淮南矿区切顶沿空留巷及无煤柱开采工程实践

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作者 程详 罗勇 +1 位作者 赵光明 肖殿才 《中国煤炭》 北大核心 2025年第8期57-65,共9页

针对淮南矿区接替紧张、掘巷成本高、掘巷难度大等问题,以淮南矿区煤层赋存情况为背景,分析煤巷围岩分类,明确了适宜实施切顶留巷煤巷顶板围岩条件为Ⅰ完整型、Ⅱ较完整型;提出顶板“深浅孔交替”爆破切顶卸压技术,优化了浅孔切缝爆破... 针对淮南矿区接替紧张、掘巷成本高、掘巷难度大等问题,以淮南矿区煤层赋存情况为背景,分析煤巷围岩分类,明确了适宜实施切顶留巷煤巷顶板围岩条件为Ⅰ完整型、Ⅱ较完整型;提出顶板“深浅孔交替”爆破切顶卸压技术,优化了浅孔切缝爆破、深孔预裂爆破关键技术参数;形成可缩柱网挡矸护帮体系,采用可伸缩U型钢+金属网+钢筋网+垛式支架,配合风筒布、喷浆作业联合挡矸支护;提出加固锚索+浅深孔分步多级注浆实现煤帮强化支护;采用喷涂薄喷材料解决留巷漏风问题,形成了“深浅孔交替切顶爆破巷旁支护巷内补强煤帮协同支护”的无煤柱留巷技术体系,在丁集矿1452(1)工作面进行现场应用。现场应用结果表明,“深浅孔交替”爆破技术能够缩短基本顶周期来压步距,优化留巷围岩应力环境,留巷稳定后顶板下沉量和帮部移近量为300 mm和180 mm,满足留巷复用需求。 展开更多

关键词 切顶卸压 沿空留巷 “深浅孔”爆破 无煤柱开采 淮南矿区

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全光纤微震监测技术在底板突水监测中的应用研究 被引量：3

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作者 黄刚 韩云春 +6 位作者 余国锋 罗勇 任波 叶赞 王立超 赵靖 徐一帆 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第6期36-45,共10页

目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程... 目前国内的光纤微震监测系统多是基于光学光栅传感技术,而光纤光栅波长解调限制了系统检测频率与灵敏度,且长时间、连续不间断的微震监测成功案例较少。针对上述问题,提出了一种新型全光纤微震监测系统。以潘二煤矿11023工作面回采过程中底板突水监测为工程背景,使用全光纤微震监测系统与ESG微震监测系统进行对比,得出全光纤微震监测系统具有以下优势:记录的波形频谱特征更清晰,表现出高信噪比优势;对扰动深度的监测范围更大,远距离监测效果更好;震源定位结果分布更加合理,更符合工作面实际开采情况。在监测工作面回采全周期内,分析了11023工作面断层异常区底板破坏与微震活动性关系:在断层和煤层变薄异常区附近,微震事件的数量增多、强度增大;工作面初采期间应力集中释放,受采动影响,底板破坏较深;相对大能量事件主要分布在断层异常区的底板,底板破坏深度约为27 m,微震事件在3煤底板60 m以下没有成线或成面聚集的情况,说明裂隙并未扩展,未形成导水通道,工作面安全回采。 展开更多

关键词 全光纤微震监测 底板突水 扰动深度 震源定位 断层异常区 微震活动性 相对大能量事件

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采煤工作面导水通道电法智能监测技术应用研究 被引量：3

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作者 黄刚 余国锋 +6 位作者 韩云春 罗勇 任波 赵靖 徐一帆 高银贵 贺世芳 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期92-98,共7页

针对目前受底板承压水威胁的工作面注浆效果评价以及工作面回采过程中异常区裂隙动态发育等情况的动态监测问题,采用电法智能监测技术,在唐家会煤矿61304工作面底板低阻异常区开展注浆效果监测试验以及对回采过程中煤层底板进行实时监测... 针对目前受底板承压水威胁的工作面注浆效果评价以及工作面回采过程中异常区裂隙动态发育等情况的动态监测问题,采用电法智能监测技术,在唐家会煤矿61304工作面底板低阻异常区开展注浆效果监测试验以及对回采过程中煤层底板进行实时监测,通过监测岩层电阻率变化情况,成功捕捉到了注浆浆液动态扩散趋势和采动裂隙动态发育过程,及时预警了导水通道的动态发育情况。研究表明:电法智能监测技术能清晰监测导水通道动态发育过程,能分辨是否导通含水层,是带压开采工作面底板突水监测的新技术,为底板承压工作面的开采提供技术指导,保障煤矿安全生产。 展开更多

