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煤炭精准开采地质保障技术的发展现状及展望 被引量：187
1
作者 袁亮 张平松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2277-2284,共8页
我国绿色煤炭资源量有限,实施煤炭精准智能开采是未来绿色采矿的必由之路,其中地质保障技术体系是重要的基础。从煤炭开采基础地质及其勘探、综合地球物理探测、地质钻探和矿井地质信息技术平台等方面,系统地分析了我国矿井地质保障技... 我国绿色煤炭资源量有限,实施煤炭精准智能开采是未来绿色采矿的必由之路,其中地质保障技术体系是重要的基础。从煤炭开采基础地质及其勘探、综合地球物理探测、地质钻探和矿井地质信息技术平台等方面,系统地分析了我国矿井地质保障技术体系的现状,提出了煤炭精准智能开采模式下矿井地质保障技术的发展趋势和方向。通过大数据、云计算、互联网等技术平台,采用地质调查、钻探、物探、化探、GIS等多种地学参数信息,构筑基于天空、地面、井孔、地下、采煤工作面、长钻孔等全空间、全方位地质动态模型的保障技术体系,为煤炭精准智能开采提供所需的透明地质条件;研发三维和四维地球物理精细探测新方法、新技术,研制震、电、磁、核、声、光等物理参数主、被动源综合探测与成像智能化仪器设备,实现对开采地质条件的精准判识;发展由探测到监测,以及与掘进机械、采煤机械等一体化的监控预报识别体系,对影响开采的多灾源地质因素进行智能预测及监控,不断建设和完善煤炭资源综合开发保障技术体系;结合移动智能终端APP,逐步完成煤炭资源开发过程中井下图、景、物、人、设备等人机共享共管,实现高度信息化和智慧化,切实保障矿井安全高效生产;通过进一步加强高素质复合型地质专业技术人才培养,开展大尺度模拟实验和技术攻关,做到创新发展和技术引领,着力推进煤炭资源开发利用的新发展。 展开更多
关键词 中国煤炭 矿井地质 保障技术 精准智能开采
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煤炭精准开采透明地质条件的重构与思考 被引量：114
2
作者 袁亮 张平松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2346-2356,共11页
矿井透明地质条件是煤炭精准开采智慧化的重要基础。结合矿井静态地质要素大数据信息库、多灾害源全程信息感知与监测、动态地质要素虚拟现实展示、特殊地质因素动态评判与风险判识、预警等智慧模块的交互应用,从静态与动态地质模型角... 矿井透明地质条件是煤炭精准开采智慧化的重要基础。结合矿井静态地质要素大数据信息库、多灾害源全程信息感知与监测、动态地质要素虚拟现实展示、特殊地质因素动态评判与风险判识、预警等智慧模块的交互应用,从静态与动态地质模型角度提出实现煤炭精准生产全过程地质条件透明化的思路。其一,静态地质模型通过采集“空-天-地-井-孔”全方位立体化探测模式数据,融合井巷建设基础地质信息,重构地下空间地质特征数字模型,为资源、构造、井巷等静态因素评价、浏览、计算等提供基础。其二,通过动态地质模型获取掘采工程扰动效应影响下,原生静态地下空间地质条件发生变形与破坏,由此而引起的应力应变场、地质地球物理场、渗流场、温度场、浓度场等状态发生改变的参量特征;以及工程动力学作用下,生产环境周边岩层的离层、裂隙、垮落、围岩失稳、底臌、冲击地压显现、应力集中与释放、煤与瓦斯涌突、突水溃沙等多种灾害源现象的动态地质信息变化量值。特别针对动态地质模型发生与发展过程中状态及参数的显现不同,通过进一步加强多介质、多相、多态、多维、多源数据的有机融合,进行多参数联合反演,搭建井上下复合源信息监控平台,构建耦合信息、致灾因素、灾害前兆等多元信息数据库和时空四维地质信息系统,进行实时连续动态监控;并通过对静态地质模型参数注入和改造,反演地质及灾害源条件的变化状态,实现对煤层精细赋存条件、多灾害源受采掘影响致灾过程的透明化。同时,结合采掘要素对特殊地质条件进行探测与评价,从而实现整个矿井地质条件的透明重构。实施中,还需要利用物联网、云平台、大数据、人工智能、VR等技术,进行资源整合、集成和升级改造,将矿区分散的、零星的地质信息聚集起来,实现“主动感知、自动分析、智能决策”,最终为煤系资源的精准开发利用和智慧矿区的建设管理提供支撑。 展开更多
关键词 透明地质条件 重构 精准开采 智慧矿井
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矿井构造与瓦斯的震波超前探测技术应用分析 被引量：13
3
作者 刘盛东 张平松 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2005年第1期39-41,共3页
