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本发明公开了一种基于非线性收敛因子海鸥算法的瞬变电磁反演方法，所述方法包括：将现场探测得到的地下介质的感应电压随时间变化的关系曲线中的数据作为实测数据，将预先设置的地下介质电阻率和深度作为海鸥种群的初始位置，将实测数据与海鸥种群的最优位置正演得到的电压数据基于L1范数构建目标函数，执行基于非线性收敛因子海鸥算法，目标函数值最小或者达到迭代次数时，得到最终的深度和电阻率即为反演结果，采用采用上述电磁反演方法对对不同地电模型分别进行多次反演计算，取平均值作为地电模型的反演结果值，将反演结果与该地电模型的参数进行对比来评价反演方法的有效性；本发明的优点在于：精度高，对异常地质体深度敏感。
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本发明公开了顶管机驱动装置，包括支撑环、齿圈、传动箱一、传动箱二、卡爪单元、传动单元和气缸；支撑环为环状结构，支撑环外壁固定有多个安装板，安装板远离支撑环的一端侧壁上设有剪切板，剪切板上设有多个螺纹孔，支撑环外侧壁上设有多个安装座一，支撑环内侧壁上设置有多个安装座二，支撑环外侧壁且靠近安装座一的位置设有多个贯通口，支撑环内侧通过轴承与齿圈转动连接，且齿圈外圈与多个贯通口相对齐，本发明通过利用支撑环的内外壁面安装多个传动箱，及安装多个驱动组件，相比较现有方式在支撑环外壁或内壁进行安装传动箱，能够安装更多的传动箱及驱动组件，通过这种方式便可满足多种隧道尺寸与地质类型的动力需求。
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本发明涉及矿区生态环境保护工程技术领域，具体涉及一种煤矿区采动灾害地面控制方法及装置。所述方法包括以下步骤：步骤1，收集地质采矿资料；步骤2，判别关键层并预测其破断特征；步骤3，进行开采沉陷预计；步骤4，设计采动损伤传导阻断路线；步骤5，实施采动损伤传导地面阻断工程；步骤6，布设侧向支挡反力系统，对阻断路线外侧土体施加反向推力。所述侧向支挡反力系统包括2面相对而立的钢板桩墙和布置在钢板桩墙之间的若干个液压伸缩式支撑杆。本发明通过地面工程措施切断沉陷盆地中心区域和外围区域在浅地表的物理联系，将地表采动主要影响范围控制在盆地中心区域，从而保护了面积更大的外围区域，采动灾害控制效果好，应用前景广阔。
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本发明公开了一种相识模拟试验系统，包括机架，机架包括支撑基板，支撑基板的表面两侧均垂直固定有两个固定支板，两个固定支板的侧壁均外表面等距安装固定有若干横向液压缸，若干横向液压缸的一端之间连接固定有横向压板，两个固定支板的前侧壁外表面之间等距连接固定有若干前护板，两个固定支板的后侧壁外表面之间等距连接固定有若干后护板。本发明可以研究不同地质力学环境、不同支护形式和支护参数下围岩变形破坏特征，采用液压试验台操作测试，适用于车间现场使用，设备操作简单方便、性能安全可靠、整体美观协调。
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本发明涉及一种双巷间一发多收无线电波坑透测量系统与方法，包括发射系统和多通道接收系统，通过固定多通道接收系统所在接收测量点在某一观测站内，改变发射系统发射点位置，采集每一观测站中接收系统接收到的发射系统发射的电磁波透过双巷道之间的工作介质后的透过场强值，移动多通道接收系统形成多观测站，多观测站之间形成高精度透射电磁波数据体；利用电磁波透射成像获得双巷间煤岩层的场强和吸收系数分布图，结合揭露地质条件对面内构造及其异常进行精细解释，为工作面安全回采提供可靠的技术参数。
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本发明涉及隧道、巷道快速掘进领域，特别涉及一种信息互馈式异向旋转截割装置及使用方法，该装置包括截割头、异向旋转装置、动力启停装置、信息互馈分析系统。截割头包括前部破岩部件、中部切割部件、尾部成型部件，各部件后部焊接驱动轴和锥齿轮、上面焊接截齿和导料板，且截齿和导料板布设形态与所在部件转向相同，分步实现岩体破碎、切割与成型；异向旋转装置由两组锥齿轮组成，控制截割头同轴异向转动；信息互馈分析系统与动力启停装置相连，通过转速、扭矩传感装置和控制装置，实时监测、反馈、调整截割头转速与扭矩，实现复杂地质条件不同岩性巷道的快速掘进。该装置及使用方法能够有效提高巷道掘进效率，降低设备损耗，减轻截割头磨损。