关键词 底板承压水 异常区 注浆效果 导水通道 电法智能监测技术

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煤矿开采地表沉陷UAV-摄影测量监测技术研究 被引量：18

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作者 高银贵 周大伟 +3 位作者 安士凯 王玲 张德民 詹绍奇 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期57-65,共9页

西部矿区开采地表沉陷大多呈变形速度快、损害程度深、波及范围广的特点,常规观测站已无法适应其高强度开采地表损害监测任务。如何快速、准确、全面地监测煤矿高强度大规模开采引起的地表沉陷与环境损害是矿山企业面临解决的一个关键... 西部矿区开采地表沉陷大多呈变形速度快、损害程度深、波及范围广的特点,常规观测站已无法适应其高强度开采地表损害监测任务。如何快速、准确、全面地监测煤矿高强度大规模开采引起的地表沉陷与环境损害是矿山企业面临解决的一个关键问题。采用无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)摄影测量技术对西部高强度开采的矿区进行地表沉陷监测,给出了基本思路和方法,并以内蒙古鄂尔多斯某煤矿为例进行了应用研究,通过与水准对比评定了UAV摄影测量建立的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和沉陷盆地的精度。研究结果表明:UAV摄影测量技术获取的DEM精度为228 mm,沉陷盆地精度为81 mm,沉陷盆地精度为比DEM高程精度提高了64.5%;反演得到的下沉系数与水准求参结果相比,相对误差为1.4%;UAV摄影测量技术可以快速获得地表丰富的遥感影像数据,并可求出“面状”全盆地沉陷数据和可靠的沉陷参数,为矿区生态环境监测以及后续的生态修复和土地复垦提供支撑,研究成果可以为多数西部煤矿开采地表损害监测提供有效手段。 展开更多

关键词 高强度开采 开采沉陷 地表损害监测 摄影测量

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高温矿井玄武岩—植物纤维复合阻热材料试验及性能研究

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作者 康志鹏 余国锋 +2 位作者 段昌瑞 罗勇 蔡志良 《金属矿山》 北大核心 2025年第10期265-272,共8页

为改善深井硐室巷道存在的高温湿热的问题,以普通硅酸盐水泥、粉煤灰、瓜子片石、细沙骨料为基本料,玄武岩纤维、玻化微珠为掺合料,秸秆植物为加筋增强材料,制备了高温矿井玄武岩—植物纤维复合阻热材料。通过正交试验、物理性能检测、... 为改善深井硐室巷道存在的高温湿热的问题,以普通硅酸盐水泥、粉煤灰、瓜子片石、细沙骨料为基本料,玄武岩纤维、玻化微珠为掺合料,秸秆植物为加筋增强材料,制备了高温矿井玄武岩—植物纤维复合阻热材料。通过正交试验、物理性能检测、灰色关联度分析研究了复合阻热材料的最佳配比,同时对该配比下的阻热材料进行了工程应用。结果表明:复合阻热材料的最佳配比为0.2%玄武岩纤维、0.2%防腐植物纤维、7%陶粒、8%陶砂;复合阻热材料原理为水化反应后材料内部形成的密闭孔洞使得空气导热率降低;刚性玄武岩纤维以及柔性植物纤维水化反应后随机连接形成多孔结构形成网状整体,增强了试件的强度和刚度;纤维加筋会形成花状结构的Al(OH)_(3)·AlPO_(4)聚合物,进一步增强材料的抗拉强度并赋予材料阻燃特性;通过选取典型热害矿井进行现场试验,现场测站最大温差为4.1℃,应用效果良好。研究结果对于高温深井热害治理、职业病防治具有重要指导意义。 展开更多

关键词 高温矿井 生物基掺料 玄武岩纤维 复合阻热材料 灰色关联度

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淮南矿区潘二煤矿A组煤分层开采底板破坏深度安全性评价

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作者 黄刚 任波 +2 位作者 韩云春 余国锋 王创 《煤炭工程》 北大核心 2025年第5期70-76,共7页