采用震波探测技术 ,利用专门的智能矿井资源探测仪 ,通过震波的时域参数、幅频域特征等方法 ,实施自激自收反射技术、面波技术、到时层析成像技术 ,可以预测前方断层位置、煤体的内部变异以及瓦斯突出的可能性。在巷道独头探测煤层和小... 采用震波探测技术 ,利用专门的智能矿井资源探测仪 ,通过震波的时域参数、幅频域特征等方法 ,实施自激自收反射技术、面波技术、到时层析成像技术 ,可以预测前方断层位置、煤体的内部变异以及瓦斯突出的可能性。在巷道独头探测煤层和小断层及工作面内的构造探测工程实例中 ,进一步说明了震波探测方法对矿井瓦斯及小构造探测有较好的应用效果。 展开更多
关键词 震波探测 煤层 瓦斯 构造
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煤矿透明地质模型动态重构的关键技术与路径思考 被引量：58
4
作者 袁亮 张平松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-14,共14页
围绕煤炭“双碳”发展战略及智能精准开采需求,构建与智能化煤矿建设相匹配的透明地质保障体系,首要任务是提高地质条件透明化理论方法和技术水平。地质条件的精准判识对煤炭资源安全高效开发尤为关键,但由于地质条件多样、特殊、复杂,... 围绕煤炭“双碳”发展战略及智能精准开采需求,构建与智能化煤矿建设相匹配的透明地质保障体系,首要任务是提高地质条件透明化理论方法和技术水平。地质条件的精准判识对煤炭资源安全高效开发尤为关键,但由于地质条件多样、特殊、复杂,现阶段地质透明化及动态过程研究程度仍然不够充分。钻、掘、采、落是煤炭安全精准开发及矿井建设中的4个基本步骤,其对应的透明化条件场景涵盖钻孔、巷道、采煤工作面、采空区及废弃矿井等诸多内容。因此,随钻、随掘、随采、随落(后称“四随”)系列物探一体化透明信息的收集与表征至关重要。提出“四随”地质信息重构概念,基于不同的点、线、面、体信息的汇集与整合,逐步形成透明工作面、透明采区、透明煤矿动态的地质模型体系。具体而言,结合井下施工的钻孔所探查和揭露信息,形成孔周边特别是“随钻”过程中的惯性导航、煤岩识别、虚拟地质模型重构等技术突破;利用掘进机械在巷道工作面施工进程中超前探测与岩性分析,“随掘”获得对前方及周边一定范围内地质条件的物性成像和异常判断;根据割煤机及巷道空间布设探测与识别探头,对煤层、顶底板空间岩层进行“随采”过程的精准识别与异常判定,提高对割煤区煤厚及地质灾害体的预报精度;依托布设在采空区的浓度、渗流、湿度、温度、应力、应变等传感器,“随落”过程对采后各类环境及灾害条件进行数据监测与跟踪,提高对异常体和剩余资源的判识能力。基于“四随”动态高精度探查技术,进一步研发地层、构造、采场、资源等多源地质地球物理场数据信息融合技术,通过“四随”探测数据实时获取与融合处理,提高地质信息实时感知与交互能力,辅以虚拟可视、成像等技术,实时修正静态地质模型,完成动态地质模型重构,逐步实现煤矿地质条件的全透明化。通过构建煤矿生产全生命周期智能化信息平台,实现云端信息综合诊断和预警互助,为智能化煤矿建设及资源化评价利用提供可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 透明地质 动态数据 多场信息采集 “四随” 智能化煤矿
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推广地质探测技术 建立安全地质保障系统 被引量：2
5
《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 1998年第12期34-35,共2页
我国煤矿以地下开采为主，开采技术条件复杂，其中地质条件是制约采掘机械化、井下作业环境和煤矿企业经济效益的基本因素，地质资料是决策的依据。而采掘机械化和建设高产高效矿井对采区超前探测和工作面小型构造探查提出了更高的要求... 我国煤矿以地下开采为主，开采技术条件复杂，其中地质条件是制约采掘机械化、井下作业环境和煤矿企业经济效益的基本因素，地质资料是决策的依据。而采掘机械化和建设高产高效矿井对采区超前探测和工作面小型构造探查提出了更高的要求。１煤矿采区地震勘探取得突破性进展... 展开更多
关键词 煤矿 地质探测 井下地质 安全保障 矿山安全
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频谱分析技术在煤体结构探测中的应用 被引量：5
6
作者 李建楼 严家平 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第8期120-123,共4页
