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本发明涉及矿石开采领域，尤其涉及一种矿石开采用可多角度调节的开凿机，包括有带轮底架、异型开孔滑槽架、驱动机构、凿矿机构等；带轮底架上方固定连接有异型开孔滑槽架，异型开孔滑槽架上设有驱动机构，驱动机构上设有凿矿机构。通过设备内部零件的配合，凿头的角度可以调整，便于凿头以更多的角度对矿山进行开凿，并使该设备适用于矿山地质条件复杂的情况，达到了可以多角度地对矿山进行开凿以提高采矿效率的目的。
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本发明涉及一种矿井井壁破裂监测预警系统及方法，包括如下步骤：首先根据已建井壁周围环境及地质情况，分析井壁易发生破坏的位置，确定监测区域；在监测区域的井壁内侧安装多层微震传感器，并通过通讯电缆与井上采集仪连接，实时获取震源信号；对采集的信号波形分析，筛选出反映井壁破裂的微震事件，并通过相关算法确定其对应的震源位置、时间、能量以及破裂机理；根据破裂震源信息实时刻画井壁的动态损伤过程，最终实现对井壁破坏、失稳灾害的预警；本发明提供的技术方案，有别于传统的位移式监测方法，能实现全空间范围内井壁微破裂的实时动态监测和分析。
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本发明公开一种面向煤炭开采和耕地保护协同发展的地下采煤设计方法，属于煤粮主产复合区煤炭开采和耕地保护协同发展的技术领域。首先确定耕地下方煤层的地质信息，同时结合耕地的抗变形能力，确定耕地保护的设防指标，然后设计充实率以及不同的垮落工作面宽度b和充填工作面宽度a，计算出煤炭资源采出率，并基于等效采高模型和概率积分法模型计算出不同垮落工作面和充填工作面宽度组合下的地表移动与变形值，确定面向煤炭开采和耕地保护协同发展的垮落工作面和充填工作面宽度，完成煤炭地下采煤设计。其步骤简单，可操作性强，可在尽可能降低充填成本和提高资源采出率的同时又能快速恢复耕地生产力，具有重要的实践意义。
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本发明公开了一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO2注入能力的方法，属于CO2地质封存与利用技术领域。所述方法包括以下步骤：将硅烷偶联剂改性SiO2纳米流体注入地层；待改性SiO2纳米流体段塞注入结束后，停注焖井一段时间；焖井结束后，将低矿化度水注入地层，驱替稀释井周高矿化度地层水；待低矿化度水注入结束后立即转注超临界CO2，进行CO2的封存与利用。该方法可对井周地层微粒进行固定，增强岩石疏水性，并对高矿化度地层水进行驱替稀释，从而实现对井周盐析沉淀和微粒运移伤害的综合防治，大幅改善CO2的注入能力。
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本发明公开了一种煤层瓦斯含量原位动态探测系统及方法，包括电极棒、电缆、采集终端、光纤环网、环网交换机和地面主控计算机，通过测量煤层内部电阻率的分布情况，并根据建立电阻率与瓦斯压力计算模型和电阻率与煤层孔隙度计算模型，将电阻率转换成瓦斯压力和煤层孔隙度，最后结合获得其他数据能实时得出煤层目标位置的瓦斯储量三维分布图和已抽含量、残存含量、预计达标时间柱状图的信息；因此本发明能进行全面，连续，非接触，动态实时监测瓦斯含量，对瓦斯抽采达标评价工作和瓦斯抽采日常管理起到重要作用。另外不仅能对煤与瓦斯共采进行研究，而且也为后续构造煤层透明的地质模型提供所需的参数。
