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本发明公开了一种共伴生资源矿区水与瓦斯综合利用系统及应用方法。所述共伴生资源矿区水与瓦斯综合利用系统，包括地质机构、运行机构、开发机构、修复机构、转化机构，地质机构设置表层、铀藏、煤藏、油气藏，运行机构设置油气罐、蓄水湖、集铀液罐、溶浸液制备罐、抽液泵、注液泵、抽液井、注液井、注液管、抽水泵、抽水井、输水管道、采油机、油气丛井、油气管道，开发机构设置采煤充填体、沿空巷道、充填管、混凝土体、连通阀，修复机构设置净水池、净化器、蓄水池、注水泵、注水井，转化机构设置集气室、尾气室、燃烧室、充填墩、输气管、导热管。本发明通过五大机构配合，实现共伴生资源矿区全生命周期能源化与功能化高效开发利用。
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本发明公开一种大倾角煤层飞矸致灾精准模拟实验台及应用方法，包括飞矸滑道凹槽模型、飞矸启动模型、挡矸模型、测速模型。本发明利用飞矸启动模型发射岩块，采用飞矸滑道凹槽模型、挡矸模型分别模拟工作面底板和飞矸防护系统，最后通过测速模型进行飞矸运动轨迹的监测与记录，通过各模型间的高效配合，实现不同地质条件下大倾角煤层飞矸致灾的精准实验模拟。本发明提供的一种大倾角煤层飞矸致灾精准模拟实验台可进行多角度、复杂地质条件下飞矸致灾全过程的精准物理模拟，对大倾角煤层飞矸防治具有重要意义。
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本发明公开了一种滑移泄压式特种锚杆,包括杆体，杆体的轴向上安装有至少一个泄压模块，杆体上设置有注浆通道、端部部分、泄压环，泄压环外套装有泄压模块，泄压模块与泄压环之间发生轴向移动以进行泄压；泄压模块包括两个泄压座、两个泄压半环，两个泄压座、两个泄压半环分别安装在泄压环的两侧，每个泄压半环与对应的泄压座之间分别安装有一个第一弹簧，第一弹簧对泄压半环施加阻碍其向对应泄压座移动的弹力；两个泄压半环可在泄压盖板内侧沿着杆体轴向滑动；泄压座与锚孔壁相对固定。本发明可以通过泄压模块进行主动泄压，从而在冲击地压、地质活动时自动释放应力，可以应对地质活跃、冲击地压多发的支护环境。
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本发明提供了一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，属于井下安全预警领域，包括STM32主控制器、地质硬度检测模块、矿井大裂痕检测模块、井下人员定位模块和报警模块；所述地质硬度检测模块包括89C51单片机、双输出开关电源、压力传感器、湿度传感器、信号放大器和液晶显示器；所述矿井大裂痕检测模块包括电子监控器、振动传感器、X射线衍射仪和模数转换器；所述井下人员定位模块包括人体热释电红外传感器、红外扫描图像、无线传输、人员分析与定位；所述报警模块包括振动频率显示器、人员位置显示器、蜂鸣报警器和闪光灯报警器。本发明可有效预测矿井坍塌时间，准确定位井下被困人员，减少矿难发生率。
本发明提供一种孔隙型含水基岩段煤矿立井单层井壁外荷载设计取值方法，本方法包括如下步骤：S1假定井壁为贴壁式状态，分析井壁的外荷载，计算出井壁外荷载的表达式；S2根据步骤S1计算出的
的表达式来判别井壁的状态；S3根据步骤S2中所判别出的状态分别进行相应的荷载解析，并得出井壁为贴壁式衬砌时的井壁外荷载解析为
井壁为离壁衬砌时的井壁外荷载解析为Pb；S4根据步骤S3所得到的结果带入已知的地层参数和立井井壁初步设计的尺寸参数，得到井壁外载荷的取值区间，再根据所设计的地层参数在取值区间内选取井壁的外荷载值。本发明所得到的井壁外荷载更符合实际工况，更有利于针对具体的地质条件下的立井施工的顺利进行。
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本发明涉及一种基于GIS和断层分维的断裂构造复杂程度评价方法，步骤包括：步骤A，统计并处理断层，选择合适的步距开始分维；步骤B，根据分维结果求解分维值；步骤C，将分维值赋值给方格中心点并绘制等值线图，取等值线上对应矿区钻孔坐标处的分维数值；步骤D，在GIS中建立断层分维矢量分区图；步骤E，结合矿区其他地质资料对分区图作综合评价分析。本发明可以弥补原本以断层分维方法描述断层构造复杂程度的不足，可将断层分维理论与其他方法相结合对矿区地质构造复杂程度做综合分析，逻辑清晰，过程简单明了，便于学习和推广。