淮南矿区潘二煤矿深部A组煤开采受底板高承压水严重威胁。为清晰掌握A组煤开采过程中底板破坏深度及发育机理,基于FLAC^(3D)数值模拟和微震监测技术分析了潘二煤矿A组煤分层开采工作面在回采扰动下工作面围岩应力分布规律及底板破坏范围... 淮南矿区潘二煤矿深部A组煤开采受底板高承压水严重威胁。为清晰掌握A组煤开采过程中底板破坏深度及发育机理,基于FLAC^(3D)数值模拟和微震监测技术分析了潘二煤矿A组煤分层开采工作面在回采扰动下工作面围岩应力分布规律及底板破坏范围;根据工作面回采过程中微震实时监测数据,利用SPSS软件聚类分析了底板破碎集中范围。研究结果表明:A组煤上分层回采工作面底板破坏带发育深度集中深度为23~30 m,平均底板破坏深度约为27 m;下分层回采工作面的底板破碎岩体中,在底板岩层深为9~22 m之间呈现较大集中特性,并在底板下21 m高度集中,下分层采动诱发底板破碎体基本处于上分层煤层开采底板破坏范围之内,采动破坏带与含水导升带未形成贯通。 展开更多

关键词 底板高承压水 分层开采 数值模拟 微震监测 底板破坏

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水泥–粉煤灰基高水胶结材料制备及性能研究

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作者 康志鹏 罗勇 +2 位作者 任波 童政 段昌瑞 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期635-640,共6页

为解决矿山充填开采过程中普通高水材料存在的易堵管、反应温度高、材料成本高等问题,通过在高水材料中掺入粉煤灰,研究不同水固比以及不同掺量粉煤灰条件下高水材料的初凝时间、析水率、结实率、抗压强度及反应温度的变化情况,并对硬... 为解决矿山充填开采过程中普通高水材料存在的易堵管、反应温度高、材料成本高等问题,通过在高水材料中掺入粉煤灰,研究不同水固比以及不同掺量粉煤灰条件下高水材料的初凝时间、析水率、结实率、抗压强度及反应温度的变化情况,并对硬化浆体进行扫描电镜分析,观测其微观结构。结果表明,水固比固定,高水材料初凝时间随粉煤灰掺量增大而增大,增大幅度排序为水固比1.5∶1>1∶1>2∶1;粉煤灰掺量固定,高水材料初凝时间随水固比增大而增大,增大幅度近似呈线性相关;不同水固比、粉煤灰掺量主要影响硬化浆体的强度和内部温度,其中水固比1∶1,粉煤灰掺量60%,材料强度随养护时间由2.1 MPa增加至2.8 MPa,硬化浆体内部反应温度对比不掺粉煤灰降低了12.3℃,降幅31.77%;强度相当的硬化浆体,最低成本相对空白组下降了54.6%。研究成果能够为掺粉煤灰高水材料性能研究和工程应用经济性提供参考依据。 展开更多

关键词 高水材料 粉煤灰 水固比 微观表征 成本分析

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矿山开采损害InSAR/UAV融合监测关键技术及应用 被引量：15

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作者 周大伟 安士凯 +2 位作者 吴侃 胡振琪 刁鑫鹏 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期121-134,共14页

煤炭开采引起的地质环境损害问题已成为关注和研究的焦点;尤其西部矿区以大规模、高强度开采主,引起的岩层及地表移动也呈现出变形速度快、损害程度深、波及范围广的特点,对其进行快速、准确、全面地监测是矿区生态环境保护、绿色矿山... 煤炭开采引起的地质环境损害问题已成为关注和研究的焦点;尤其西部矿区以大规模、高强度开采主,引起的岩层及地表移动也呈现出变形速度快、损害程度深、波及范围广的特点,对其进行快速、准确、全面地监测是矿区生态环境保护、绿色矿山建设的关键。传统的地表移动观测方法和单一测量技术均难以满足需求;无人机(UAV)摄影测量与合成孔径雷达干涉(InSAR)优势互补,二者融合在地质环境损害监测方面具有优势,提出了融合UAV/InSAR监测矿山开采损害的关键理论、技术和方法。重点论述了UAV/InSAR融合新型多尺度观测站建立模式和二者协同观测方法;探讨了UAV/InSAR跨尺度异质遥感数据融合策略;提出了基于UAV/InSAR特征级融合的地表沉陷变形及关键环境因素精确提取的思路和方法;并以内蒙古王家塔煤矿为例进行了应用研究,首先采用UAV摄影测量和InSAR技术建立了工作面尺度“点-线-面”结合新模式观测站,同时获得研究区域的UAV光学影像、InSAR影像和主断面关键点水准数据;利用UAV/InSAR的特征级融合方法提取了矿区沉陷盆地,并利用UAV沉陷盆地和融合沉陷盆地分别进行求参。研究结果表明:UAV监测的最大下沉值为2487 mm,中误差为81 mm,UAV测量误差对于沉陷盆地边界影响较大,导致无法精确获取盆地边界区域;InSAR监测的最大下沉为110 mm,远小于实际,InSAR受时空失相干影响,无法准确获取大变形区域沉降;通过InSAR/UAV特征级融合,得到了整体和边界区域精度更高融合下沉盆。在求参方面,单独UAV数据求取的下沉系数与水准结果的相对误差为1.4%,主要影响角正切偏差较大,约20%,主要为UAV下沉盆地边界误差较大所致。与单独UAV求参相比,融合下沉盆地数据求出的参数更准确,主要影响角正切的相对误差仅为5%,融合数据很好解决了单一UAV反演tanβ误差偏大的问题。该工程案例表明了UAV/InSAR融合技术在西部矿区地表沉陷变形监测中具有显著的优势,可为西部煤矿开采地表损害监测提供技术支撑。 展开更多

