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南非BISHOP锰矿区工程水文地质及矿体结构特征研究
1
作者 赵晋 袁世冲 《中国矿业》 北大核心 2024年第S02期340-344,共5页
南非作为世界五大矿产资源国之一,矿产资源丰富多样,特别是锰矿资源在全球具有重要地位。BISHOP锰矿区作为Postmasburg锰矿田的重要组成部分,其工程水文地质及矿体结构特征研究对于科学规划、合理开采及环境保护具有重要意义。本文在系... 南非作为世界五大矿产资源国之一,矿产资源丰富多样,特别是锰矿资源在全球具有重要地位。BISHOP锰矿区作为Postmasburg锰矿田的重要组成部分,其工程水文地质及矿体结构特征研究对于科学规划、合理开采及环境保护具有重要意义。本文在系统分析Postmasburg锰矿田区域地质概况的基础上,对BISHOP锰矿区的工程水文地质结构特征进行了系统的分析,最后对该矿区矿产资源的赋存特征、开采条件、矿石结构与构造进行了分析。分析结果表明:BISHOP锰矿区区域稳定性较好,矿床工程地质条件属层状岩类中等类型,矿区水文地质条件属简单类型;矿床为海底喷气成因;矿石结构主要有半自形晶粒状结构、隐晶-微晶结构、自形粒状变晶结构、它形粒状结构、砾屑结构等;矿石构造主要有条带状构造、纹层状构造、块状构造、多孔状构造、晶洞构造和角砾状构造等。研究结果为BISHOP锰矿区制定科学合理的开采方案提供基础地质数据和理论依据。 展开更多
关键词 南非 锰矿开发 工程水文地质结构 矿体结构特征 海底喷气成因
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水利工控系统商用密码应用研究
2
作者 葛创杰 荆芳 +1 位作者 王戈飞 袁世冲 《人民黄河》 北大核心 2024年第S2期197-198,共2页
水利工控系统中常采用工业以太网和现场总线协议,通过两大类通信协议的数据传输过程往往缺乏安全防护。基于商用密码算法开展数据安全传输技术研究,首先分析水利工控系统面临的数据传输风险,安全化改造传统通信协议,设计一套数据安全传... 水利工控系统中常采用工业以太网和现场总线协议,通过两大类通信协议的数据传输过程往往缺乏安全防护。基于商用密码算法开展数据安全传输技术研究,首先分析水利工控系统面临的数据传输风险,安全化改造传统通信协议,设计一套数据安全传输方法,并开展多场景安全性测试,检验加解密效果。经过在某智慧水务基地为期7 d的现场测试,测试结果表明该方法加解密成功率极高,数据延迟率很低,不影响原业务系统正常运转,可有效保障水利工控场景的数据通信安全。 展开更多
关键词 水利工控系统 商用密码 数据加解密 协议加固
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斜井穿越风积砂层水砂突涌注浆治理研究 被引量：33
3
作者 袁世冲 张改玲 +2 位作者 郑国胜 蔡逢华 钱自卫 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1104-1110,共7页
陕西榆林金鸡滩煤矿副斜井井筒表层广泛分布厚层风积砂,由于短时间内载重运输车的重复碾压,导致斜井底板破裂,发生水砂突涌灾害,严重威胁矿井安全。针对金鸡滩煤矿副斜井水砂突涌灾害治理难题,工程前期采用水泥注浆治理,起到了很好的固... 陕西榆林金鸡滩煤矿副斜井井筒表层广泛分布厚层风积砂,由于短时间内载重运输车的重复碾压,导致斜井底板破裂,发生水砂突涌灾害,严重威胁矿井安全。针对金鸡滩煤矿副斜井水砂突涌灾害治理难题,工程前期采用水泥注浆治理,起到了很好的固砂减水效果,但是并未完全封堵涌水通道;后期通过补注化学浆液,成功封堵了残存涌水通道。结合工程实践与模型试验,分析了斜井底板破裂原因、注浆治理效果及不同种类浆液的固砂堵水机理。现场治理效果与模型试验结果表明,水泥浆液主要以树根状劈裂脉固砂为主;化学浆液以劈裂和渗透堵水为主,在封堵残存涌水通道上更具优势,因此两种类型浆液配合使用效果更佳。 展开更多
