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本发明公开一种基于岩块回转的动态覆岩运动模拟装置及方法，属于采矿工程相似模拟试验技术领域，其装置中包括可视化框架系统、岩块回转模拟系统、岩土体接触面模拟系统、松散层相似模拟系统和实时监测系统，能够模拟不同松散层厚度、松散层力学性质、岩土体接触面粗糙度、覆岩台阶下沉高度、覆岩回转角度等条件下动态地裂缝的孕育及自修复规律，从而真实反应针对采煤沉陷区动态地裂缝自修复的影响因素和驱动机制，提高模拟结果的准确性和可靠性。
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本发明涉及一种基于矿石价值的动态矿体解译方法，首先对矿化域中有用元素分析：在矿体所含的多种组分中，找出对矿山有经济效益贡献的组分；根据矿石中主要组分的品位数据位，再结合相应的成本及价格因素，计算出钻孔矿样所含元素收益，完成对矿石和废石的边界圈定；最后确定矿体厚度：根据各段钻孔矿样的元素收益，对不同厚度下矿体的元素收益均值进行计算，最终选择较理想的元素收益均值下的矿体厚度作为开采厚度；当元素收益均值为负时，经济上不可开采。本发明将矿石品位转化为吨矿的开采净收益，可以避免由于多种矿物伴生、品位复杂混乱问题对矿体边界圈定造成干扰，较好地指导采矿生产。
本发明涉及一种含垃圾焚烧飞灰和矿渣水泥的胶凝材料及其制备方法和应用。含垃圾焚烧飞灰和矿渣水泥的胶凝材料主要由以下成分组成：按重量份计，S95矿渣2‑75份，P.I42.5基准水泥2‑70份，垃圾焚烧飞灰10～30份，脱硫石膏7～13份。本发明掺杂了大量的垃圾焚烧飞灰，并且无需添加激发剂、早强剂等外加剂即可显示出良好的可工业应用的抗压强度，既可用作混凝土的胶结料，又可用于采矿充填料，是水泥的良好替代品。
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本申请提供一种煤层顶板堵水和地表减沉治理方法，包括：对采矿区域进行地层勘察；以劈裂注浆的方式，向第四系含水层与风化基岩含水层的交界面处注入第一浆液，形成第一隔水垫层；以下行注浆的方式，向曲线分支钻孔内注入第二浆液，形成第二隔水垫层；以上行注浆的方式，在第一隔水垫层的顶部继续注入第三浆液，形成第三隔水垫层。通过第一隔水垫层切断第四系含水层向风化基岩含水层的垂向补给；通过第二隔水垫层，实现对采后顶板的导水裂隙带内的导水通道进行封堵；通过在第三隔水层，提高总垫层高度，对煤层开采造成的地表变形进行治理，综合三次注浆操作，对矿井顶板水害防治及地表变形进行综合有效的治理，保护地下水资源。
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本发明提供一种采煤沉陷区公路损坏快速修复方法，该方法包括：根据公路下方采区或工作面地质采矿条件确定地表沉陷计算参数，计算地表移动变形量；对公路进行抗采动影响分析，建立路面与地表移动变形关系方程；监测路面实际移动变形量值，基于路面沉陷计算结果将公路划分成多个类别的区域；对第一类别的区域进行灌封处理，对第二类别的区域采用六角混凝土砖块及其附属工艺进行快速重建。本发明在地表沉陷计算与抗采动影响分析的基础上，划分不同损坏区域，采用不同的修复方法及时修复，对后续采动影响且损坏程度较大的区域采用六角砖及其附属工艺进行快速重建，成本低，可重复利用，抗多次采动影响能力强，适用于采煤沉陷区的较大移动变形。
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本发明同时抽采煤层群各煤层瓦斯的水封煤巷钻场，目的是解决现有矿井瓦斯抽采利用单个煤层采煤巷道，产量低的问题。本发明的结构为矿井通风巷道、水封巷道、上向充水巷道、穿过各煤层的瓦斯抽采岩石巷道、各煤层内施工本煤层内多个瓦斯抽采煤孔的上向瓦斯抽采煤巷钻场相连接。上述巷道内，有瓦斯抽采管道连通位于地面的瓦斯抽采泵。水封巷道内有挡水墙。充水巷道内充满水、沙、土、石块、混凝土块。本发明的优点是，可以施工矿井进风斜井筒和矿井回风斜井筒由矿井通风巷道连接，自矿井通风巷道施工多个同时抽采煤层各煤层瓦斯的水封煤巷钻场，构成独立瓦斯抽采矿井。本发明适用于各类煤田生产煤层气。