关键词 矿山开采沉陷 矿山地质环境 UAV INSAR 遥感数据融合

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基于无人机激光雷达技术的开采沉陷监测方法与参数反演 被引量：25

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作者 亓立壮 安士凯 +2 位作者 田超 周大伟 董祥 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第12期4752-4761,共10页

矿区开采沉陷监测与预测对于煤炭安全生产来说至关重要,目前煤矿地表沉陷监测的主流手段均有一定的局限性,存在精度与效率不能兼得的问题。利用无人机激光雷达(unmanned aerial vehicle lidar,UAV LiDAR)技术可以实现矿区地表三维点云... 矿区开采沉陷监测与预测对于煤炭安全生产来说至关重要,目前煤矿地表沉陷监测的主流手段均有一定的局限性,存在精度与效率不能兼得的问题。利用无人机激光雷达(unmanned aerial vehicle lidar,UAV LiDAR)技术可以实现矿区地表三维点云的快速获取,建立多期数字高程模型(digital elevation model,DEM),两期DEM相减即可得到沉陷盆地,具有高效高精的特点。对无人机激光雷达地表沉陷监测的原理流程和概率积分预计参数动态反演方法进行了分析讨论,以内蒙古唐家会煤矿为例,设计了无人机激光雷达飞行方案,采集了两期激光点云数据,并对实测数据进行了组合解算、融合、滤波,建立两期DEM,求取了观测时间段内的地表下沉盆地,并进行了全盆地动态反演,得到测区概率积分预计参数。结果表明:DEM精度分别为34 mm和37 mm;下沉盆地精度为50 mm,结果对于煤矿开采沉陷监测与预测来说是相对可靠的,为无人机激光雷达应用于地表监测提供了案例。 展开更多

关键词 无人机(UAV) 激光雷达 开采沉陷 煤炭开采 概率积分

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基于SBAS-InSAR的西部开采沉陷超前影响角反演研究 被引量：2

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作者 周健 周大伟 +2 位作者 安士凯 詹绍奇 刁鑫鹏 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第4期168-173,共6页

煤矿开采沉陷超前影响角的反演需要动态监测数据,传统观测手段在矿区大范围、长时间序列的动态监测存在劳动强度大、数据量少等问题。以西部鄂尔多斯色连二煤矿12314工作面为例,利用SBAS-InSAR技术解算21景Sentinel-1A数据得到2020年9月... 煤矿开采沉陷超前影响角的反演需要动态监测数据,传统观测手段在矿区大范围、长时间序列的动态监测存在劳动强度大、数据量少等问题。以西部鄂尔多斯色连二煤矿12314工作面为例,利用SBAS-InSAR技术解算21景Sentinel-1A数据得到2020年9月至2021年8月该工作面的动态沉陷盆地边界,通过联合工作面回采进度反演超前影响角和边界角,并分析了西部矿区开采沉陷超前影响的特性。得出以下结论:在非充分采动时,超前影响角随着开采范围的增大而减小,由55°减小到44°;当达到充分采动后,超前影响角开始出现了增大的趋势,由44°增大到68°;当地表达到稳沉后,此时超前影响角等于边界角,稳定在68°。西部矿区超前影响角呈现出不同于常规的变化特性:即达到充分采动后,超前影响角出现增大的变化趋势。经分析认为,与西部矿区弱胶结覆岩前期易崩塌,后期易压实的特性有关;非充分采动时,覆岩垮落发育偏高,空隙存于岩体内部,地表沉陷缓和;当达到充分采动后,存于岩体内部的空隙被快速压实传递到地表,使地表沉陷加速,甚至出现切落式下沉,导致超前影响角增大(即超前影响范围减小)。该研究成果为西部矿区开采地表建(构)筑物等设施的动态保护提供重要的参考意义。 展开更多

