本实用新型公开了一种矿用支护多参数测试仪,主要由平板电脑、压力温度一体传感器和温湿度大气压传感器组成,所述的平板电脑的右侧设置有温度一体传感器,所述的平板电脑上方设置有温湿度大气压传感器,所述的温湿度大气压传感器右侧设置有压力温度一体传感器,所述的压力温度一体传感器通过无线组网通讯技术连接,所述的压力温度一体传感器包括取压头、压力敏感元件、信号采集板、折射发射板和第一电池组成,所述的取压头上端与压力敏感元件相连接,所述的压力敏感元件上端设置有信号采集板,所述的信号采集板中间设置有折射发射板,所述的温湿度大气压传感器包括探头、主板、射频发射板和第二电池。
本发明公开了一种深部矿山水热型地热能与煤层协同开采工作面设计方法,首先,在煤层开采工作面上加设地热能开采系统,形成热‑煤协同开采工作面;具体为:所述地热能开采系统包括在煤层开采工作面的沿空留巷内平行布置的钻孔排组及与之连接的提取存储装置,所述钻孔排组由提取钻孔排组与存储钻孔排组间隔组成,每一钻孔排组由数个钻孔间隔组成,由沿空巷道沿垂直方向实施钻孔到邻近含水层。本发明设计方法简单、实用,可为深部矿山水热型地热能与煤层协同开采工作面及钻孔设计提供理论设计及工程技术应用指导,促进我国深部能源的多元协同清洁绿色开发,具有广阔的应用前景。
本发明公开了一种矿井通风系统辅助设计方法,包括以下部分:第一部分:矿井通风系统可靠性分配设计平台,根据使用方提出的可靠性指标,分配到各子系统。第二部分:矿井通风系统改造方案优选平台,根据对矿井通风系统现状的调查分析,对矿井通风系统改造方案进行。第三部分:矿井通风系统可靠性评价平台,根据矿井通风系统当前状况,判断各个影响通风系统整体因素的好坏程度,得到评价等级或可靠度。第四部分:矿井通风系统的预警平台,根据矿井通风系统实时数据的采集,及时地对矿井通风系统的安全性进行监测,并给出预警提示。本发明可对矿井通风系统的设计进行相关的优化及评价,大大提高了效率和准确性,为矿井通风系统的正常运行提供了保障。
一种煤矿近松散含水层开采上限评价及开采危险性评价方法,属于煤矿开采的评价方法。在煤矿地质水文地质特征的系统分析基础上,构建煤矿近松散含水层煤层提高开采上限的评价指标体系,包括开采煤层上覆覆岩厚度、松散层底部含水层富水性及其厚度、地质构造、主要隔水层厚度、开采覆岩破坏高度六个主控因素,应用三维GIS对地质数据进行采集、分析,利用ArcGIS的三维分析扩展模块3D Analyst对各个因素进行三维空间量化分析,首先创建TIN三角模型,然后转换为DEM,生成GRID可三维分析计算的数学模型,建立各个主控因素TIN与DEM信息层图。采用三维GIS方法,真实刻画了近松散含水层提高开采上限受控于多因素且具有非常复杂的空间分布特征,解决了开采上限评价预测的难题。
一种多源数据监测矿区形变的时空特性及越界开采识别方法,步骤包括:首先利用合成孔径雷达(SAR)获取并优化处理数据,然后将多卫星平台的SAR数据监测数据融合得到沉降结果图,在融合后的沉降结果图中针对被测矿区中“大形变区域”或“失相干区域”进行补充监测,统一多卫星平台数据监测结果坐标,最后反演矿区地表形变的时空特性,从而识别越界开采区域。其方法简单,计算量小,可以有效的反演矿区地表沉降的时空特性,且识别效率高,在维护矿山开采秩序、保障矿山安全、保护矿山生态环境方面具有重要的理论价值与广阔的应用前景。
本发明公开了一种基于地表不变特征的矿区DEM变化检测方法,通过对点、线、面等地形特征基元的相似度测量,建立适合矿区地形特点的地表不变特征判断规则,不仅能够为DEM的变化检测提供准确的基准信息,且能够为DEM配准法方程的建立与平差解算提供初始与基准参数,继而实现DEM的变化信息解算;引入矿区地表不变特征建立顾及DEM地形结构的配准模型,将地表不变特征和特征的几何约束用于构建DEM配准模型,既可以顾及地形几何特点,又可以提高配准准确性;利用地形特征基元相似度测量方法可实现对地表不变特征判断与变化特征的同步提取,特别适用于地形复杂多变的矿区。