关键词 注浆 风积砂 斜井 底板破裂 水砂突涌
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基于3D打印透明微细孔隙模型的多孔介质渗流规律 被引量：6
4
作者 钱自卫 黄震 袁世冲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2901-2907,共7页
多孔介质渗流规律研究是油、气、水资源开采及水害防治的基础性工作,物理模型试验是开展此研究的重要手段。基于真实砂层试样CT图片,经剪切、二值化处理、矢量边界提取、建模等步骤,构建了二维孔隙模型;采用高精度光固型3D打印机,选用... 多孔介质渗流规律研究是油、气、水资源开采及水害防治的基础性工作,物理模型试验是开展此研究的重要手段。基于真实砂层试样CT图片,经剪切、二值化处理、矢量边界提取、建模等步骤,构建了二维孔隙模型;采用高精度光固型3D打印机,选用刚性光敏材料,制备了透明微细孔隙试验模型。构建了包括注水系统、压力监测系统、观测系统、孔隙模型及管路的试验系统,开展了12个注水流量梯度、4个不同渗流方向的渗流模型试验,实现了对孔隙渗流过程的可视化观测及注水压力的高密度实时监测,从微观角度研究了多孔介质渗流规律。研究发现:①在多孔介质渗流过程中分流及汇流持续发生,试验模型不同位置孔隙渗流的活跃性差异较大;②随着水力梯度的增大,达西定律计算的渗透系数整体呈下降趋势,在低水力梯度条件下,同一模型平面90°改变注入方向时,渗透系数差异较大;水力梯度越大,水力梯度与渗透系数呈现相关性越强的幂函数关系;③渗流速度与水力梯度呈高度相关的二次函数关系,渗流速度越高相关性越强,符合Forchheimr型非线性渗流公式,同一模型平面90°改变注入方向时,水力梯度差异较大,呈现明显的各向异性特征;④孔隙试验模型渗流为“层流+紊流”的混合流,随着渗流速度的增加,紊流惯性力对水力梯度的贡献占比增大,其主要与孔隙介质中孔隙及喉道结构特征有关。 展开更多
关键词 多孔介质 渗流规律 微细孔隙模型 3D打印 各向异性
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斜井突水涌砂机理及井壁破裂修复技术研究 被引量：17
5
作者 袁世冲 郑国胜 +1 位作者 钱自卫 蔡逢华 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期113-118,共6页
针对煤矿斜井井壁破裂修复治理技术难题,以陕西榆林金鸡滩煤矿副斜井井壁破裂导致严重突水涌砂灾害治理工程为例,在充分分析副斜井井壁破裂机理及水砂来源的基础上,采用了临时木垛支撑结合斜井帮部注浆治理的抢险措施,后期采用U型钢棚... 针对煤矿斜井井壁破裂修复治理技术难题,以陕西榆林金鸡滩煤矿副斜井井壁破裂导致严重突水涌砂灾害治理工程为例,在充分分析副斜井井壁破裂机理及水砂来源的基础上,采用了临时木垛支撑结合斜井帮部注浆治理的抢险措施,后期采用U型钢棚永久加固结合壁后帷幕注浆的整体修复措施。修复结果表明:抢险治理措施有效控制了井筒涌水量与携砂量,减缓了斜井顶板与底板变形速率,为后期整体修复赢得了时间;整体修复措施使井筒涌水量由72 m^3/h减小至3.8 m^3/h,携砂量维持在0.1%以下,地表塌陷坑不再发育。井筒修复完成后,没有发生其余不良地质现象,修复效果良好,保证了井筒的正常服役,为类似灾害的治理提供了借鉴。 展开更多
关键词 斜井 井壁破裂 井筒修复 注浆加固 U型钢棚