为了掌握井下煤层采掘工作面的煤体结构特征,有效预防采动后产生的煤层瓦斯动力灾害,采用了现场声波探测方法对工作面煤体进行了探测,对采集的波形数据进行了频谱分析和波速分析。数据表明,煤体声波的频谱主频值分布特征、波速分布特征... 为了掌握井下煤层采掘工作面的煤体结构特征,有效预防采动后产生的煤层瓦斯动力灾害,采用了现场声波探测方法对工作面煤体进行了探测,对采集的波形数据进行了频谱分析和波速分析。数据表明,煤体声波的频谱主频值分布特征、波速分布特征和煤体的结构特征有很好的对应关系:如果煤体结构完整,且强度较高,则主频值分布基本不变化,且主频值在100 Hz以上;如果煤体结构破碎,且强度较低,则主频值分布变化大,且主频值在100 Hz以下。研究结果表明,利用声波探测中的频谱分析技术,能够有效判别煤体的结构特征,为煤层瓦斯动力灾害的预测预防提供了新的技术手段。 展开更多
关键词 频谱分析 煤体结构 探测
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工作面推进方向对含断层底板采动效应的影响 被引量：13
7
作者 吴基文 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第9期119-121,共3页
为了探讨工作面推进方向对含断层底板采动变形破坏的影响,根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,采用数值模拟方法,对工作面顺向、逆着断层倾向推进时对底板采动效应的影响进行模拟研究。结果表明:在相同的地质... 为了探讨工作面推进方向对含断层底板采动变形破坏的影响,根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,采用数值模拟方法,对工作面顺向、逆着断层倾向推进时对底板采动效应的影响进行模拟研究。结果表明:在相同的地质和采矿条件下,工作面推进方向与断层倾向不同时,底板采动效应存在明显的差异性,逆着断层倾向推进较顺着断层倾向推进产生的底板破坏深度大,并易引起断层移动变形。逆着断层倾向回采存在较大的底板突水隐患,建议煤层回采方向尽可能顺着断层倾向推进。 展开更多
关键词 煤层底板 断层 采动效应 数值模拟 工作面推进方向
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含断层底板采动效应数值分析——断层倾角对采动效应的影响 被引量：7
8
作者 吴基文 《矿业安全与环保》 北大核心 2009年第3期19-21,共3页
根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,并运用连续介质快速拉格朗日元法对底板采动效应进行了数值模拟。结果表明:在相同的地质和采矿条件下,断层倾角对底板采动效应有较大影响,当工作面推进至断层时,断层倾角越... 根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,并运用连续介质快速拉格朗日元法对底板采动效应进行了数值模拟。结果表明:在相同的地质和采矿条件下,断层倾角对底板采动效应有较大影响,当工作面推进至断层时,断层倾角越小,底板采动破坏深度越大,且底板卸荷范围较大;当工作面推过断层,底板卸荷深度随断层倾角增大而增加,底板变形破坏深度也加大;断层存在活化现象。揭示了采场底板断层突水的机制。 展开更多
关键词 煤层底板 断层 岩体结构 采动效应 断层倾角
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基于DXF的煤体结构柱状图的自动绘制 被引量：1
9
作者 赵志根 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第5期534-536,共3页
为了解决人工绘制煤体结构柱状图效率低、易出错等问题,提出了基于DXF的煤体结构柱状图的自动绘制方法.根据Auto CAD绘图功能强大、数值计算能力较弱的特点,本文编制了程序,通过程序的运行,调用绘图的原始数据,完成数据的处理,并且输出... 为了解决人工绘制煤体结构柱状图效率低、易出错等问题,提出了基于DXF的煤体结构柱状图的自动绘制方法.根据Auto CAD绘图功能强大、数值计算能力较弱的特点,本文编制了程序,通过程序的运行,调用绘图的原始数据,完成数据的处理,并且输出图形交换文件;图形交换文件作为数据交换的接口,可以被Auto CAD调用并实现煤体结构柱状图的自动绘制,并且该自动控制方法已经成功地应用到研究工作中. 展开更多
关键词 煤体结构 柱状图 图形交换文件 AUTO CAD
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