一种矿井突水实时监测方法及系统,属于矿井突水监测方法及系统。系统包括:突水源探测器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器、水质监测器、多路数据集控器、网关、工业以太网和监测主机;突水源探测器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器和水质监测器均与多路数据集控器的输入端连接,多路数据集控器的输出端通过网关和工业以太网与监测主机通讯;方法是:突水源探测器、隔水顶板监测器、煤层含水监测器、涌水量监测器和水质监测器五种监测信号均通过多路数据集控器、网关和工业以太网到达监测主机,监测主机对所有接收到的信号分别进行分析,全面监测矿井突水的危险源和前兆信息,对矿井突水实时监测进行预警。
本发明公开了一种采动岩层应力演化数值反演及应力路径等效转换方法,属煤炭开采技术领域。首先建立相应数值模型并设置监测点;然后反演煤层开挖、顶板垮落、矸石堆积等动态过程,获得煤层开采全过程中顶板、底板应力演化规律,顶板垂直和水平应力整体呈现相反的变化规律,而底板垂直和水平应力则呈现相同的变化规律;根据垂直、水平应力同步变化规律,总结得到采动顶、底板应力路径特征:最后通过等效转换方法将垂直应力和水平应力等效为轴压和围压,将顶、底板应力演化过程等效转换为三轴加卸载应力路径。充分体现了煤层开采全过程中顶板、底板的应力演化规律,将采动应力演化等效转换为实验室加、卸载应力路径,能够更好的指导现场工程实践。
本发明公开了一种深部矿山地热能与煤炭资源流态化协同开采方法,包括采用深部原位无人智能盾构机进行煤炭资源采掘作业,开采后的煤粉经螺旋输送机与管路系统流态传输至地表;采用条带式、房柱式等部分开采方法,利用深部原位无人智能盾构机对煤层邻近薄煤线或较软弱地热能储层进行开采,构筑地热能存储空间;开采后的地热能储层岩粉添加粉煤灰、水泥等胶结料后,经泵送管路系统流态化传输至煤层工作面采空区进行充填作业;地热能储层空间构建后,铺设冷水回灌与热水提取管路,构筑区域隔离挡墙,形成地热能循环开采系统;从而达到深部矿山地热能与煤炭资源的流态化协同开采目的。本发明可实现深部矿山资源的流态化综合开发,具有广泛的应用前景。
本发明提出一种房式采煤法采空区遗留煤柱充填加固方法,通过房式采煤法采空区遗留煤柱赋存特征,以及煤岩体的物理力学参数,进行数值分析确定遗留煤柱需要加固的区域及范围,通过地面钻井自流自滞、多次充填胶结充填材料的方式,形成采空区支撑柱,对多个局部区域的遗留煤柱进行定点加固。本发明通过在遗留煤柱加固区域钻井,使胶结充填材料自流自滞,在遗留煤柱加固区域形成采空区支撑柱,降低了附近的遗留煤柱所承受的应力载荷;多个遗留煤柱加固区域循环作业,各工序之间互不干扰;对多个局部区域的遗留煤柱进行定点加固;结构简单,作业高效,设备投入少,施工成本低,加固效果好,安全性高。
本发明公开了一种尾矿充填凝胶粉及其制作方法,属建筑材料技术领域。它是由熟料、石膏、尾矿、粒化高炉矿渣、瓷土为原料加化学激发剂制成,所述各原料的质量百分比为:熟料15-35%、石膏3-10%、尾矿20-40%、粒化高炉矿渣25-50%、瓷土5-20%;所述的化学激发剂的用量为原料总量的0.05-0.15%。利用尾矿、粒化高炉矿渣、瓷土,经科学的成份校正互补,激发尾矿、粒化高炉矿渣、瓷土的潜在活性。提高耐磨系数。节约替代原生资源,有利于推动循环经济发展和减少污染保护生态环境。生产过程中不产生对环境的进一步污染。
本发明公开了一种煤层为主含水层的煤层涌水量动态监测系统及方法,系统包括二维相似模拟平台、供水系统、涌水量监测系统和应力监测系统,通过采用物理相似模拟试验方法构建采动煤层的涌(突)水模型,结合自行设计的注水及涌水量监测系统及应变监测仪和数字照相技术,对垮落法开采条件下的煤层的水压变化、覆岩的移动变形与裂隙发育过程等进行监测和记录,建立煤层为主含水层开采中的矿压分布特征及与煤体涌水量间的关系。实现了流固耦合作用下煤层为主含水层的物理相似模拟,丰富了特殊水文地质结构矿区的高强度安全开采的理论及其技术体系,促进了矿产资源开发的快速、全面发展。