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化学注浆固结砂微观孔隙与力学特性研究 被引量：2
6
作者 袁世冲 张改玲 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期179-184,共6页
化学注浆是预防与治理采掘过程中导水裂隙带沟通上覆厚松散含水层诱发采煤工作面突水溃砂灾害的常用手段。为了研究化学注浆固结砂的微观孔隙、渗透与力学特性的变化规律,采用压汞试验、3D-XRM系统、SLB-1型三轴剪切渗透仪与单轴压缩试... 化学注浆是预防与治理采掘过程中导水裂隙带沟通上覆厚松散含水层诱发采煤工作面突水溃砂灾害的常用手段。为了研究化学注浆固结砂的微观孔隙、渗透与力学特性的变化规律,采用压汞试验、3D-XRM系统、SLB-1型三轴剪切渗透仪与单轴压缩试验手段,着重分析了化学注浆固结砂的微观孔隙特征、渗透系数、单轴抗压强度、普氏系数的变化规律。试验所选用的化学浆液为改性脲醛树脂,草酸溶液为催化剂,可以调节与控制化学浆液的胶凝时间。研究结果表明:试样的累计进汞曲线为S型,分为4个阶段,分别为缓慢进汞阶段、加速进汞阶段、减速进汞阶段、停滞进汞阶段,退汞率在52.56%-99.46%,半开放孔隙居多,且孔隙间的连通性差;靠近浆液劈裂脉的位置孔隙充填率更高,抗渗性能更好;化学注浆固结砂的平均渗透系数为7.23×10^(-6) cm/s;依据岩石的普氏系数分级方法,化学注浆固砂样可以达到坚固的状态,说明化学注浆后,松散砂样的坚硬程度得到了明显提高,可以达到很好的固砂减渗效果。 展开更多
关键词 化学注浆 力学特性 微观孔隙 压汞试验 断层扫描
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金鸡滩煤矿副斜井突水涌砂原因与抢险治理措施 被引量：9
7
作者 袁世冲 《煤炭技术》 CAS 2020年第5期116-118,共3页
以金鸡滩煤矿副斜井井壁破裂,导致严重突水涌砂灾害的抢险治理工程为背景,分析了造成井壁破裂突水涌砂灾害的原因,与抢险工程措施。副斜井在大吨位车辆循环碾压的过程中造成底板破裂,下覆砂层液化,造成突水涌砂灾害,地表快速发育多个塌... 以金鸡滩煤矿副斜井井壁破裂,导致严重突水涌砂灾害的抢险治理工程为背景,分析了造成井壁破裂突水涌砂灾害的原因,与抢险工程措施。副斜井在大吨位车辆循环碾压的过程中造成底板破裂,下覆砂层液化,造成突水涌砂灾害,地表快速发育多个塌陷坑,随时有溃砂淹井的风险。采用临时木垛支撑,有效缓解了井壁变形速率,结合帮部破壁注浆技术,有效封堵了水、砂来源与通道,达到了抢险治理的目的,为井筒的整体修复赢得了宝贵时间。 展开更多
关键词 斜井 突水涌砂 破壁注浆 抢险治理
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基于瞬变电磁法和测氡法的煤矿采空区探查研究 被引量：5
8
作者 叶兆勇 袁世冲 《现代矿业》 CAS 2019年第12期212-216,共5页
针对煤矿采空区赋存状态复杂、难以精准探查的难题,以斜沟煤矿高家峁一带的地下煤矿采空区地球物理探查工程为背景,分析了瞬变电磁法和测氡法在探查煤矿采空区方面的原理与优势,通过2种方法综合分析,对斜沟煤矿主采8#煤层的采空区及采... 针对煤矿采空区赋存状态复杂、难以精准探查的难题,以斜沟煤矿高家峁一带的地下煤矿采空区地球物理探查工程为背景,分析了瞬变电磁法和测氡法在探查煤矿采空区方面的原理与优势,通过2种方法综合分析,对斜沟煤矿主采8#煤层的采空区及采空积水异常区,8#与13#煤层顶板附近砂岩富水异常区域进行了圈定。结果表明,煤层采空区主要表现为高电阻、高氡值的特征,采空积水区则表现为低电阻、高氡值的特征;并在斜沟煤矿8#及13#煤层顶板圈定了多处视电阻异常区域,为贯彻煤矿“有疑必探”的原则,保证煤矿安全高效开采,提供了十分有价值的参考资料。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 测氡法 煤矿采空区 视电阻率 氡值