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本发明公开一种煤层群开采导水裂隙带高度的计算方法：确定矿区基本地质采矿参数；判断首层煤上覆岩层的综合岩性，计算首层煤开采导水裂隙带高度；判断煤层间岩层的综合岩性，并由浅及深依次计算来确定第i层煤开采垮落带高度和第i层煤导水裂隙带高度；分别对比第i层煤开采垮落带高度、第i层煤导水裂隙带高度以及第i‑1层煤与第i层煤的煤层间距的大小，由深及浅依次确定煤层群中相邻煤层开采垮落带与导水裂隙带的交迭关系；计算确定不同交迭关系的煤层的综合等效采厚和煤层群综合采厚；计算煤层群开采导水裂隙带高度。本发明为矿区煤层群条件保水绿色开采中导水裂隙带高度计算提供了新的更为全面的计算方法。
本发明涉及一种含大量垃圾焚烧飞灰和矿渣的胶凝材料及其制备方法和应用。一种含大量垃圾焚烧飞灰和矿渣的胶凝材料，主要由以下成分组成：按重量份计，S95矿渣30‑70份，垃圾焚烧飞灰20‑60份，脱硫石膏7～13份。本发明掺杂了大量的垃圾焚烧飞灰，并且无需添加激发剂、早强剂等外加剂即可显示出良好的可工业应用的抗压强度，既可用作混凝土的胶结料，又可用于采矿胶结充填料，是水泥的良好替代品。
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本发明提供了一种采动围岩断裂滑动启动条件及失稳过程分析方法及系统，涉及采矿工程动力灾害预测防治技术领域，能够有效预测动力灾害，大幅度降低深部开采动力灾害发生频次和危害程度，现场实用性强；该方法将采空区对应的直接顶和/或老顶的竖向断裂和水平作用滑动作为判断依据，来分析采动围岩的失稳状态；具体为：在直接顶和/或老顶中设置与监测中心连接的若干力传感器、声发射监测设备和微震传感器，用于采集其所在位置的实时水平向作用力，和计算实时竖向断裂能所需的原始数据；所述监测中心用于对采集的数据进行处理并根据处理结果判断是否进行预警。本发明提供的技术方案适用于围岩垮塌失稳监测的过程中。
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本发明公开了一种高强度矿山充填固废互协复合胶凝剂及其制备方法、使用方法，涉及复合胶凝剂技术领域，其中固废互协复合胶凝剂包括以下重量份数的物质：61～92份冶炼废渣、3～29份脱硫石膏、2～21份促凝剂、0.1～4份调凝剂、0.05～0.2份稳定剂，且按重量份数制成充填浆体，其包括3～20份固废互协复合胶凝剂、45～75份尾砂、22～40份水，本发明以固废互协复合胶凝剂取代普通水泥，和矿山尾砂、水混合形成充填浆体，在井下固化，形成高强度充填体，不但大大降低充填采矿成本，还实现了工业废弃物的资源化利用。
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本发明提供了一种基于一体化柔性框架的充填挡墙及施工方法，属于充填采矿领域。所述施工方法在出矿完毕后，在采场与采场联络道相接处确定充填挡墙位置，获取采场轮廓数据，并重构数字化采场轮廓面，再根据重构的数字化采场轮廓面设计包括网状墙体结构、底部固定结构和支撑结构的充填挡墙一体化柔性框架，网状墙体结构横截面为直角梯形，充填挡墙在填充体内的一侧墙面为直角梯形的斜墙面；将一体化柔性框架进行3D打印并封装后运输至现场，展开后固定于采场底板上；再向网状墙体结构内部装投废石，在斜墙面外侧表面铺设滤布并固定，得到充填挡墙。本发明施工简便、迅速，工人劳动强度低，且现场废石得以有效利用，提高了充填挡墙的施工效率。
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本发明涉及一种快速判断矿石黏土含量的方法，属于湿法冶金堆浸领域，所述方法包括：取用一定量采矿地质钻孔矿石样品进行筛分，根据矿石粒径大小由大至小筛分出若干个粒级区间，取各粒级区间矿石样品一定重量分别置于烧杯中，用萃余液将其分别进行三次浸没将每次浸没后的矿石样品洗涤、过滤、烘干，将烘干后各粒级区间矿石样品进行筛分，清除粒径小于一定大小的矿石样品后称重，得到各粒级区间矿石样浸没后减重量；根据三次浸没时间点矿石减量率平均值计算该矿石样品的最终减量率计算矿石样品中的黏土含量。通过测定矿石样品减量率，快速判断出矿石黏土含量，根据黏土含量的不同确定矿石性质，避免出现矿堆渗滤性不足的情况。