一种保水采煤矿井/矿区等级划分方法,属于煤炭开采领域,解决了现有技术中无法直观的对矿区内各矿井进行保水采煤等级划分的问题。以矿井为计算单元,计算吨煤水资源量,根据吨煤水资源量分布与吨煤消耗水资源量的关系将研究区内的矿井划分为不同类型,形成矿井吨煤水资源存储量等级图;根据浅表层水漏失量与浅表层水补给量关系确定的保护层厚度,将研究区内的矿井划分不同环境工程地质模式,形成矿井环境工程地质模式分布图;最终进行研究区矿井保水采煤矿井/矿区等级划分。本发明使用的划分方法简单实用,针对性的对矿井保水采煤等级进行了直观划分,为矿区选择开采方式提供了依据,对西北生态环境脆弱区保水采煤具有重要意义。
本发明提供一种传感器分布安装的智能检测除尘系统和除尘方法,用于对采煤机进行除尘,包括控制模块、除尘模块和检测模块,控制模块包括一个主控箱和若干分控箱,每个分控箱上均连接有信号接收器,采煤机上设置有信号发射器;检测模块包括连接在每一个分控箱上的粉尘浓度传感器;除尘模块包括主供水路管和若干连接在主供水路管上的分供水路管,分供水路管上连接有若干喷嘴并设置电磁阀,每个分供水路管均对应一个分控箱,每个分供水路管上的电磁阀与其对应的分控箱电连接。本发明克服了现有的采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统对粉尘清除不彻底、除尘水资源浪费的问题。
一种采场覆岩动态活动特征的综合探测方法,根据井下工作面条件,在地表圈定出探测区域;在探测区域内,沿垂直于工作面推进方向布置测线,在所有测线上布置测点;将测氡仪的探杯倒置埋设于测点处地表土壤中进行脉冲计数;在工作面回风巷实体煤侧上拐角处向顶板岩层中打长钻孔,采用岩层钻孔探测仪对覆岩活动状况进行探测;在工作面液压支架上安装矿用数字压力计,对液压支架的工作阻力进行记录,采用数字采集器将存储的记录结果进行采集;待所有探测工作完成后,采用数据线将探测结果分别上传至笔记本电脑中,综合对比三种方法的探测结果,即可分析得出采场覆岩的动态活动特征。该综合探测方法可操作性强,效率高,具有广泛的实用性和推广性。
一种关闭井工矿地表沉陷预测方法,适用于煤矿井下使用。利用InSAR技术获取关闭井工矿地表沉陷;构建关闭井工矿地表沉陷预测模型;基于InSAR监测结果反演模型参数;关闭井工矿地表沉陷预测方法。其预计精度高、模型参数少、流程操作简单、易实现、技术含量高等优点,首次提出了关闭井工矿地表沉陷预测预计模型,填补了矿井关闭后地表沉陷预测预计方面的空白,延伸了现有开采沉陷理论与技术框架,为矿井关闭后地表沉陷的预测预计提供了技术手段。
本发明公开了一种市政工程施工用井盖提起装置,包括支腿、支撑板、支撑架、井盖提升组件和冲洗组件,所述支撑板设于支腿上,所述支撑架设于支撑板上,所述井盖提升组件设于支撑架上,所述冲洗组件设于支腿和支撑板上,本发明属于市政施工用设备技术领域,具体是指一种市政工程施工用井盖提起装置。
本发明公开了一种矿山采选充+X开采模式,包含4种“采选充+X”开采模式:“采选充+留”、“采选充+处”、“采选充+抽”和“采选充+控”开采模式,所述“采选充+X”开采模式的选择由实际工程需求所决定,首先根据矿井地质水文条件、矿井系统布置、矿井“采选充”能力要求和煤炭资源开采地点等因素确定“采选充”三大系统,然后根据矿井实际工程需求和技术难题,确定X生产系统,形成“采选充+X”开采模式,通过设计采空区充实率来满足矿井实际工程需求,解决矿井资源开采中的技术难题,实现煤炭资源绿色、和谐、安全开采的目的,与原有“采选充”开采模式相比更加系统全面,有利于工程推广应用。