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本发明公开了基于原始波形的岩石断裂及压裂声发射精细化分析方法，包括对试验材料开展声发射监测下的三点弯断裂试验，分析该材料断裂过程中所释放弹性波的完整波形特征；计算波形同步与波形起振时间，构造非线性方程组的权函数并通过无约束优化算法进行求解；确定声发射事件波形参数及波速的空间分布特征，通过与岩石非线性断裂直接相关的特征参数：声发射能量、声发射事件波速、声发射频率及震源机制全面地刻画压裂裂缝的非线性断裂特征；显著提升了压裂的定位精度，进而确定与非线性断裂相关的波形参数空间分布，最终通过声发射精细化监测压裂裂缝扩展的非线性断裂特征，保障油气、地热、煤炭等地质能源安全高效开采。
一种基于MEIM的巷道围岩全区域全时程支护设计方法及系统，属于巷道围岩稳定性控制领域。方法步骤：1)新建巷道支护方案或待修复巷道支护方案制定；2)拟支护段巷道或待修复巷道相关信息的输入或修改；3)选择并优化巷道支护方案及相关技术参数；4)支护方案实施效果预览；5)以Word或PDF格式保存并输出最优的巷道围岩最终支护方案；设计系统，包括：方案创建模块；MEIM模块；支护设计模块；预览模块；保存模块。优点：提高了巷道支护方案及技术参数设计的及时性、准确性和有效性，能依据地质条件、工程环境提供最为快捷、准确的巷道支护方案设计和直观的支护效果预览，有利于建设期间的巷道围岩支护，有利于巷道运营期间的围岩控制与管理。
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本发明公开了一种综采工作面高精度三维导航地图的生成系统及方法，适用于无人化开采技术领域使用。生成系统包括槽波地震仪、激光雷达、组合导航装置、探地雷达和数据处理单元：数据处理单元获取各个传感器采集的数据；对采集数据进行坐标转换、特征融合和一致性处理，生成煤层、断层/褶皱、巷道的Delaunay三角网；绘制三角网的高精度剖面图，计算剖面图拓扑关系，生成剖面图拓扑数据结构，建立基于高精度剖面图的导航信息自动查询数据库平台，构建出综采工作面高精度三维导航地图。本发明生成的高精度三维导航地图可为综采装备提供准确的煤层厚度信息、煤层变化倾角和危险地质构造空间位置，起到高精度定位、信息感知、路径规划等功能。
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本发明公开了一种固体充填采煤覆岩导水裂隙带发育高度预计方法，首先根据收集的充填采煤工作面工程地质条件信息与岩石力学实验获取的煤岩体的物理力学参数，采用有限元分析软件建立固体充填采煤数值模型；先模拟采高M不变、充实率变化条件下的覆岩塑性区高度，再模拟充实率不变、采高M变化条件下的覆岩塑性区高度，确定塑性区高度为导水裂隙带发育高度H；然后以模拟结果为基础，多元回归得到充实率采高M与导水裂隙带发育高度H的关系表达式；最后依据充填采煤实际工程参数，即设计充实率实际采高Mc，计算出覆岩导水裂隙带发育高度Hc。此方法为固体充填采煤覆岩导水裂隙带发育高度准确地预计提供参考，为含水层下煤层的安全开采提供理论借鉴。
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本发明公开了一种含泥质弱胶结砂岩重塑方法，适用于研究特殊区域地质样本。首先进行母岩机械破碎，通过洗滤实现砂岩主要颗粒与填隙物的分离；然后进行温压固化促进砂岩颗粒间的镶嵌咬合，从而形成无胶结物胶结和铁质胶结作用，进而进行保压复温，并通过浆状填隙物渗透实现砂岩中泥质胶结，最后通过二氧化碳注入实现砂岩中颗粒间的钙质胶结作用，在室内重塑含泥质砂岩中无胶结物、铁质、泥质、钙质胶结，同时保持重塑砂岩主要物质成分与母岩相同。其步骤简单、使用效果好，且不改变砂岩中粘土矿物性质。