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一种煤层开采底板灰岩水防治方法，可解决我国石炭二叠系煤炭资源开采过程中，容易发生底板灰岩水害的技术问题。包括以下步骤：S100、煤层底板灰岩水文地质条件综合勘探；S200、划分煤层底板灰岩岩溶含、隔水层位置，确定实施改造具体层位；S300、根据具体层位实施注浆改造和疏水降压；S400、采用物探对煤层底板垂向导水通道进行探测，然后注浆封堵；S500、基于注浆改造层进行探测验证与钻探取芯分析相结合，综合评价注浆和治理效果，确定安全开采可行性。本发明在煤层底板灰岩水文地质条件综合勘探基础上划分出底板灰岩岩溶含、隔水层，并确定实施改造具体层位，实施注浆改造与疏水降压，并采用物探对通道进行探测，然后注浆封堵。最后采用突水系数、数值模拟、物探与钻探检测多种方法综合评价，确定安全开采可行性。
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本发明提供了一种煤巷穿层瓦斯防治钻孔设计计算方法，所述计算方法包括：S1、预抽煤巷穿层钻孔的设计模型确定以及设计；S11、穿层钻孔设计：依据数据库、规则库、输出参数进行设计；S12、各钻场终孔点坐标；S13、各钻场开孔点坐标；S2、穿层钻孔设计模型确定以及设计；S21：穿层钻孔设计规则；S22：穿层钻孔计算。本发明基于动态三维瓦斯地质模型，建立瓦斯防治钻孔信息数据库、提出瓦斯防治无人化智能钻孔设计原则与方法，实现了三维瓦斯地质模型的自动建立与精准纠正、抽采单元的自动划分与更新、钻孔智能设计与动态调整、钻孔合理性评判以及智能补救。
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本发明提供一种岩层产状参数获取和计算方法，其中，包括：获取得到巷道一帮岩层伪倾角和迎头剖面岩层伪倾角；获取巷帮揭露岩层的初始位置；根据所述初始位置、巷道一帮岩层伪倾角和迎头剖面岩层伪倾角，通过画法计算得到岩层走向、倾向和倾斜角。采用上述岩层产状参数获取和计算方法，可以根据实际生产中很容易测量确定的巷道一帮岩层伪倾角、迎头剖面岩层伪倾角和巷帮揭露岩层的初始位置，通过画法计算得到岩层的产状，从而避免了在复杂环境中使用地质罗盘，使井巷工程、隧道工程中地质资料收集整理更加安全、高效，节约了测量所需的人力成本和时间成本，具有积极的实际推广意义。
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本发明公开了一种天然源煤槽地震波勘探方法，先在巷道内布设观测系统，然后利用观测系统进行天然源槽波数据的采集，由于天然源槽波的频散特征与煤层厚度、煤层纵横波速度以及围岩纵横波速度相关。接着采用扩展空间自相关法提取出天然源槽波的频散特征曲线；并采用波长深度转换系数法对获得的频散曲线进行解释，从而能得出巷道周围煤层及围岩不同深度各自的纵横波速度剖面图，最后根据煤层及围岩不同深度各自的纵横波速度剖面图确定周围煤层及围岩的地质信息。本发明通过利用天然源槽波进行地质探测，使其能在保证对煤层进行精准探测的前提下，具有观测系统布设方便使其每次探测效率高，且探测范围较广。
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本发明公开了一种针对煤矿顶板放水试验求取渗透系数方法，包括以下步骤：根据矿区水文地质条件，设置顶板本次放水试验所需的放水孔、并选定观测孔；收集本次放水试验之前预定时间内，在工作面钻孔放水的条件下观测孔的观测数据，即时间‑水位数据；打开本次放水试验的放水孔，以某一恒定的水量开始放水，并同步观测观测孔的水位，以获得放水过程中观测孔时间‑水位数据；利用总降深减去预测的工作面钻孔造成的降深，获得本次单孔放水试验的放水孔单独对观测孔造成的降深；以及利用本次单孔放水试验的放水孔对观测孔的降深来计算含水层渗透系数。本发明消除了放水试验过程中由于其他工作面疏放水干扰，提高了矿井水文地质参数值的准确性。