关键词 西部矿区 SBAS-InSAR 动态移动盆地 移动边界 超前影响角

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基于分段Knothe时间函数的开采沉陷预计模型优化及应用 被引量：2

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作者 苗伟 安士凯 +3 位作者 徐燕飞 薛博 赵得荣 李浩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第6期153-158,共6页

淮南矿区煤层埋深达800~1200 m,开采影响传播时间长,在使用原始分段Knothe时间函数模型预计该地区地表沉陷动态过程时,存在的不足为:预计的地表沉陷无启动阶段,下沉速度达到最大时对应的地表沉陷值并不等于最大下沉值的1/2,时间因素影... 淮南矿区煤层埋深达800~1200 m,开采影响传播时间长,在使用原始分段Knothe时间函数模型预计该地区地表沉陷动态过程时,存在的不足为:预计的地表沉陷无启动阶段,下沉速度达到最大时对应的地表沉陷值并不等于最大下沉值的1/2,时间因素影响系数(c)以及地面点最大下沉速度对应的时刻(τ)无法实现自适应取值。通过理论研究以及资料分析,应用地表沉陷启动时间t_(0)以及修正模型对Knothe时间函数模型进行优化,并结合淮南矿区地质特征以及概率积分模型相关理论构建了c、τ求解模型,提出了适合淮南厚冲积层矿区的分段Knothe时间函数优化模型。以淮南某矿1613(3)工作面为例,采用所提优化Knothe时间函数模型、原始分段Knothe时间函数模型、分段Knothe时间函数模型分别进行了地表沉陷预测。结果表明:以地表点的实测值作为参考,所提出的优化模型在预计地表形变时,预计标准差为295.8 mm,总体精度较原始分段Knothe时间函数提高了49%,较分段Knothe时间函数提高了53%,证明了所提优化模型的优异性。 展开更多

关键词 开采沉陷 Knothe 时间函数 动态预计 模型优化 沉陷速度

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大变形巷道限阻耗能型支护结构研究 被引量：2

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作者 郑群 余国锋 +2 位作者 仇文革 陈昊喆 刘洋 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期118-126,共9页

为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量... 为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明:限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。 展开更多

关键词 深井软岩巷道 数值模拟 围岩耗能支护 限阻耗能型支护 限阻器

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淮南矿区强采动影响下煤巷锚网安全支护与围岩控制技术

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作者 任帅 肖殿才 +3 位作者 罗勇 余国锋 任波 高翔 《煤炭工程》 北大核心 2024年第11期29-37,共9页

淮南矿区近年来逐步进入深部开采,围岩应力高、环境复杂、软弱破碎、稳定性差、变形剧烈等工程技术难题日益突出,传统支护技术的局限性日显露,因此本研究基于淮南矿区潘三矿深井地质条件,采用理论分析、数值模拟、工业性实验、现场实测... 淮南矿区近年来逐步进入深部开采,围岩应力高、环境复杂、软弱破碎、稳定性差、变形剧烈等工程技术难题日益突出,传统支护技术的局限性日显露,因此本研究基于淮南矿区潘三矿深井地质条件,采用理论分析、数值模拟、工业性实验、现场实测等方法针对深部强采动影响下煤巷围岩控制难题开展系统深入研究,分析了淮南矿区深部强采动煤巷围岩赋存特征,主要为埋深大、岩性变化大、巷道断面大、复合顶板较多、煤体强度较低等问题,根据淮南矿区煤巷围岩赋存特征分析了深部强采动煤巷控制技术难点;针对淮南矿区深部强采动煤巷围岩控制技术难点,建立了“应力优化-围岩改性-锚固强化”一体化协同控制技术体系,创新了“切顶卸压—注浆加固-厚锚固层强化”一体化围岩控制技术;在2121(3)运输巷道开展了工业试验,巷道回采期间运输巷道两帮最大累积变形量为436.6 mm,底板累积最大相对位移量约为390.1 mm,小于原支护方式下变形量的50%;2121(3)运输巷道顶板浅部岩层1.5~1.8 m范围存在离层和裂隙发育,深部顶板岩层完整性较好,具有较好的承载性能,可以较好的维护巷道稳定性,验证了该技术体系在深部强动压煤巷围岩稳定控制上具有较好的维控效果。 展开更多