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本发明公开了一种复杂环境地下工程新型钻爆施工方法，包括在工作面沿水平方向开挖、扩大工作空间，在待开挖岩体周围，采用L型钻孔技术沿垂直于开挖面方向钻多个水平长孔，相邻长孔之间钻短孔，使其在孔底实现贯穿，依次将绳锯机的锯绳穿过相邻的贯穿长孔，进行切割，在待开挖岩体与周边岩石之间形成临空面，通过多次切割，贯通临空面得到预开挖断面的轮廓线，再对待开挖岩体进行无光爆孔和掏槽孔的掘进爆破。本发明提供的施工方法进度快、振动小，对周围建筑物影响减小，并且有利于减小炸药单耗，避免超欠挖现象，降低二次施工率，效率高，安全可靠，经济合理，为复杂地质环境下硬质岩石爆破施工提供更优的选择，具有极大的实用价值和推广意义。
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一种软土路基变形远程综合监测系统及安装方法，软土路基沉降远程综合系统，由传感器系统、数据采集系统、无线传输系统、服务器、PC端应用程序和移动端APP构成，对于地质条件较差的路段的多种信息能够通过传感器系统和数据采集系统采集、存储数据，经过无线传输系统将数据信号传递到服务器，服务器储存数据、分析数据、发送数据，PC端应用程序和移动端APP是专为本软土路基变形远程综合监测系统所设计的，用户可登陆本综合系统提供的PC端程序或移动端APP查询即将行驶的路段的安全性；本系统能够对软土路基变形情况进行实时检测，消除传统检测的空白期，且检测速度快，对交通影响小，不会造成较大的交通困难，能够保障工作人员的生命安全。
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本发明公开了一种空心包体地应力遥测系统及方法，涉及到地质、能源、深部矿产及地下岩土工程勘察勘测技术领域。该系统包括空心包体应变计、遥测主机两个部分；空心包体应变计内置应变片、定向器、采集模块、发射模块、发射天线，它用于测量、采集及发射应变及方位角；遥测主机由接收天线、接收模块、信号处理模块、数据处理模块、数据输出显示模块组成，它将接收、处理及储存应变及方位角等参数信息。本发明通过无线传输方式远程遥测，解决了地应力测量冗长的布线过程、电缆缠绕、钻孔降温等问题；提高了测试效率和精度、节约了测量成本，抗干扰能力强，仪器操作简便等优点。
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本发明公开了一种自动化钻探机械，涉及一种地探钻机，具体包括钻探机械本体，所述钻探机械本体四侧支撑腿的底端安装有防滑机构，安装座的下表面开设有方形的对接槽，固定板的上表面一体成型有向上的凸台，且固定板上表面的凸台正好与安装座下表面的对接槽相互抵接，固定板的上表面开设有供螺栓抵入的凹槽。本发明在特殊地质下通过插钉紧紧插入地面下，防止钻探过程中因机体振动而造成机体出现小幅度偏移情况，造成施工误差，而插钉保证了支撑腿的稳定性，从而使得探机械本体能够更加稳定，并实现了简易快速的安装拆卸，同时利用多个风机对钻探机械本体上的部件进行风吹散热，从而保证现场的工作效率为现场施工提供安全保证。
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本发明涉及厚松散层矿区采动地表变形破坏控制方法，具体涉及厚松散层矿区采动地表变形破坏阻隔控制方法。该方法包括以下步骤：1、收集地质采矿资料，获得采区位置及尺寸、煤系地层结构、概率积分法预计参数、各岩层和松散层物理力学参数等数据信息；2、进行开采沉陷预计，预测地表下沉盆地范围、主要影响半径，以及拐点等主要特征点的位置；3、在下沉盆地拐点附近距拐点不同距离的位置布设不同深度的隔离墙，通过数值模拟对各方案的控制效果进行验证；4、综合评估各方案的控制效果和工程成本，确定最终的实施方案；5、在煤炭开采前，根据选定的方案修建地下隔离墙。本发明通过预先修建地下隔离墙，阻断采动附加应力的传导路径，阻挡墙体外侧土体向采空区中心方向移动，将地表采动主要影响控制在隔离墙内侧，从而对外侧区域起到保护作用。