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本发明涉及一种地质钻探装备，公开了一种模块式钻杆自动运移装置，其包括机械手底架(2)，机械手底架(2)上设有能够360°旋转的转动件(3)，转动件(3)上固定有钻杆运移机械手(4)，钻杆运移机械手(4)包括固定在转动件(3)上的连接架(401)和设置在连接架(401)上的机械手抓取部(6)。本发明能够实现钻杆运移机械手(4)整体回转，360°抓取、运移钻杆，将钻杆装卸由人力作业转变为自动化作业，提高地质钻探的自动化水平。
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本发明提供了一种测试孔隙度、给水度与渗透系数的循环实验装置，该装置主要由砂土容器、滤网、测压板、稳压供水箱、水箱、水泵、升降支架、若干进水管、若干出水管以及若干开关阀门等组成。本发明使用方便，可同时测定孔隙度、给水度以及渗透系数等水文地质参数。可以进行定水头、不定水头情况下的达西渗流实验，并能在实验中做到水资源的循环利用，如能应用于水文地质研究中，作为教学仪器有助于学生更好理解孔隙度、给水度与各种水头变化下渗透性的测定原理；如能应用到生产实际中，可以很好地为土地利用、工程建设提供最佳的实施方案。
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本发明公开了一种共生资源矿井精准开发与退役服务系统及应用方法。所述共生资源矿井精准开发与退役服务系统，包括地质体机构、地表开发机构、地下构筑机构、退役服务机构，地质体机构设置有地表层、含矿含水层、煤层、油气储层，地表开发机构设置有综合储备库、采油机、抽注泵、抽注井、油气丛井、抽注管、输油管，地下构筑机构设置有智能采煤充填体、工作面、运输巷道、回风巷道、煤柱、坝体、运维走廊，退役服务机构设置有净化池、补给池、储油池、净化泵、补给井、水驱井、净水体。本发明通过四大机构的密切配合，开展既定工艺时序下共伴生资源开发，充分发挥废弃储层空间功能，实现共伴生资源全生命周期安全精准开发与废弃储层绿色高效利用。
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本发明公开一种钻孔分层充填方法，具体包括以下步骤：S1、根据地质钻孔岩性对地质岩组进行划分，并绘制岩层位置图；S2、测试不同岩组的密度、强度及变形参数；S3、选择填充材料，利用交叉试验的方法，获得不同岩组的填充材料配比；S4、将测温光缆垂直的植入钻孔中；S5、预计不同岩组所需的注入量，按照1.5倍体积进行准备注浆；S6、利用测温光缆的变化准确定位已充填位置，结合岩层位置图，达到准确分层充填的目的。本发明利采用不同配比的填充材料，其密度、强度及变形参数与对应岩层吻合，再利用测温光缆的变化准确定位充填位置，可以准确分层充填，解决了因统一材料无差别注浆充填导致监测误差较大的问题。
本发明公开了一种基于FLAC3D内置FISH语言的采动塑性区体积确定方法，包括：步骤A，收集具体矿区的地质资料，包括地层岩性、厚度、岩石力学参数等；步骤B，基于相应的实际地质情况，将其概化为数值模型，利用FLAC3D软件建立采动破坏模型；步骤C，利用FLAC3D内置FISH语言编写相关命令流，分别遍历不同破坏类型的采动塑性单元体，获取单元体的体积累加求值并输出到文本文件中。本发明依据FLAC3D内置FISH语言，具有一定的新颖性，且本发明操作简单，易于实际应用，为采动塑性区的体积确定提供了一种新的方法和思路。
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本发明公开了一种基于最小二乘‑粒子群策略的直流电阻率联合反演方法，采用直流电阻率法对选定区域进行地质勘探，获得实际观测数据dobs；首先构建初始电阻率模型m0，利用有限元法进行电阻率正演计算，得到正演响应f1(m)；将获得的正演响应f1(m)和实际观测数据dobs代入初始反演目标函数中，使用最小二乘法进行直流电法电阻率的反演，得到反演电阻率数据集m1；将反演电阻率数据集m1作为新初始电阻率模型m2，利用粒子群算法求解更新后的反演目标函数φ2(m)；最后采用更新后的反演目标函数φ2(m)进行直流电阻率法反演探测，获得空洞的精确位置，进而得出岩溶地质发育带的大小、延伸方向和埋藏状态。
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本发明公开了一种超长工作面无线电波透视CT测试方法,利用工作面巷道条件,构建无线电波透视CT测试系统,进行面内构造探查,对在巷道中揭露及隐伏的断层、薄煤区、陷落柱等地质异常进行探查与解释,为工作面安全高效回采提供技术参数。