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本发明公开了一种抗剪切大变形吸能锚杆，包括锚杆和套管。所述锚杆分为n段，n≥2；每一段的两端均设有若干圈锥形卡齿，其中最外端的一段，一端设若干圈锥形卡齿，另一端为螺纹；所述套管的个数为n‑1个；各套管内径大于锚杆外径，套管由m节组成，每节之间用拉伸弹簧连接且套管两端的最外面一节内壁上设有一圈与锚杆的锥形卡齿对应的卡齿。所述锥形卡齿的齿面为由内向外增高的斜面。所述套管的刚度大于所述锚杆刚度。锚杆各段与套管构成锚固单元，锚固单元预设在剪切大变形段，承担地质体剪切变形。本发明抗剪切大变形吸能锚杆，可承受轴向大变形，又可承担侧向大变形，能够同时实现轴向、侧向大变形，同时可实现滑坡变形能。
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本发明公开了一种用于定向钻管道的极化电位测量设备及其使用方法，包括电位采集器，电位采集器的一侧分别连接有导线一、导线二和导线三。本发明通过在定向钻的两侧打深井，将极化试片和参比电极放置进井内不同深度，测量极化试片在不同深度位置的极化电位情况，可以模拟测试不同地质土层中碳钢的极化情况，反映定向钻管道在不同深度的极化情况，而极化试片在不同深度的极化情况，可以视为管道在定向钻不同埋深处的极化情况，而极化试片的极化电位，就等同于极化试片深度相同的定向钻管道位置破损点的极化电位，进而解决了目前定向钻管道极化电位测量设备无法用于定向钻穿越河流管道的问题。
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一种煤层为主含水层矿井井筒揭煤方法，从地面垂直向下施工立井至煤层上方上覆岩层内隔水层或弱含水层处；施工排水孔至煤层内进行卸压排水，待煤层卸压排水完毕后，对立井进行注浆封堵，使其避开含水层并掘进斜井，在掘进斜井的过程中施工排水孔、超前钻孔和直排钻孔以控制高压煤层水并建立临时排水系统，将煤层水通过临时排水系统排至地面，待含水煤层排水卸压后，继续掘进斜井直至安全揭煤。本发明能有效地解决煤层为主含水层的突水和揭煤问题，通过注浆封堵解决直接打井筒揭煤时突水淹井问题，运用多学科交叉解决了煤层为主含水层的揭煤问题，能够快速有效地投资建井，填补了煤层为主含水层这一特殊地质条件下安全揭煤方法的空白。
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一种地面-巷道TEM矿井突水实时监测预报系统，属于煤矿安全生产技术领域，中央控制系统、地面信号发射系统和分析监控预警系统布置在井上，井下数据采集系统布置在井下；数据传输控制系统贯穿整个系统，其一端与中央控制系统连接，另一端分别与地面信号发射系统、井下数据采集系统和分析监控预警系统连接；动态监测管理模块和综合预警数据库分别与中央控制系统连接；地质信息模块、数据分析模块和防突预警模块分别与分析监控预警系统连接，可以对整个矿山的水体赋存情况进行监测和三维观测，随着采掘动态进行实时监测，由中央控制系统集中管理和综合分析预警，提高预警的准确性，使预警具有实时性和前瞻性，有效预防矿井突水事故的发生。
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近距离煤层开采上位煤层底板破坏深度氡气探测方法，根据上位煤层与下位煤层间距，结合上位煤层工作面倾斜长度，确定出所需的矩形探测区域；在上位煤层开采过程中，提前在已确定的矩形探测区域内沿对角线布置测线，然后分别在每条测线上布置测点；在每个测点处垂直向上位煤层底板岩层中打钻孔，然后将测氡仪的抽气杆密封于钻孔内，并通过橡胶软管将抽气杆连接至测氡仪；打开测氡仪开始测量，每个测点测量3小时，并将测量结果传输至笔记本电脑中绘制氡气浓度变化曲线，结合具体地质条件，分析上位煤层底板岩体采动裂隙演化特征，即可反演得出上位煤层底板破坏深度。该方法可操作性强，数据获取容易，效率高，具有广泛的实用性和推广性。