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本发明公开一种顶管机搅拌泥舱压力气垫调节装置，包括壳体，所述壳体内设有泥舱板和压力舱板，压力舱板下侧设有排泥口，压力舱板上侧设有进气管和排气管；所述泥舱板下侧开有泥舱板开口，泥舱板开口的一侧设有筛孔栅格板，筛孔栅格板一端固定在泥舱板上，另一端固定在壳体内侧，筛孔栅格板和泥舱板开口之间设有进泥通道。本发明中压力舱内的压力可进行持续监测，比传统的单仓压力测量系统更为精确；气垫可补偿由突发状况引起的泥浆快速流失和涌水现象产生的压力骤降，在非均匀地质条件下，即使很小的压力和体积波动也可以得到准确控制，因而可以对地表的隆起和沉降做出更好的控制，地表的隆起和沉降应予避免，尤其是在覆土很小的情况下。
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本发明公开了一种光纤温度传感监测冻结壁解冻过程的方法，在冻结凿井工程井壁堆砌完工，停止冻结以后，根据实际工程的地质条件，选取一定数量的废弃冻结孔作为温度检测孔，布设测温光缆，将这些测温光缆接入分布式光纤温度检测系统，定期检测这些冻结孔的纵向温度分布，通过数据分析，可以掌握冻结孔周围冻结壁融化的过程。本发明提出了监测冻结壁解冻过程的想法，并利用先进的分布式光纤温度传感技术进行具体实施，通过长期监测数量纵多的冻结孔纵向温度数据，能全程反映冻结壁解冻的过程，帮助技术人员总结冻结壁解冻的规律，分析井壁受力状况，可有效的确定可能出现突水的危险区域，指导注浆作业，保障井筒安全。
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本发明公开了一种超声波监测冻结壁发展情况的方法，包括如下步骤：在冻结壁未形成时，根据地质条件在井筒周围布置监测孔，监测孔深度一般为所需冻结深度的1.2倍，在导管内通过预留孔按一定的竖向间距在内部同一水平平面布置两个超声波集成器，利用超声波集成器来接受和发射超声波。当超声波集成器完全放置好之后，在其外侧用胶带把预留孔给封住；放置在导管内的集成器通过导线把信号传输到计算机上，利用计算机数据处理系统，对数据进行处理，得到超声波波速的变化曲线，本发明使冻结壁的监测更加信息化和准确化。
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本发明公开了一种基于采场顶板关键层破断卸压的远场巷道围岩控制方法，包括：针对需要进行切顶卸压的瓦斯治理巷及其工作面进行现场矿压测试，根据关键层理论推导出覆岩关键层分布特征；确定工作面基本顶层位及工作面周期来压情况；结合矿井工作面地质资料，确定该工作面远场顶板瓦斯治理巷所处岩层层位，明确对该工作面远场顶板瓦斯治理巷矿压显现有影响的远场关键岩层层位，根据覆岩关键层分布特征确定爆破卸压层位；采用矿用钻机于工作面顺槽顶板中部向工作面顶板开孔；开孔后根据1‑亚关键层和3‑亚关键层的岩性确定炮孔装药量、装药长度及封孔长度；封孔并进行安全检查后，起爆炸药，实现工作面及其远场顶板巷道围岩的卸压控制。
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本发明公开了倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，所述方法首先依据现场地质条件及采场覆岩破坏特征，确定倾斜煤层穿小煤柱切顶卸压钻孔的位置及其倾角、孔深、孔径、孔距；其次在本工作面沿空巷道内沿其径向施工穿小煤柱的采场覆岩卸压钻孔，沿其轴向依据孔距依次施工相同工艺的穿小煤柱采场覆岩卸压钻孔，并依据上区段采场覆岩裂隙发育高度，将卸压钻孔分为深部和浅部两个区域；然后在卸压钻孔的深部区域安装预裂介质，浅部区域注浆封堵，实施采场深部覆岩切顶，使其向上区段采空区侧垮落，压实倾斜采空区内矸石，阻挡其向下方小煤柱侧滑落挤压。通过倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸技术，实现小煤柱及沿空巷道围岩稳定。
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本发明公开了一种煤层瓦斯含量计算方法与误差分析方法，计算方法包括：S1确定现场解吸方程V2＝AB·T01/2/(1+B·T01/2)‑V1解、S2煤心解吸、S3方程拟合；误差分析方法包括残余解吸量的误差分析和瓦斯总含量的误差分析。本发明提出现场解吸方程结合具体的现场瓦斯解吸过程可以对深部煤层的瓦斯总含量、瓦斯损失量及残余解吸量进行计算；降低了瓦斯含量相对误差；同时提供相应的误差分析方法以辅助现场解吸方程进行更加准确的瓦斯含量计算，从而提高深部煤层瓦斯含量计算的准确性和可靠性，进一步有利于对深部瓦斯含量与赋存地质条件做出客观的评价。