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本发明提供一种缓冲矿石撞击主溜井井壁的设施及施工方法，属于采矿技术领域。该设施包括分支溜井、缓冲钢板帘和束矿漏斗，主溜井一侧设置分支溜井，分支溜井和主溜井交接处设置缓冲钢板帘，分支溜井和主溜井交接处下部正对主溜井开口设置束矿漏斗，分支溜井包括格栅、倾斜井壁、垂直井壁、倾斜段顶板、倾斜段底板和缓冲台阶。本发明中缓冲设施结构简单，通过与井壁浇筑为一体，保证了设施强度，可长时间使用，有效减缓主溜井井壁的破坏，避免反复修筑，提高矿山生产效率，降低整体成本。
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本发明提供了一种多元孕灾数字孪生智能感知辨识预警系统及方法，涉及矿山生产技术领域，能够实现虚拟和现实的有效互补，信息利用更加精准，有利于动态调整开采方案；该方法步骤包括：S1、根据真实采矿环境建模，得到地层模型；S2、对开采设备、支护设备及监测设备进行轻量化处理并建模，得到设备模型；S3、将设备模型导入到地层模型中，得到最终的数字孪生模型；S4、将开采过程在数字孪生模型中提前演示，根据演示的结果判断是否安全，并映射到现实开采过程；S5、将现实开采的结果反馈到数字孪生模型中，实现现实和虚拟的反复验证和对比，再根据验证和对比的结果调整模型。本发明提供的技术方案适用于矿山开采的过程中。
本发明提出一种注浆式充填挡墙、构建方法以及空区充填系统、充填方法，注浆式充填挡墙用于封闭待充空区的采矿巷道，以避免充填料浆泄露，该挡墙包括前承载墙、后承载墙、位于前承载墙和后承载墙之间的储浆袋(1)；其中，所述后承载墙位于待充填空区(15)侧，所述前承载墙位于待充填空区(15)相反侧，前承载墙和后承载墙包括防护网和支撑架；所述储浆袋顶部悬挂于巷道顶板，储浆袋前侧预置有充填孔和溢流孔。架设好前、后承载墙及储浆袋后，往袋内充入充填料浆，即浇筑一个“充填体塞子”，可达到有效封堵待充空区采场巷道的目的。本发明的技术方案，施工速度快捷，稳定性好，成本低廉，适应各种巷道断面，可广泛适用于各种待充填采场空区做充填挡墙。
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一种提取钢尾渣中金属铁及其尾泥综合利用的方法，属于环保和钢尾渣再利用领域。针对目前国内外钢厂干法破碎选铁工艺无法提取这部分残余铁微粒的难题，本发明提出了通过两次磨矿与磁选的过程，得到TFe85%-95%的高品位铁粉,金属铁的回收率为99.01-99.85%；将磁选后剩余的尾泥混合均匀，按尾泥干重80%-90%，脱硫石膏10%-20%湿法混合均匀得到用于胶结充填采矿的胶凝材料净浆，标准养护3d抗压强度1-2MPa，28d抗压强度3-5MPa。得到具有较高市场价值的高品位铁粉，同时使用磁选剩余的尾泥作为胶凝材料制备强度要求相对较低的全尾砂胶结充填料。
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本发明提供了一种上盘破碎围岩条件下破碎矿体开采方法，涉及破碎矿体开采技术领域，本发明提供的上盘破碎围岩条件下破碎矿体开采方法包括：将待采矿体划分为开采阶段，阶段内沿矿体倾向划分多个矿房采场，每一个矿房采场两端均布置矿柱；在矿房采场顶部以及底部布置巷道或硐室；各个矿房采场采用中深孔或深孔凿岩爆破方式回采；各个矿房采场采用连续回采顺序，每一个矿房采场回采后立即充填，先回采的矿房采场为后回采的矿房采场提供充填体侧壁的条件。本发明提供的破碎矿体开采方法有效规避了不同充填时序的采场充填接顶问题对开采的不利影响，提高矿体的综合回采效率及采场生产能力，确保破碎矿体采场回采过程的安全稳定性，降低成本。