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本发明公开了一种诱发矿井强动力灾害地应力临界判据的确定方法，属于强动力灾害诱因判断技术领域方法。首先收集矿井地质资料，建立全矿井数值计算模型；获取变量监测点坐标，在模型中设置变量监测点；然后模拟自重应力场变化，初始平衡后实施数值模型的分步骤开挖；之后收集实测数据，修改模型参数，实现模拟结果与实测数据的同化；最后获得强动力灾害地应力临界判据的模式识别模型，确定诱发矿井强动力灾害地应力的临界判据；通过不断修正数值计算模型的力学参数，同化模拟结果和实测数据，从而获得准确的全矿井地应力演化结果。本方法步骤简单，使用方便，具有广泛的实用性。
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本发明公开了一种水上风电塔固结堆石柱围墩式基础及其施工方法，包括水上风电塔，所述水上风电塔的基础四周铺设有块石，所述块石堆叠形成堆石围墩，所述堆石围墩通过水下不可分散性混凝土灌注固结成整体；所述水下不可分散性混凝土由以下原料按质量比组成：水下不可分散地质聚合物胶凝材料：砂子：石子＝1:0～1:0～1。本发明的固结堆石柱围墩式基础解决了海水对风电塔基础冲刷侵蚀的问题，所采用的水下不可分散性混凝土注入海水不飘散，流动性好，可以注满堆石间隙，将抛石固结成为整体，使整个风电塔更加稳定，还可以快速凝结，以防止受到海水冲刷，可以有效缓解海上风电基础的抗海水腐蚀问题。
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本发明公开了一种再现裂隙的流固耦合相似模拟材料制备方法，适用于水文地质、3D打印与注浆充填采矿物理模拟使用。质量配比计为：河沙70％～80％，滑石粉10％～15％，液压油3％～5％，石蜡2％～8％，生物纤维质粉末1％～3％，聚乙烯醇pva可溶材料2％。将上述材料加热搅拌后放入模具定型，使定型后的磁疗充分与水接触，并完全融化，从而在模拟材料中形成不同造型的微小空腔，以模拟岩石体的中裂隙；其遇水不崩解，具有储水、透水能力，在模拟保水开采或注浆充填等流固耦合实验中具有较好的模拟效果；材料强度可在一定范围内调节，以实现不同岩层的模拟，原材料价格低廉易制备可快速大量制作。
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本发明公开了一种高精度地热资源综合勘查方法，根据可控源音频大地电磁法和高精度磁法相结合的物探方法结合已知地质资料寻找构造位置，初步查明该区地热要素及构造情况，并根据成果资料确定地热井井位，再采用化探方法验证构造位置和地热井井位；本发明通过实施上述勘探施工手段，可以辨别目标构造的发育情况，进而提高推荐开采井位的准确度，降低地热资源开发风险，达到提高成井率的目的。
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本发明属于煤矿开采技术领域，涉及一种浅埋双硬特厚煤层基本顶与顶煤同步预裂设计方法，以浅埋双硬特厚煤层采矿地质条件与工作面煤岩体试样的物理力学参数为基础，采用数值分析方法，确定爆破钻孔直径、孔距、不耦合系数、延时起爆时间等钻孔与爆破关键参数。实施工作面内顶板爆破预裂钻孔、工作面超前区域煤层顶板爆破预裂钻孔和工作面超前区域两巷顶板爆破预裂钻孔三种爆破预裂钻孔，实现基本顶和煤层同步预裂；此方法可有效提高浅埋双硬特厚煤层工作面放顶煤开采过程中顶煤的冒放性，同时实现基本顶的切顶卸压，避免顶板大面积悬顶与强矿压显现。本方法适用性高、安全高效、具有广泛的实用性。