关键词 淮南矿区 强烈采动影响 厚锚固层 锚固梯度 围岩控制

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基于MSPA模型的矿业城市生态网络构建与优化--以淮南市涉矿区县为例

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作者 徐燕飞 李兵 +3 位作者 安士凯 王瑞 晋康 张世文 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期207-216,共10页

为解决矿业城市生态斑块破碎化和景观连通性不足等问题,构建安徽省中北部区域性生态屏障,选取淮南市涉矿区县为研究区,基于形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)与景观连通性评估方法系统识别生态源地,通... 为解决矿业城市生态斑块破碎化和景观连通性不足等问题,构建安徽省中北部区域性生态屏障,选取淮南市涉矿区县为研究区,基于形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)与景观连通性评估方法系统识别生态源地,通过最小累积阻力模型(Minimum Cumulative Resistance,MCR)构建生态廊道网络,并采用空间优化策略提升生态网络效能。研究结果表明:(1)研究区共识别生态源地30处,潜在生态廊道63条,总面积169.33km^(2),呈现中西部集聚、南北部分散的分布特征;(2)研究区生态阻力面呈现显著的空间异质性特征,高阻力区集中分布于淮河沿岸采煤沉陷区及中部城镇发展核心区;(3)通过增补6处战略生态源地、新建23条补偿廊道及修复23个关键障碍节点,实现生态网络结构优化,网络闭合指数(α)、连接度指数(β)与连通率(γ)分别提升了0.143、0.289和0.093。研究结果可为淮南市涉矿区县乃至类似矿业城市生态网络体系优化、国土空间生态修复和景观格局优化提供参考与理论依据。 展开更多

关键词 矿业城市 生态网络 形态学空间格局分析 最小累积阻力模型 连通性分析

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CO_(2)−水−煤地球化学作用对淮南煤田CO_(2)驱煤层气增产效果的影响 被引量：1

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作者 张贺龙 刘世奇 +5 位作者 田钰琛 王文楷 桑树勋 郑司建 李兵 陈永春 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期274-290,共17页

CO_(2)驱煤层气封存(CO_(2)-ECBM)是重要的CO_(2)地质利用与地质封存方式,有望破解以淮南煤田为代表的松软、低渗、难抽采煤层煤层气开发效果差、产量衰减快等难题,提高煤层气产量和采收率。CO_(2)注入煤层与煤中无机矿物的地球化学作... CO_(2)驱煤层气封存(CO_(2)-ECBM)是重要的CO_(2)地质利用与地质封存方式,有望破解以淮南煤田为代表的松软、低渗、难抽采煤层煤层气开发效果差、产量衰减快等难题,提高煤层气产量和采收率。CO_(2)注入煤层与煤中无机矿物的地球化学作用可导致煤层孔裂隙结构和渗透性的变化,对煤层CO_(2)封存能力和煤层气增产效果具有显著影响。为此,考虑有效应力、温度及地球化学效应影响下的CO_(2)与CH_(4)竞争吸附、扩散与渗流作用、CO_(2)−水−煤地球化学作用及其影响的煤层孔隙率与渗透率动态演化特征,建立了CO_(2)注入煤储层渗流场−应力场−温度场−化学场全耦合数学模型,开展了淮南煤田CO_(2)-ECBM工程数值模拟研究,分析了地球化学作用条件下,CO_(2)注入煤层增产CH_(4)效果,以及CO_(2)注入压力、初始渗透率和含水饱和度等对CH_(4)增产、CO_(2)封存的影响。结果表明:数学模型与试验结果吻合度较高,CH_(4)、CO_(2)混合气体体积分数及产出速率平均误差为1%~10%;相较于未考虑地球化学作用的情况,模拟周期内CH_(4)累计产量降低11%,CO_(2)累计封存量提升19.8%,表明忽略CO_(2)−水−煤地球化学作用会高估CH_(4)增产效果和低估CO_(2)封存量;注入压力和煤储层初始渗透率越大,CH_(4)增产效果越显著,CO_(2)封存量越大;而高含水饱和度对CH_(4)增产和CO_(2)封存产生不利影响,指示了CO_(2)驱煤层气封存应结合储层性质,优选目标层位,并通过合理设计注入工艺最大化CH_(4)增产和CO_(2)封存效果;CO_(2)−水−煤地球化学作用能够缓解CO_(2)注入导致的储层压力升高,降低裂隙中自由态CO_(2)含量,进而抑制应力−应变效应造成的煤储层渗透率下降,促进渗透率的回升,渗透率回升幅度达2.4%~3.3%,而渗透率回升进一步促进了储层压力传导和CO_(2)吸附、CH_(4)解吸与扩散,从而提升CH_(4)增产和CO_(2)封存效果。 展开更多