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本实用新型公开了一种具有注浆装置的无损实芯锚索，包括围绕在锚索外圈的多组插孔，通过注浆端向锚索中注入浆液或者空气时，气囊内部可被不断进入其内部的浆液充满而膨胀变形，当气囊膨胀变形时抵触支撑板向靠近空心槽内壁的位置的移动，支撑板移动时带动不锈钢插杆在多组插孔中移动，不锈钢插杆的端部伸出锚索的外圈并卡合在锚索外圈的地质层中，形成咬合状的锚固结构，可将锚索锚固在地质层中，此装置中，当放出注入气囊中的浆液或者空气时可绕使得支撑板失去抵触作用，而弹簧被压缩后的恢复力作用可带动不锈钢插杆伸入锚索的内部，使得锚索可顺利从地质层中抽出，起到了循环利用的目的。
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本实用新型公开了一种自封型中空注浆矿用锚索，包括：锚索和气囊之间形成供注浆时浆液进入的气囊腔，浆液经过锚索时进入气囊腔产生压强使气囊向外膨胀变形以密封在锚索与其外部的地质层之间，气囊向外膨胀变形之后继续往锚索中注入浆液，浆液通过锚索注入地质层中对地质层进行锚固，气囊一侧的锚索中设有阻隔部，第一封板受注浆时浆液压力往第一空心槽一侧移动，第一封板受持续注浆的浆液压力继续往第一空心槽一侧移动至第二空心槽中，此时，浆液可通过壳体继续注入壳体另一侧的锚索中，注浆时气囊通过注浆产生的压力自行封堵锚索周围，注浆完毕之后，失去压力的第二封板复位，将第二空心槽封堵住，防止浆液回流。
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本发明涉及瓦斯灾害预测技术领域，且公开了一种煤矿瓦斯灾害预测方法，包括以下步骤：S1，确定影响煤矿瓦斯灾害预测的主控因素；S2，对已发生过的全国煤矿瓦斯灾害事故进行规律分析，取得相应数据值；S3，采用主动测压法对矿井进行测定压力，测定煤层瓦斯压力值；S4，对各地煤矿瓦斯的地质土壤进行检测，地质构造、水温地质条件进行数据监控和分析；S5，采用分源预测法对瓦斯涌出和突出进行预测；S6，对各地煤矿瓦斯的出入进口安装红外线热像仪实时发热性检测，迅速检查热源点；S7，将煤矿瓦斯灾害事故规律分析数据的临界点、爆炸点分成等级，预置等级范围值，将浓度、温度达到预置值点则进行相应等级报警。
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本发明公开了一种用于探测巷道围岩地质的勘探支架、勘探装置和勘探方法。勘探装置包括激光测距仪、LTD探地雷达和勘探支架。所述勘探支架包括移动支架、轴向旋转支架、径向旋转支架和驱动装置。轴向旋转支架架设于移动支架上，且与移动支架构成转动配合，径向旋转支架与轴向旋转支架成十字交叉。径向旋转支架沿其自身轴向可伸缩。驱动装置驱动轴向旋转支架旋转且带动径向旋转支架旋转。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的一种用于探测巷道围岩地质的勘探支架、勘探装置和勘探方法可对巷道断面进行连续精确勘探，且可对探测结果进行精确定位，有助于形成准确有效的区域内巷道围岩三维地质变化图。
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本发明公开了一种坑道三方向视电阻率超前探测方法，适用于坑道等地下工程施工过程中坑道前方隐蔽灾害地质体及其赋水性探测：先在坑道内设计电法测线，在测线上依次布置s个供电点和n个测量点，并施工供电电极和三方向测量电极组；将供电电缆和接收电缆与电法仪连接，完成不同供电点的供电电流I与测量点三个方向的电位差ΔUx、ΔUy及ΔUz数据采集，计算三方向视电阻率；再采用基于光滑约束的最小二乘反演算法对获得的三方向视电阻率数据进行反演，得到坑道掘进前方地质体的三维电阻率图像，提取坑道掘进前方水平和垂直电阻率剖面，判定坑道掘进前方隐蔽灾害地质体的空间位置及其赋水性，从而为坑道安全掘进提供技术参数。