本发明公开了一种耕地下采煤区域变形控制的地表沉陷叠加计算方法,属于地表沉陷预测领域。将地表沉陷问题简化为采空区下沉的高度,之后根据采空区间隔留下的垮落区空间以及充填体空间计算填满垮落区后的地表沉陷高度,由于充填体在受力过程中会出现压缩,因此根据充填体的充实率判断充填体在受力后的压缩空间,从而计算出充填体压实空间产生的地表沉陷高度,将前后两个地面沉陷高度相加即可获得地下开采空间产生的地表沉陷的总高度。其计算步骤简单,更符合实际情况,有效提高了区域岩层控制下地表移动和变形计算结果的精度,对实现煤粮复合区煤炭绿色开采和耕地协同修复治理有很强的指导作用。
本发明公开一种采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制方法,涉及煤矿开采领域。分析承载充填体的初始受力特征获得承载充填体的初始损伤信息,利用蠕变方程计算连采连充承载充填体的长期变形规律;通过初始损伤以及蠕变变形规律是否超过充填体的设计变形量判断承载充填体是否破坏失稳;根据需要修改开采参数或调整充填材料配比以提高承载充填体支撑强度,给出承载充填体第一次变形约束条件;通过判断承载充填体的阻水稳定性给出承载充填体第二次变形约束条件,当承载充填体变形满足自身承载稳定性与渗流隔离带阻水稳定性的双重约束条件时,即可实现采动覆岩渗流隔离带阻水稳定性控制。步骤简单,采动覆岩渗流隔离带控制效果好,能够快速便捷的实施。
一种基于熵权层次分析法的农用矿产资源安全评价方法。本发明公开了农用技术领域的首先通过对影响因素优选与数据处理,整理出诸多的影响因素,然后收集数据,然后层次分析法定量化分析,对影响因素分析建立层次结构模型,然后用熵值法修正权重,熵值越小,指标间差异性越大,指标就越重要,接着利用熵值计算各个指标客观权重,然后计算安全程度得分,计算影响因素得分,最后对安全程度演化趋势分析及原因分析,运用层次分析法能将其定量化达到精准判断,结合基于已有客观数据得出权重的熵值法能有效解决层次分析法偏重主观性的缺点,能够达到综合评价的目的,最后根据不同指标的变化与结果给出建议。
本发明公开的高瓦斯工作面巷道结构、布置方法及其煤柱宽度确定方法,涉及回采工作面巷道布置技术领域。所述巷道结构多个工作面均布置双U型巷道,相邻两工作面中,上一工作面轨道回风巷用作下一工作面瓦斯排放巷,上一工作面瓦斯排放巷用作下一工作面回风巷;下一工作面瓦斯排放巷朝向上一工作面的一侧布置有高水材料巷旁充填体。该种巷道布置结构,极大地减少了接替工作面的巷道掘进量,缓减了矿井采掘接替紧张问题,同时回收了首采工作面的遗留煤柱,增加了经济效益,避免了资源浪费。
本发明公开了一种煤矿固体充填开采再造地下储水空间的方法,按照综合机械化固体充填采煤技术方法进行工作设备选型、系统布置及充填采煤作业,工作面回采过程中进行两侧沿空留巷留设挡水坝体;通过矸石与风积沙等自然无污染的材料充填采空区,控制覆岩导水裂隙发育程度及采空区涌水量形成采空区充填储水空间,达到地下水资源存储与调用的功能。本发明可处理大量固体废弃物,提高煤炭资源回收率,实现缺水矿区地下水资源的安全保护与循环再利用;该方法简单、实用,经济、社会效益明显,具有广泛的应用前景。
本发明公开了一种短壁开采法回收水体下边角煤开采参数的确定方法,所述开采参数包括最大采高Mmax、采高m、隔离保护煤柱宽度l。首先在上覆岩层中确定隔水层,给定回采区域保护层厚度hb,确定煤层顶面距隔水层顶部的距离H和导水裂隙带最大高度hmax,从而确定工作面最大采高Mmax,进而确定适应短壁开采的采高M。建立导水裂隙带高度h、采高M和隔离保护煤柱宽度l关系数学模型,计算出隔离保护煤柱的宽度l。本发明是通过设计合理的短壁采场采空区隔离保护煤柱宽度,进而控制导水裂隙带高度,实现水体下安全回收不规则边角煤资源,其方法简单易操作,同时大大提高了回收率,避免了资源的浪费,具有很强的实用性。