关键词 煤层气增产 地球化学作用 注入压力 渗透率 含水饱和度 CO_(2)地质封存

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基于改进温度—植被干旱指数的土壤含水率时空变化遥感监测

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作者 廖清发 胡振琪 +4 位作者 苗伟 崔瑞豪 徐燕飞 陈晨 芮成奇 《金属矿山》 北大核心 2025年第10期219-225,共7页

地下煤炭开采引发的地表沉陷在淮南矿区形成积水区,显著改变周边土壤水分分布,进而影响农作物生长与区域粮食安全。提出了一种基于归一化核植被指数的改良温度—植被干旱指数反演方法,应用于采煤沉陷区的土壤含水率遥感监测。验证结果表... 地下煤炭开采引发的地表沉陷在淮南矿区形成积水区,显著改变周边土壤水分分布,进而影响农作物生长与区域粮食安全。提出了一种基于归一化核植被指数的改良温度—植被干旱指数反演方法,应用于采煤沉陷区的土壤含水率遥感监测。验证结果表明,该反演方法精度优于传统方法,样本相关系数高达0.75,监测误差显著降低。基于该方法构建的土壤水分等级时空分布图揭示:沉陷区水分格局季节性变化明显,春季以湿润区为主,夏季饱和区占优,秋冬则呈现整体湿度维持或改善的趋势;整体来看,中高水分区域比例逐年增加,揭示了沉陷后积水区土壤湿度的恢复性提升。研究表明,本反演方法在矿区土壤水分动态监测中具有较高的适用性和稳定性,可为生态修复评估与农业管理提供可靠技术支撑。 展开更多

关键词 采煤沉陷 土壤含水率 植被指数 干旱指数 时空变化

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闭库尾矿库现状稳定性分析方法及其应用 被引量：1

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作者 陶鹏飞 安士凯 +2 位作者 陈永春 谢毫 徐燕飞 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期219-224,共6页

闭库尾矿库作为一种普遍存在、具有失稳风险的构筑物,缺乏安全准确的地质调查技术,从而无法有效开展现状地质条件下的稳定性分析。为此,提出了一种闭库尾矿库现状稳定性分析方法,即引入微动调查方法勘探闭库尾矿库地质结构,辅以岩土试... 闭库尾矿库作为一种普遍存在、具有失稳风险的构筑物,缺乏安全准确的地质调查技术,从而无法有效开展现状地质条件下的稳定性分析。为此,提出了一种闭库尾矿库现状稳定性分析方法,即引入微动调查方法勘探闭库尾矿库地质结构,辅以岩土试验测试尾矿力学性质,在此基础上开展闭库尾矿库现状稳定性数值模拟分析,识别闭库尾矿库的潜在危险源,并提出风险防治建议。将该方法应用到某典型闭库尾矿库中,研究表明:①该尾矿库分布有4个低速异常体,推测为泥质透镜体和饱和尾矿;②软弱地质异常体工程特性差,易诱发库体产生“U”形和圆弧形的耦合型滑移破坏;③软弱地质异常体和挖掘坡面是闭库尾矿库尾砂干式回采工程中的失稳危险源。该方法能快速实现闭库尾矿库的地质结构无损调查、稳定性现状分析、潜在危险源识别,是尾矿库闭库治理的有力工具。 展开更多

关键词 闭库尾矿库 微动调查方法 岩土试验 数值模拟 稳定性

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基于kNDVI的淮南矿区植被变化趋势监测

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作者 陈永春 胡振琪 +5 位作者 徐燕飞 郑南山 崔瑞豪 苗伟 芮成奇 陈晨 《中国煤炭》 北大核心 2025年第9期175-186,共12页