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本申请属于矿石开采领域，公开了一种矿岩分界线计算方法、装置及设备，预先利用成功开采矿山的历史实地数据作为训练样本，对神经网络系统进行学习训练得到测量孔布置神经模型，直接将勘探设备勘探的实地数据输入该测量孔布置神经模型处理，得到测量孔布置数据，根据测量孔布置数据中的每个测量孔的位置参数绘制测量孔布置图，利用打孔设备根据测量孔布置图进行打孔并布置测量球。无需利用人工根据实地检测的地质情况确定各个测量孔的位置以及间距，当矿山爆破完成后，各个测量球的位置会随着矿岩分界线的变化而发生变化，直接根据测量球的位置就可以获知新的矿岩分界线。这样，利于矿石的铲装运输，降低矿石损失贫化率，提高工作效率。
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本发明涉及一种含炉排炉垃圾焚烧飞灰的胶结填充料，包括胶凝材料、铁尾砂和减水剂，所述胶凝材料、铁尾砂和减水剂的质量比为1：6：0.005；所述胶凝材料按重量份数计包括以下原料：矿渣15‑25份，钢渣30‑60份，炉排炉垃圾焚烧飞灰5‑30份，脱硫石膏10‑20份。该胶结填充料以高毒性的炉排炉垃圾焚烧飞灰作为原料，经合理配比后，各原料协同增效，使其经长期养护后，多种重金属离子浸出浓度低于地下Ⅲ类水质标准；且该胶结填充料可满足充填采空区的抗压强度，可用于采矿充填料，是水泥的良好替代品。
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本发明公开的草原区露天矿废石及表土的储存与回填优化方法，涉及矿产资源开采技术领域。包括以下步骤：首先，对露天矿进行表土剥离，并将剥离下来的表土资源运输至附近的表土存储场；然后，将矿层间的岩石进行爆破与剥离，采出的大块碎石与小块碎石，并将大块碎石放置于废弃矿坑的矿床中；接着，进行采矿，采出的煤矿运往洗煤厂洗煤后，剩下的煤矸石与小块碎石进行级配，充填大块碎石间的间隙；最后，将表土存储场中的表土资源运输至邻近废弃矿坑填入，形成完整的复垦草地。本发明中剥离的表土资源、岩石都能尽早尽快地进行处理，复垦率、节地效果、生态承载力指标和环境承载力指标均优于传统的开采结束再复垦的技术，对生态环境的恢复意义重大。
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本发明涉及一种含电炉还原渣的胶结充填材料及其应用。一种含电炉还原渣的胶结充填材料，所述胶结充填材料是主要由胶凝材料和铅锌尾砂与水混合后而成的浆料；其中，所述胶凝材料和铅锌尾砂的质量比为1:2‑1:12；所述胶凝材料包括以下原料：以重量百分比计，电炉还原渣10‑60％，转炉渣20‑50％，矿渣10‑60％，脱硫石膏10‑40％。本发明利用电炉还原渣与其他原料的协同作用能够显著提高早期强度，同时完全凝结后也具有较高的强度；当该材料用于矿区填充时具有突出优势，能加快采矿进度。
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一种应对煤矿井下灾难性事故发生时的紧急救援系统。它是当矿难发生后,利用预先安装到各采矿工作面的系统主管道和布设在主管道中的具有不同功能用途的管线及与之配套的设备,迅速实现井下被困人员和地面救援人员之间的信息传递;帮助救援人员向被困人员提供空气、水、食品、药物等急救物资。以达到赢得时间、延长井巷内被困人员生命、减少伤亡、把事故损失降至最低的目的。
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本发明是一种延长地表土地使用时间的地下工作面采序优化方法，属于采矿技术、土地利用和土地复垦领域，该办法包括：获取所在地区非充分开采的地表下沉系数拟合曲线；确定地面临界积水条件下的下沉系数修正参数；确定地面临界积水条件下地下开采尺寸的宽度Dc；根据地下开采尺寸的宽度Dc，优化地下工作面开采的顺序。该方法通过分析所在地区非充分采动条件下的地表下沉移动规律，对地下工作面的采序进行优化，从而改变地表最大下沉值出现的时间，相对延长地表土地的使用时间。最终使得地下的煤炭都能采出，既保证了煤炭回采率，同时也一定程度上兼顾了地面土地特别是耕地的使用时间，是一种顾及地表的绿色开采方式。