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本发明公开了一种基于正交实验的断层活化因素关联度分析方法，属于矿山安全生产技术领域，包括：根据理论力学分析，建立断层活化力学模型；依据实际工程地质背景，建立三维数值模型；基于因子设计的分式原理，采用合理的正交表设计模拟方案；利用灰色关联度分析法，对模拟结果进行分析；根据分析结果，得出各主控因素与断层活化的关联度。本发明基于正交试验的理论思想，利用灰色关联度分析方法研究了各主控因素与断层活化的关联度，有效的解决了多因子全面实施试验次数过多的问题，极大减轻了研究工作量，为断层活化主控因素关联度的研究提供一种新的思路和想法。
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本发明实施例提供一种瞬变电磁超前探测监测装置与方法。本发明瞬变电磁超前探测监测装置，包括：便携式发射和接收单元、数据采集站、光纤通讯传输平台以及地面控制中心；本发明瞬变电磁超前探测监测方法通过瞬变电磁超前探测监测装置获取测试点的瞬变电磁二次感应电动势，并根据采集的瞬变电磁二次感应电动势获取电阻率剖面特征。本发明实施例实现了远程数据的传输与操作控制，提高了对前方近距离地质条件的判断能力和精度。
本发明涉及一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法及系统，地面沉降盆地位于地面上，方法包括：布置分布式测试系统，其包括：与工作面走向中心线平行的地面测线、第一竖向钻孔和第二竖向钻孔；通过沉降数据采集装置获取煤层采动过程中地面测线上布置的每个沉降监测装置的空间位置数据，在钻孔内部布置光纤传感器，钻孔数据采集模块获取每个光纤传感器发送的测试值；步数据分析系统评价：数据分析系统根据已有地质资料、由激光测试装置在不同监测时刻发送的多组位移数据、地面钻孔数据采集装置在不同监测时刻发送的多组地层内部变形数据、工作面初始位置、以及输入的工作面回采位置数据对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价。
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本发明涉及滑坡地质灾害治理领域，具体的是一种抗滑桩嵌入器。包括抗滑桩组件、预应力机构、抽水机构。本发明设计的抗滑桩组件通过力臂和调距螺母连接，相邻力臂的螺纹旋向相反，可通过调距螺母调节相邻力臂的间隙，进而调节相邻抗滑桩之间的间距。本发明设计的预应力调节块包括第一调节块、连接杆和第二调节块，第一调节块通过螺纹在安装孔内转动，第二调节块通过侧面的滑块在安装孔内滑动。在调节预应力时将第一调节块的转动，变为第二调节块的滑动，防止给预应力绳索和预应力锚施加转动力矩。本发明设计的抽水机构将抽水机放在抗滑桩顶端，方便维修，同时第一过滤块和第二过滤块过滤地下水，防止地下水的杂质堵塞抽水机构。
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本发明公开了一种基于FLAC 3D数值模拟的地应力场反演方法，包括：依据实际工程地质条件，选取测点进行地应力测试；根据区域构造发育情况，建立合适的数值模型；根据测点地应力测试结果，定义模型边界条件；对数值模型进行运算处理，输出模型应力云图；根据地应力测点位置，结合模型应力云图，对区域地应力进行分析。本发明依据测点地应力实测结果，利用FLAC 3D数值模拟软件建立地应力场反演模型，之后对模型加载，满足其生成的应力场和测点应力状态基本一致，从而反演整个工作面地应力场的分布特征，更能直观合理的反映实际地应力场，且操作简单，易于实际应用。
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本发明涉及一种深孔光面隧道爆破系统，包括多轴钻孔机构及深孔光面爆破机构；钻孔机构包括设置在调节支架上的钎杆，水平驱动机构驱动钎杆水平移动且实施掏孔作业，钎杆位于调节支架的空间位置可调；深孔光面爆破机构包括设置在炮孔内的多个装药管标准节，装药管标准节的管口之间顺序连接构成爆破管，相邻装药管标准节的连接处设置有撑托炸药的托盘，爆破管的一端设置有底座，爆破管的另一端设置有顶盖，托盘的盘面上设置有导爆索穿过的通孔，导爆索由底座向上依次穿过托盘上的通孔并且由爆破管的顶盖开设的通孔引出托盘上还设置有裂缝，系统能够提高钻孔效率的同时，减弱煤矿复杂地质环境对装药的影响，防止爆破气体过早溢出。