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本发明公开了一种煤层群高位顶板水力压裂井下施工方法，属于煤炭开采领域；其步骤包括：确认上位煤层的高位顶板；计算高位顶板悬顶大小及上位煤柱的承载区和破裂区；判定压裂点坐标并施工L型压裂钻孔；完成高位顶板的水力压裂施工；其中，钻孔施工和水力压裂参数随着矿井地质条件变化而有所差异；通过本发明的实施，可以减小高位顶板悬顶长度、破断块度，缓解工作面强动载矿压显现和降低切顶压架事故风险，是一种经济合理、安全可行的水力压裂井下施工方法。
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本发明公开了一种可控震源装置及其安装方法，属于地质勘探技术领域。本发明可控震源装置，包括外壳、中空膨胀螺栓和膨胀管，外壳内部装有GMM棒，GMM棒外部缠绕有能产生电流变化导致GMM棒长度发生伸缩的驱动线圈，外壳内的中空部分充满润滑油，GMM棒与油堵之间有预应力弹簧和应力传感器，延伸管内安装有受力棒，受力棒的一端顶在GMM棒上，另一端从延伸管伸出。所述中空膨胀螺栓和膨胀管配合用于将膨胀管紧密嵌装在岩体的开孔中。本发明可控震源装置由超磁致伸缩材料提供震动出力，结构紧凑小巧、安全可靠、便于控制，具有出力大、能量密度高、机电耦合系数大等有益效果。
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本发明公开了一种矿山遗留矿柱分级分类充填回收方法，适用矿山遗留矿柱分级分类的充填回收。首先建立矿山遗留矿柱充填回收分级分类方法分层结构模型，然后对矿井概况进行调研，明确矿井地质、技术与经济条件，为充填回收方法的决策提供依据，基于分层结构模型建立遗留矿柱充填回收方法评价模型，并由评价模型初步确定若干个可行充填回收方法；采用层次分析法对步骤三得到的若干个可行充填回收方法进行优选，确定最终充填回收方法。本发明将专家主观经验与层次分析法结合，对评价指标权重与评价指标存在的客观不确定性进行定性的分析与定量的数学描述，构建了更合理化、准确化、综合化的评价指标体系。
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本发明公开了一种基于断层破碎带或陷落柱的井筒揭煤水害防治方法，涉及揭煤时水害防治方法领域。提出了一种可利用断层破碎带或陷落柱的高渗透性、高连通性进行疏水降压，从而更好的进行揭煤水害防治的基于断层破碎带或陷落柱的井筒揭煤水害防治方法。基于断层破碎带的井筒揭煤水害防治方法按以下步骤进行：S1、确定断层破碎带的位置；S2、施工立井；S3、开凿出临时水仓；S4、施工前探钻孔；S5、施工倾斜排水钻孔；S6、布置水压监测系统、水位监测系统，并布置位移监测系统；S7、进行疏水卸压，至安全准则后，注浆封堵倾斜排水钻孔，进行揭煤。克服了断层破碎带或陷落柱等地质构造的危险性，将其变害为利，解决了含水煤层井筒揭煤突水问题。
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本发明公开了基于重力分离的天然气水合物间接置换开采方法，该开采方法包括利用所述生产套管向天然气水合物储层输入重力筛分介质，形成重力介质分离层，输入置换剂到所述重力介质分离层中或以下，抽采气态天然气即可。所述重力筛分介质，其密度大于甲烷或天然气混合物的密度，小于所述置换剂的密度或水的密度。本发明创造性的利用重力筛分介质在两个反应界面间进行传输物质，提高了产物的纯度，丰富了热源供应，提高了热量利用率，天然气水合物储层缺失水合物的时间间隔变短，有利于于储层稳定，从而降低天然气水合物开采过程中的地质安全风险。