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一种枯竭油田剩余油硐采方法，主要步骤为：a)排出储层中的残余液体；b)竖井开拓至储油层底板，并在石油储油层中掘进巷道，采用房柱嗣后充填采矿法开采储油层中的含油砂岩；c)对含油砂岩进行破碎和磨矿，以热碱水洗油进行油、砂分离；d)分离出石油进行炼油工序，分离出的砂子作为尾矿进行回填。本发明克服了目前最先进的三次采油技术无法克服的缺点，可以大幅度提高石油的采收率，能达到90％以上的采收率，具有极大的实用意义。
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一种采煤沉陷区地表建设高压输电线塔的适宜性评估方法，包括以下步骤：(a)确定采煤沉陷区评估范围；(b)收集采煤沉陷区的地质采矿条件数据和开采数据以及所属矿区的地表沉陷数据；(c)得到评估范围内各地表移动与变形值最大值；(d)评估线塔建设荷载对地下采空区的稳定性影响；(e)根据高压输电线塔输送电压确定建设适宜性分类准则，然后进行综合评估，确定拟建高压输电线塔线路建设的适宜性。本发明能够为高压输电线塔在采煤沉陷区地表的建设提供科学依据，确保高压输电线塔正常运行，并节省保护成本投入。
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本公开涉及一种冒裂带高度预测方法、装置、存储介质及电子设备，该方法包括：获取冒裂带的实际测量数据，实际测量数据包括在采矿工作面实际测量得到的冒裂带的第一高度数据和冒裂带的多个震动点的震动数据；通过第一高度数据和震动数据，确定冒裂带高度范围；通过第一高度数据与冒裂带高度范围，将多个震动点确定为已产生冒裂带位置点与未产生冒裂带位置点；通过已产生冒裂带位置点的数据与未产生冒裂带位置点的数据，确定冒裂带预测模型；将待识别位置的实测震动数据输入冒裂带预测模型，得到待识别位置的预测结果，预测结果包括：待识别位置未产生冒裂带，或者待识别位置产生冒裂带，以及待识别位置点的冒裂带的第二高度数据。
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一种采煤沉陷区地块地表建设光伏电站适宜性评估方法，包含以下步骤：（a）依据采煤沉陷区地块地表建设规划，确定评估范围；（b）收集采煤沉陷区的地质采矿条件数据和开采数据以及地表沉陷数据；（c）获得开采煤层埋深、采空区塌陷状况相关数据；（d）得到评估范围内地表今后还将产生的残余沉陷变形数据；（e）评估地块建设光伏电站荷载对地下采空区的稳定性影响；（f）根据光伏组件与光伏支架和逆变器与箱变建设适宜性分区准则进行综合评估，获得拟建光伏组件与光伏支架和逆变器与箱变建设的适宜性分区。本发明能够全面、准确、高效的获得采煤沉陷区地块地表建设光伏电站适宜性分区，为确保地块光伏电站安全建设中及建成后正常运行提供科学依据。
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本发明提供一种提高充填接顶率的磷石膏基全固废充填料配比优化方法，属于绿色充填采矿技术领域。该方法首先对磷石膏以及低品质固废进行矿物分析和粒径测试；然后开展不同配比的磷石膏基全固废充填料充填体强度试验与膨胀率测试；再根据试验结果建立充填体强度和膨胀率数学模型；进而建立磷石膏基全固废充填料的配比优化模型；最后求解该配比优化模型获得磷石膏基全固废充填料优化配比。该方法充分利用磷石膏的自膨胀性，并实现多种低品质固废配比优化组合和协同作用，能够避免充填体膨胀过大导致充填体强度劣化，可在满足充填体强度的基础上，最大限度地发挥磷石膏膨胀性，从而提高充填采场的接顶率。
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本发明公开了一种深埋变形粘土隔水性试验装置及方法，包括粘土拉伸变形装置、粘土剪切变形装置、粘土弯曲变形装置和粘土渗透性装置。首先对不同深度的原状粘土试样进行拉伸、弯曲和剪切破坏试验，掌握粘土变形破坏规律；然后对粘土试样进行定量拉伸、剪切和弯曲，测试此时变形土样的渗透性，通过对比变形前后粘土的渗透性，总结采动变形粘土的隔水性质变化规律；最后对已知采矿工程条件下的隔水关键粘土层进行采动变形预计，根据试验总结规律对隔水关键粘土层隔水性进行评价，用于指导相关技术人员对水体下采煤做出正确决策。
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