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柴达木盆地小梁山—大风山区域深层卤水水化学特征及成因分析 被引量：3
9
作者 甘会春 袁世冲 《现代矿业》 CAS 2020年第1期28-34,共7页
柴达木盆地小梁山—大风山区域深层卤水资源丰富,但是目前勘探程度相对较低。为探讨该区域卤水矿产资源情况,在区域地质背景分析的基础上,采用物探测井、地震等手段,对矿区内深层卤水含水层分布进行了解译;对区域水文地质条件进行了研究... 柴达木盆地小梁山—大风山区域深层卤水资源丰富,但是目前勘探程度相对较低。为探讨该区域卤水矿产资源情况,在区域地质背景分析的基础上,采用物探测井、地震等手段,对矿区内深层卤水含水层分布进行了解译;对区域水文地质条件进行了研究,包括区域地下水赋存条件与分布规律,地下水类型及含水岩组划分,结果表明矿区内出露一套微胶结的湖泊相地层,内部赋存高矿化度卤水,划分为碎屑岩类裂隙孔隙水、松散岩类孔隙水2种基本类型;对深层卤水矿体及水化学特征进行了分析,自上而下将深层卤水划分为5个矿层,均属硫酸镁亚型卤水。最后,从地形条件、构造特征及气候条件分析了深层卤水钾盐矿资源的沉积演化规律,以期对柴达木盆地的深层卤水资源的深度评价、开发与利用提供基础资料参考。 展开更多
关键词 柴达木盆地 深层卤水 水化学特征 石盐 成因分析
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基于图结构的深部矿井突水逃生路径规划系统设计与实现
10
作者 陈玉华 孙帮涛 +5 位作者 徐明飞 李东立 胡钰乾 徐超 崔云昊 袁世冲 《中国矿业》 2025年第4期126-136,共11页
深部矿井高承压水引发的突水灾害具有突发性强、致灾路径复杂等特点,现有基于二维平面静态拓扑的逃生模型存在水流动态响应滞后、空间属性耦合不足等突出问题。为提升深部高承压水引发的突水灾害防治的时效性,本文研究通过简化井下巷道... 深部矿井高承压水引发的突水灾害具有突发性强、致灾路径复杂等特点,现有基于二维平面静态拓扑的逃生模型存在水流动态响应滞后、空间属性耦合不足等突出问题。为提升深部高承压水引发的突水灾害防治的时效性,本文研究通过简化井下巷道,形成图结构模型,利用图算法快速实现逃生方案的自动生成,以提升矿工在突水灾害环境中的生存概率。利用巷道中线点云三维坐标数据,依托矿井巷道空间拓扑关系,建立巷道空间形态图G=(V,E),以描述井下巷道三维结构。为应对巷道实际计算需要,三维巷道结构中增加了工程属性数据,包括容积、截面等。为考虑水流因素对逃生过程的影响,增加了巷道图中边的权值,形成了新的图结构G=(V,E,W),该网络具有动态计算权重的能力,可以量化不同时空环境中的逃生速度。为利用新图结构,计算人员逃生能力,改进了Dijkstra算法的时间维度处理流程,提出基于时变加权网络的路径规划方法,解决了传统Dijkstra算法无法处理时变权重的问题。为实现巷道网络三维可视化与动态路径规划功能,本文构建了动态逃生路径规划系统,系统利用VTK渲染引擎开发了多层架构系统,通过赋值网络权重,快速生成最优逃生路线。结合云南彝良毛坪铅锌矿实际工程数据,利用该软件系统,验证了突水淹没过程及在巷道网络中的逃生路线的有效性。本文研究利用图理论快速生成了突水情景下的逃生路径,为矿山相关人员提供科学的安全保障工具,提升了我国深部矿业安全生产水平。 展开更多
关键词 矿井突水 图结构 逃生路径 三维模拟 软件开发
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