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一种基于遥感监测的冲沟地形下采场覆岩活动控制方法，选取我国西北矿区典型的冲沟地形下浅埋煤层开采矿井，掌握不同矿井对应工作面的覆岩赋存状况和具体开采参数；利用无人机飞行平台获取冲沟地表多个时相影像，利用SFM三维重建方法建立冲沟地形；利用时序分析方法，对多个时相建立的冲沟地形进行差异提取，获取采动坡体动态形变信息，并利用数字地形分析方法提取冲沟的相关地形特征参数；联合采动坡体动态形变信息与冲沟地形特征参数，覆岩赋存状况和具体开采参数，针对不同工作面的采矿地质条件，分别采用不同的采场覆岩活动控制方法。本发明能够有效地控制冲沟地形下浅埋煤层开采上覆岩层活动，保证井下工作面能够实现安全高效开采。
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本发明公开了一种流态化煤气同采系统及其同采方法，流态化煤气同采系统包括水力开采部分、井底煤岩处理部分和煤岩输送部分。本发明水力开采过程中释放的瓦斯可以通过采煤钻井顶部的瓦斯抽采斜孔被瓦斯抽采泵抽采，水力开采出的煤岩混合物可以通过井底煤岩处理部分和煤岩输送部分进行煤岩分离后分类运输上井，水力开采部分与井底煤岩处理部分各自工作、互不影响，可极大提高水力开采工艺的可靠性和开采效率；可以实现无人开采的自动化作业，大大提高煤与瓦斯突出煤层的开采安全性；适用于对边角煤和鸡窝煤等含煤少、地质条件复杂的煤层资源进行开采，特别适用于对煤与瓦斯易突出的松软煤层进行煤矿开采。
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一种采动覆岩分区隔离双孔错层注浆充填钻孔布置方法，根据开采区域的地质信息，设定开采区域浆体的扩散半径R；按扩散半径R的扩散区域在采煤工作面内分段布置多组从地面垂直向下的注浆钻孔，每组注浆钻孔为一个主注浆钻孔和一个辅注浆钻孔，相邻两组注浆钻孔之间的距离为扩散半径R；主注浆钻孔的终孔深度位于煤层上方15～40倍煤层采高；辅注浆钻孔的终孔深度位于主注浆钻孔终孔深度上方30～50m处。在钻孔不同层位中进行注浆充填，解决了传统的注浆充填过程中单一钻孔易堵孔导致注浆充填失败的问题，增加了注浆充填系统的可靠性；同时通过双钻孔错层位注浆充填，保证系统的及时性，确保达到设计注浆充填量，保证注浆充填效果。
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一种建筑物下充填开采回收煤柱的方法，根据地面建筑物状况和煤层赋存条件地质信息数据，设定建筑物下的采煤宽度和保留煤柱的宽度；在采区胶带运输巷和采区轨道运输巷的一侧或两侧划分若干采煤工作面，由内往外逐一进行回采；在划分好的采煤工作面中央布置一条主支巷、两侧各布置一条辅助支巷，辅助支巷底端与主支巷底端相连通，从主支巷始端开始，按设定的采煤宽度和保留煤柱的宽度逐一向两侧辅助支巷方向交替呈人字形倾斜掘进Ⅰ开采巷道，直至所有Ⅰ开采巷道与辅助支巷贯通；对所有Ⅰ开采巷道逐一进行充填，待Ⅰ开采巷道内的充填体稳定后，逐一对保留煤柱进行掘进开采，完成建筑物下充填开采回收煤柱。其方法简单、施工安全、回收率高、速度快。
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本发明公开了一种采空区上方水库突水事故的探测及评估方法，先确定不同钻进路径的角度，并且每个钻进路径内均获取不同深度的岩心，然后对获取的岩心分别通过低场核磁共振技术、3D‑XRM技术、水滴接触方法和电法仪获得岩心内的孔隙分布、润湿性以及电阻率，从微观上揭示了孔隙结构、亲水性及阻抗能力间的耦合关系，并说明了水力梯度驱使作用下岩心内部水量空间分布及潜在运移路径，为相应疏水措施提供数据；同时结合地质数据及不同深度岩心的相关特征参量，构建流‑固‑力时空协同耦合模型，通过对比不同深度岩心的力学强度与有效水应力的大小关系，确立顶板发生水害的预警阈值和评估准则，为采空区上方水库发生突水事故的精准预测提供数据支撑。
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