淮南矿区作为我国重要的能源基地,研究其植被变化趋势对矿区的生态保护与高质量发展具有重要意义。基于谷歌地球引擎平台的Landsat 8 SR数据集,通过波段计算、变异系数、趋势分析和空间自相关等方法,系统地分析了近10 a来淮南矿区植被... 淮南矿区作为我国重要的能源基地,研究其植被变化趋势对矿区的生态保护与高质量发展具有重要意义。基于谷歌地球引擎平台的Landsat 8 SR数据集,通过波段计算、变异系数、趋势分析和空间自相关等方法,系统地分析了近10 a来淮南矿区植被的变化趋势。研究结果表明,相较于传统的NDVI,kNDVI在监测植被变化时表现出更低的变异系数,监测结果更为稳定。根据kNDVI的监测结果显示,2013-2023年间,淮南矿区共计408.43 km^(2)(约占64.08%)的区域植被呈现改善趋势,其中顾北矿、丁集矿、谢桥矿和潘四东矿的植被增长速率显著超出矿区整体水平,尤其是谢桥矿,有23.61%的区域面积表现出显著增长和极显著增长的趋势。此外,通过对2013年和2023年kNDVI数据的空间自相关分析发现,矿区植被的空间分布表现为显著的正向空间自相关性,并且这种集聚效应随着时间的推移进一步增强。研究结果显示,淮南矿区的植被恢复和增长具有明显的空间集聚特征,反映了区域生态环境的逐步改善。 展开更多

关键词 淮南矿区 核归一化植被指数 植被变化 趋势检验

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光伏覆盖下采煤沉陷水域生态系统结构和能量 流动特征——基于Ecopath模型分析

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作者 高衍雪 陈孝杨 +4 位作者 陈永春 徐燕飞 段金铭 孙晶玉 宋雅慧 《绿色科技》 2025年第4期241-246,共6页

基于2023年、2024年的渔业资源调查数据构建采煤沉陷积水区Ecopath模型,比较了不同光伏覆盖面积和时间下采煤沉陷积水区生态系统结构和能量流动特征。新建和高光伏覆盖区由14个功能组组成,低和无光伏覆盖区由15个功能组组成。结果表明:... 基于2023年、2024年的渔业资源调查数据构建采煤沉陷积水区Ecopath模型,比较了不同光伏覆盖面积和时间下采煤沉陷积水区生态系统结构和能量流动特征。新建和高光伏覆盖区由14个功能组组成,低和无光伏覆盖区由15个功能组组成。结果表明:新建、高、低和无光伏覆盖区总能量利用率分别为1.06%、1.31%、1.22%和1.22%,能量利用效率并未达到最适程度。根据生态系统评价指标综合表明:光伏覆盖时间长和面积大的高光伏覆盖区生态系统更加成熟,稳定性更好。 展开更多

关键词 采煤沉陷区 光伏 ECOPATH模型 能量流动 水生态系统

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基于遥感生态指数的淮南矿区生态环境质量变化分析

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作者 徐燕飞 胡振琪 +3 位作者 陈永春 崔瑞豪 苗伟 冯占杰 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期195-202,共8页

为系统监测淮南矿区采煤沉陷积水区土地复垦与生态修复工程实施成效,采用2016—2024年间Landsat系列卫星遥感影像数据进行多维度评估。首先基于随机森林分类算法实现研究区主要地表覆被类型的高精度提取;继而通过遥感生态指数(RSEI)模... 为系统监测淮南矿区采煤沉陷积水区土地复垦与生态修复工程实施成效,采用2016—2024年间Landsat系列卫星遥感影像数据进行多维度评估。首先基于随机森林分类算法实现研究区主要地表覆被类型的高精度提取;继而通过遥感生态指数(RSEI)模型量化各年份生态环境质量综合指数,并采用0.2阈值间隔的截断分级法进行生态质量等级划分。研究结果表明:矿区耕地生态环境质量维持稳定,而沉陷积水区则呈现显著生态退化特征;2016—2024年间,淮南矿区的生态环境质量整体呈下降趋势,特别是在积水区域,这种变化更加显著;空间异质性分析揭示,城镇建设扩张、采矿活动扰动及地表形变引发的积水区扩展是导致生态质量空间分异的关键驱动因素;基于矿井单元的空间异质性评估表明,朱集东矿、丁集矿、潘四东井和顾桥矿等4个矿井单元在工程干预下维持相对优良的生态质量水平。研究为矿区生态修复工程绩效评估提供了科学方法支撑。 展开更多

关键词 矿区复垦 生态修复 采煤沉陷区 RSEI Landsat 9

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