，所述自进式锚索头部设有中空合金钻头，中空合金钻头外侧及顶部设有入水孔，杆体外侧自带自进式螺纹，杆体均布注浆孔，杆身内侧设有引流线，引流线一端置于中空合金钻头内，另一端穿过止浆塞与裂隙水预警装置连接，所述自进式锚索采用连接套加长杆体，杆体尾部由垫板、螺母、止浆塞、堵浆塞组成；所述预警装置由预警试纸与防水保护套组成，预警试纸置于防水保护套内，起预警裂隙水随裂隙发育涌入锚索锚固地层的作用。本发明结构简单，预警装置构造简单，支护效果好高、施工方便、施工速度快、经济成本低、施工步骤简单、缩短工时、降低造价。
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本发明提供一种用于预测复杂煤层开采结构的优化方法，涉及煤层开采技术领域。本发明根据煤层工作面的赋存条件，编写应用插件。以煤矿井下采样数据为基础，在仿真模型中添加包裹体、断层、夹矸岩层、顶底板的构造，融合更多的煤层地质条件信息。根据包裹体实际结构尺寸，高度还原包裹体外形、硬度；开发多矿物组成的煤岩层颗粒填充技术，打破生成颗粒材料的固值化；同时自定义煤层属性，建立自定义接触模型模拟煤岩颗粒表面的粗糙度，使其煤岩表面的凹凸性更加显著；以颗粒碰撞释放能量理论为基础，添加能量释放模块，为工作面“无人化”开采的识别与控制提供基础数据。
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本发明属于煤样检测技术领域，具体涉及一种高温水解-溴离子选择电极测定煤中溴的方法。本发明方法是首先绘制Br－浓度对数值和响应电位的标准曲线，然后对煤样高温水解，以NaOH溶液作为Br吸收液，测定吸收Br后的热解液电位值，计算煤中溴的含量。本发明方法具有经济、简便和不需要贵重仪器等优点，因而能广泛用于煤和其它地质样品中溴含量的日常分析。
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本发明公开了一种高效率矿山普查破碎取样装置，涉及矿山取样技术领域。本发明包括电机和钻杆，所述电机通过联轴器连接钻杆，钻杆底部固定安装有钻头，所述钻杆一侧通过连接轴连接有取样管，所述取样管为直角型，取样管的直角上安装有吸风机，取样管末端安装取样箱，取样管上靠近取样箱的位置安装有阀门。所述钻头呈圆锥形，所述钻头上均匀设置有若干个锥头，钻头和锥头上均设有用于收集矿石的小孔。所述联轴器两侧安装有把手，把手上套装有橡胶套。所述取样管底部安装有支撑腿。本发明钻头不受矿山地质岩层影响，轻松破碎取样层，便于取样收集。
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本发明公开了一种倾斜煤层充填开采对地面路基沉降的分析方法，其特征在于，确定特厚煤层填充开采对上覆岩层的影响，以保证地表公路满足规范要求的正常使用的沉降量，使用PFC3D作为模拟平台，采用下落法对模型进行构建和模拟分析；其包括如下步骤：确定地质条件、建立模型、模拟充填开采、分析地面路基沉降；本发明可用于分析充填开采对路基沉降的影响。
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本发明涉及地质开发领域，特别涉及一种分析致密砂岩孔隙结构状态的方法。该分析致密砂岩孔隙结构状态的方法，包括以不同孔隙结构在测井响应特征上的差异为基础，利用测井曲线分析致密砂岩孔隙结构状态。本发明的方法利用常规测井曲线对致密砂岩孔隙结构状态进行分析。本发明的有益效果是：流程简便实用，分析结果与压汞实验、核磁实验测量的孔隙结构参数有较好的一致性。
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本发明提供一种基于物理模拟试验的端帮开采支撑煤柱稳定性确定方法，首先建立待监测工程地质的物理模拟试验模型，并模拟支撑煤柱随着载荷增加煤柱失稳的过程，采集各测点的竖向应力绘制应力曲线，根据应力曲线的形状判断煤柱是否发生失稳，回采过程中煤柱竖向应力呈马鞍形分布，处于稳定状态；分级加载过程中，煤柱宽度由小到大依次发生剪切破坏，煤柱中部竖向应力出现突增是失稳的前兆，将竖向应力突变拐点作为煤柱失稳预警判据；本发明可准确地模拟工程现场实际情况，为支撑煤柱的相关参数提供合理的设计依据。