本发明属于矿产能源及深部岩土工程生产技术领域，公开了一种煤炭矿井三维地应力场优化反演方法、系统、介质及应用，通过获取深部煤炭生产过程的数据构建精细化地质模型；同时确定煤岩物理力学属性参数以及实测点的地应力大小及方位，构建有限元数值模型、煤炭矿井地应力最优化反演模型，确定最优边界约束和边界荷载施，进行正向计算分析，得到煤炭矿井三维地应力场数据体；将三维地应力数据体进行分析处理，得到研究矿井三维地应力分布特征及其变化规律。本发明能够在各种性质迥异、结构复杂的煤系地层赋存特点和自然地质构造及人为工程影响的前提下，较为准确地确定矿井地应力场分析模型的边界条件，分析整个矿井区域内三维地应力的分布规律。
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本发明公开了一种沿海地下水截流方法，包括如下步骤：a、地质勘探，在距离沿海岸线10km处对地质进行勘探，确定钻井位置，每隔500m选取一个钻井点；b、钻井；c、安装泵系统，在井与井之间安装管道与抽水泵，在所述管道上安装电磁阀，在安装时确保每个所述电磁阀均处于关闭状态；d、安装监控系统；e、运行。有益效果在于：本发明通过截流即将流入大海的地下水作为水源，为全国各大城市提供水源，水源充足，可以解决华北缺水的问题，用水便捷，供水线长，可以方便附近城市就近取水，而且取用的是地下水，无污染，对生态环境影响较小。
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本发明公开了一种基于BFGS算法的概率积分模型中参数的反演方法，包括以下步骤：(1)给定观测点的坐标及观测点实测的下沉值、水平移动值，工作面地质采矿条件参数和初始概率积分参数。将工作面地质采矿条件参数、概率积分参数初始值和观测点坐标代入概率积分公式，预计观测点的下沉值和水平移动值；(2)将步骤1中的预计下沉值和水平移动值与观测点的实测下沉值和水平移动值作差，构建误差函数；(3)根据步骤2中构建的误差函数作为目标函数，使用BFGS算法，反演出该工作面的概率积分参数。本发明首次将BFGS算法应用于概率积分参数求取，能够解算出全部概率积分参数，具有求取参数精度高，曲线拟合效果好的优点。
本发明公开了一种基于FLAC 3D数值模拟的断层注浆加固效果评价方法，包括：依据工程地质条件，建立符合实际的数值模型；根据岩石力学性能测试结果，分别赋予注浆前和注浆后的参数条件；对数值模型进行加载模拟，输出模型塑性破坏分布图与位移曲线；对比注浆前后模拟结果，对注浆效果进行评价。本发明依据工程地质条件，利用FLAC 3D数值模拟软件建立数值分析模型，通过提高围岩的力学强度参数来模拟注浆后的岩层物理力学性质，进而对比注浆前后位移曲线与塑性破坏分布，更能直观合理的评价断层注浆加固效果，且操作简单，易于实际应用。
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本发明公开一种低渗透性含水层群孔疏降多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：据采掘工程布置图确定疏降水区域的水位控制点；S2：收集研究区的地质与水文地质资料，明确待疏降含水层的渗透性并确定控制点安全水位及降深等参数，并计算放水孔的最大降深；S3：构建疏排钻孔候选位置；S4：设置放水孔贯穿含水层程度以及设置孔数n、单孔流量Q以及水位控制点的降深S的约束条件；S5：运用多目标优化方法求出模型的最佳Q、n值；S6：讨论优化模型，并指导生产实践。本发明疏降多目标优化的方法通过在群孔放水中如何优化钻孔数量以及钻孔流量，保证达到疏降目标的同时有效减少煤矿开采成本和对生态环境的破坏程度。
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本发明公开了一种井间并行电阻率CT测试方法，是对钻孔间地质条件及构造特征进行探查的一种物探技术。通过在两两钻井之间布置测试系统，形成64个电极的井间测线，采用并行电法数据采集技术进行单极或偶极供电与测试，获得井间电性采集数据，形成井间不同电极间层析数据体。通过井间电阻率层析成像技术实现对测试区域电阻率及激电参数成像，进一步评价其岩层及构造特征状况，获得地质解释成果及认识。该套测试系统可完成1200m深井的数据采集。
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