本发明公开了一种废弃被淹煤矿矿井水热储潜能计算方法,属于地热资源开发和利用领域。选择煤矿典型长臂开采工作面,根据工作面的各项参数计算采空区覆岩两带倒漏斗状梯形结构体积,并根据两带平均碎涨系数/空隙率,计算出单个所选典型工作面采空区上覆两带空隙即储水体积;调查废弃煤矿基本参数,将井筒、巷道和采场工作面采空区的空隙储水体积之和判断为废弃煤矿矿井水热储总体积;最后利用废弃煤矿矿井水热储总体积通过热力计算评估废弃煤矿矿井水热储静态潜能。该方法估计精准、误差小,对废弃矿井内部不同井、巷和采场情况综合考虑,可用于快速估算废弃矿井储热能力,为废弃煤矿地热开发利用过程中的抽水试验和工程设计提供基础数据参考。
本发明涉及一种全时空采掘过程的矿山应力场孪生建模同化系统及方法,属于数字孪生同化反演技术领域。包括数字模型单元、物理模型单元及人机交互单元。数字模型单元有等比例三维地质模型、矿山历史同化模型、可信数字孪生模型,物理模型单元涵盖地层、矿井各采面巷道系统,人机交互单元有信息数据库、软件模拟监控界面。本发明通过软件建立模型、同化技术优化模型运行、数字孪生技术互联物理实体与虚拟模型,能够建立与实际更贴合的面向全时空采掘过程的矿山地应力场孪生模型,同时根据真实物理场景监测数据,在虚拟空间模型中进行仿真预采,旨在掌握矿井采掘过程中应力场的时空演化规律,为矿井安全生产提供指导。
本发明公开了一种煤与共伴生矿产成套协调开发方式,先对煤与煤系共伴生矿产资源进行协同勘查,通过分析单矿种矿产的开采方式对矿产赋存特征与开采技术的要求,建立四种开发方式,井工‑井工协调开发方式为煤炭和共伴生固体矿产均采用井工开发方式。井工‑钻采协调开发方式为煤炭采用井工开发方式,共伴生矿产采用钻采开发方式。井工共采方式时,煤炭开采和共伴生固体矿产均采用井工开发方式,煤炭开采与共伴生固体矿产开采共用部分生产系统。露天共采方式时,煤炭开采与共伴生固体矿产均采用露天开发方式。上述协调开发方式可保障煤与共伴生矿产协调开采技术的通用性,提高共伴生矿产资源采出率。
一种基于CO2的矿井降温及相变储能提热耦合系统,包括液态CO2储罐以及与液态CO2储罐连接的CO2蒸发换热器,采用液态CO2作为制冷工质,利用CO2蒸发换热器进行高效换热,换热后的冷风送至巷道及工作面,实现了矿井的降温与热害治理,气化后的CO2直接封存到矿井采空区,实现了CO2的地质封存;封存的CO2作为煤炭开采区的灭火备用,提高了煤炭开采过程中的安全系数与应急救援效率;采用相变材料蓄存采空封存区高压CO2的传导热量,有效降低了封存区压力,提高了脉动热管蒸发端换热效率、能量储存与利用效率,同时,通过脉动热管将蓄存在封存区相变材料中的热量提取到地面,节省了动力装置,提高了系统的安全性与稳定性。
本发明公开了一种主动强化支护与主动卸压防治冲击地压的方法,A、采用综合指数法评价冲击倾向性等级:利用综合指数法确定区域为一般危险区及中等危险区;B、采用钻屑法即时预测冲击危险区域及确定卸压钻孔参数:确定一般危险区及中等危险区的钻孔参数;C、根据不同冲击危险性等级,确定大直径卸压钻孔的布置方式后进行钻孔:D、通过巷道支护系统形成“煤壁‑锚杆‑注浆封孔”的强化支护系统:E、监测强化支护系统的卸压效果:直至达到所需的卸压防冲的效果,同时满足强化支护的性能。本发明在巷道掘进过程中,既能够达到卸压防治冲击地压的效果,又能增强煤壁的完整性,从而起到主动强化支护与主动卸压防治冲击地压的目的。
本发明公开一种煤炭地下气化实际采厚的计算方法,适用于煤炭地下气化施工区域使用。首先通过资料或者检测煤样获取待气化区域的煤层的平均灰分率,之后通过煤层高度计算出气化后自然产生的灰分厚度,对煤样模拟气化后产生的灰分进行压力测试,从而模拟获得待气化区域的灰分压缩率,最终根据煤层厚度、煤层平均灰分率、实际上覆岩层压力及灰分压缩率计算煤炭地下气化实际采厚。其计算步骤简单,更符合实际情况,有效提高使覆岩裂隙发育高度和地表沉陷预测结果的精度,保证建筑物及水体下煤炭资源安全气化开采,对实际工作具有很强的指导作用。
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