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本发明提出一种考虑地壳介质品质因子估计地震中场地放大效应的方法，涉及地震工程和岩土工程技术领域。该方法包括：选取有类似构造的研究区，搜集所有基岩场地水平向地震记录；获得基岩场地东西向和南北向傅里叶幅值谱；计算两两基岩场地东西向、南北向品质因子；得到具有如Q(f)=Q0 f n形式的介质品质因子；计算研究场地在地震中的水平向场地放大效应。本发明提供的一种考虑地壳介质品质因子估计地震中场地放大效应的方法，考虑了品质因子对地震波的吸收衰减作用，当参考场震源距与所研究场地震源距存在较大差异时，改进后谱比法能够更加准确的评估场地放大效应，对工程选址提供有力依据，降低地震中不良场地地质条件对工程的损害。
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本发明公开一种基于无线传输的煤矿采场震源监测定位系统，包括，监测模块，无线通信模块，数据处理模块，控制模块，报警模块；监测模块用于获取震源波形数据；无线通信模块用于实现监测模块与数据处理模块之间的无线通信；数据处理模块用于获取地质信息，通过震源波形数据及地质信息对震源波形数据进行三维建模，并根据三维建模结果，对震源进行定位，获取震源位置；控制模块用于根据震源位置生成报警指令，并将震源位置及震源波形数据进行存储及显示；报警模块用于根据报警指令生成报警信号。本发明能够对震源位置进行准确定位，同时在震源位置获取之后，及时提示相关人员进行震源位置的查看，及时发现震源准确位置，具有很强的实用性。
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一种露天煤矿内排土场排土参数的优化方法，属于露天开采领域。该方法为建立露天煤矿地质模型和采场的剥采模型，确定内排土场边坡岩土体物理力学指标，再确定露天煤矿内排土场边坡的安全储备系数，以露天煤矿内排土场边坡为工程背景，选取典型的工程地质剖面，在原设计内排土场边坡角度现状的基础上调整平盘宽度，以1°的步长进行加陡，采用极限平衡法对边坡稳定性进行分析，得到逐年的内排土场工程位置，不同排土参数对应的稳定性系数FS，当满足FS>K时，最大的排土角度及对应的平盘宽度为最优的内排土场排土参数，并通过结合强度折减理论算法进行进一步验证。该方法在满足安全与实际生产的同时，充分释放内排空间，提前实现完全内排。
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本发明公开了基于层次分析和模糊综合评判的煤矿冲击地压预测方法，涉及矿山安全生产技术领域，通过分析、筛选、考虑地质动力环境类、地质类和开采类多个因素对冲击矿压危险的影响，与其它仅考虑单个或几个因素的做法相比,分析更加全面、合理其次,将每个因素按照其不同影响程度赋予各自对应权重,结合各因素隶属度共同构成模糊关系矩阵，采用模糊综合评判方法对冲击地压危险性进行预测，实现了冲击地压危险程度的可算性和可定量化，同时将冲击地压危险划分为不同等级,比以往采用有冲击和无冲击的二级制的做法更加详细和合理,可使冲击地压防治工作更加具有针对性和有效性。
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本发明提供一种拉斗铲倒堆工艺抛掷爆破台阶高度设计方法，涉及露天煤矿拉斗铲倒堆工艺中抛掷爆破技术领域。包括：构建所研究矿区的三维矿床地质模型并划分采掘带；计算各采掘带煤层的平均厚度；计算拉斗铲进入断陷带区域后的年平均倒堆能力V拉和单斗卡车的辅助生产能力V辅；计算倒堆系统的整体生产能力V系统；计算有效抛掷率与抛掷爆破台阶高度关系函数；对所研究矿区的横向坡度和纵向坡度的抛掷爆破台阶高度进行调整。本方法解决了露天矿开采过程中由于煤层断陷带而引起的地质条件变化对拉斗铲倒堆剥离工艺产生的影响，在确保爆破质量的同时降低爆破成本，提高过断陷带期间拉铲的作业效率，减小倒堆二次剥离量，提高了露天矿的经济效益。
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一种应用于煤矿地下水库的人工坝体，用于采矿工程、工程地质、水文地质、水利工程和环境工程相关领域。包括卸压墙、支撑梁、隔水墙、侧帮坝、监测系统，所述隔水墙与侧帮坝相连，所述隔水墙与卸压墙相连，所述卸压墙与支撑梁相连，所述支撑梁与隔水墙相连，所述监测系统中各传感器均与隔水墙相连；主要用于煤矿地下水库的封闭和连接区段保安煤柱，与传统煤矿地下水库人工坝体相比本发明通过卸压墙和隔水墙改变了坝体受力结构，增强了坝体的强度，并且在隔水墙上安装有传感器能够实时监测煤矿地下水库水位和水库所受压力情况，可有效预防水库中水流外溢引发的安全事故。
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