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本发明提出了一种坑道三方向视极化率超前探测方法，适用于坑道等地下工程施工过程中坑道前方隐蔽灾害地质体及其赋水性探测：先在坑道内设计电法测线，在测线上依次布置s个供电点和n个测量点，并施工供电电极和三方向测量电极组；将供电电缆和接收电缆与电法仪连接，而后在各测量点观测供电时长T时刻和断电后t时刻电极对P1P2、P1P3、P1P4之间的电位差，计算三方向视极化率；再依据最小二乘法反演得到坑道掘进前方地质体的三维极化率图像，判定坑道掘进前方隐蔽灾害地质体的空间位置及其赋水性，从而为坑道安全掘进提供技术参数。
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本发明公开了一种坑道三方向视频散率超前探测方法，适用于坑道等地下工程施工过程中坑道前方隐蔽灾害地质体及其赋水性探测：先在坑道内设计电法测线，在测线上依次布置s个供电点和n个测量点，并施工供电电极和三方向测量电极组；将供电电缆和接收电缆与电法仪连接，先后在各供电点分别供入高频以及低频交流电，记录两种频率下电极对P1P2、P1P3、P1P4之间的总场电位差，计算三方向视频散率；再依据Cole‑Cole模型进行数据反演得到坑道掘进前方地质体的三维频散率图像，判定坑道掘进前方隐蔽灾害地质体的空间位置及其赋水性，从而为坑道安全掘进提供技术参数。
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本发明公开了一种判断煤与瓦斯是否会突出的方法，涉及矿井或隧道中的安全方法技术领域。包括如下步骤：获取煤层所在实际的地质构造、地应力、煤体结构、瓦斯赋存条件以及瓦斯参数；根据上述条件，构建煤与瓦斯突出影响因素虚拟模型；在实验室内通过实物模拟构建煤层三维地质模型；人为诱发煤层三维地质模型引起瓦斯突出现象，并记录引起瓦斯突出现象时的参数值；根据新获取的权重度比例重新建立煤与瓦斯突出影响因素虚拟模型，对虚拟模型进行修正；使用新的煤与瓦斯突出影响因素虚拟模型判断是否会存在瓦斯突出现象。所述方法通过对构建的煤与瓦斯突出影响因素虚拟模型进行权重比例的更新，提高了瓦斯突出判断的准确性。
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本发明公开的煤油气共存矿井立体综合高效精准治理技术方法，包括如下步骤，S10、计算煤层瓦斯地质储量和围岩油气地质储量；S20，建立钻孔布置合理参数模型；S30：在煤层中施工顺煤层定向长钻孔，并进行分段水力压裂施工；S40：通过抽采数据监测，结合抽采达标周期等参数，综合评价治理效果，为类似地质条件下的治理区域提供设计依据。形成了针对煤油气共存矿井灾害的多维度立体化围岩油气—煤层瓦斯的综合抽采防治技术，实现采动空间灾害气体动态的时空立体抽采，提高矿井采掘和瓦斯抽采效率，从根本上解决矿井气体灾害问题。
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本发明公开了一种多震源同时激发的巷道地震反射超前探测方法，采用一次性同时激发多个震源，产生多道地震波，检波器持续接收各个电控震源产生的多道地震直达波及各道地震直达波遇到前方异常地质构造后反射的多道地震反射波；然后采用互相关处理从检波器接收的多道地震波中各道地震反射波的共检波器道集，并得出各道地震反射波到达检波器的初至波走时；最后根据各个电控震源和检波器之间的位置关系及初至波走时，采用已知的叠前绕射偏移成像进行处理，得到巷道前方地质异常分布。由于无需等待放炮间隔，通过一次性同时激发多个震源，即能提取得出地震反射成像所需的数据进行地质探测，从而有效提高采用巷道地震超前探测方法进行巷道前方探测的效率。
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一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法，属于水文地质含水层水动力条件分析技术领域。利用水文孔、地质孔和建井的相关资料，对太原组的灰岩进行了原始水位判别。若非原始水位，利用在开采区建立虚拟井方法，对开采区进行受人为扰动的太原组灰岩水进行降深计算。并利用线性条件下的水位叠加方法，获得开采区的太原组灰岩水的原始水位。最后获取的原始水位叠加构造纲要图，判别深部开采区太原组灰岩的地下水的运移规律。有助于工作人员利用该规律进行深部开采的合理工程布置。本发明的所利用的资料均是从常规的水文地质工作中获得，且该方法相对简单，易于技术人员学习操作，应用前景广泛。
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