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基于PSO-Kriging模型的尾矿库三维稳定性分析
1
作者 黄德镛 黄日胜 +2 位作者 史凯东 吕世玮 陈治宇 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第3期474-483,共10页
尾矿库是矿业活动中不可或缺的组成部分,同时也带来了显著的环境和安全风险。在尾矿累积过程中,物理沉淀、水动力作用和化学反应等多重因素导致尾矿的物理特性呈现出明显的空间差异性和分布不均匀性。现有的研究方法大多忽略了尾矿材料... 尾矿库是矿业活动中不可或缺的组成部分,同时也带来了显著的环境和安全风险。在尾矿累积过程中,物理沉淀、水动力作用和化学反应等多重因素导致尾矿的物理特性呈现出明显的空间差异性和分布不均匀性。现有的研究方法大多忽略了尾矿材料的不均一性和复杂性。而研究这些特性需进行大量的物理试验,虽然这些试验可以重复,但存在着系统误差且成本高昂,因此可以构建一个近似模型进行机械学习预测。以Kriging理论为基础,通过对多种寻优算法进行适应度对比以选出最佳的寻优算法,构建出高效的改进Kriging模型,为了验证PSO-Kriging模型的性能,采用估值分析与误差分析的方式对本模型插值效果进行综合评价,结果显示新模型提高了预测精度和变化趋势。在此基础上得到一组符合尾矿库实际情况的插值点特征力学参数。从空间变异性出发对尾矿库稳定性进行分析。基于一般沉积性数值模型,将插值点坐标与数值模型中网格模型中坐标相对应,通过Fish函数,将插值点力学参数即天然重度、黏聚力与内摩擦角的数据导入网格模型中。替换原网格点的力学参数,构建出考虑空间变异性的尾矿库三维数值模型,并对该模型进行分析,结果表明由于空间差异信息增加,计算结果更能反映实际状况。 展开更多
关键词 尾矿库 稳定性分析 KRIGING插值 PSO优化算法 三维数值模拟
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金佳区块煤层气地质条件及有利开发层段
2
作者 高为 周国正 +7 位作者 桑树勋 付勇 颜智华 张超 龙钰 娄毅 张栋 彭真 《矿物学报》 北大核心 2025年第3期411-423,共13页
贵州省金佳区块上二叠统龙潭组煤层气资源丰富,具有多薄煤层群地质特点,是我国煤层气勘探开发的重要类型,正确认识其煤层气地质条件与有利开发层段,对指导该区煤层气勘探开发部署乃至提高南方多薄煤层地区煤层气地质认识具有重要意义。... 贵州省金佳区块上二叠统龙潭组煤层气资源丰富,具有多薄煤层群地质特点,是我国煤层气勘探开发的重要类型,正确认识其煤层气地质条件与有利开发层段,对指导该区煤层气勘探开发部署乃至提高南方多薄煤层地区煤层气地质认识具有重要意义。基于煤层气井实际资料,精细解剖了金佳区块龙潭组煤层气地质条件,综合优选了有利开发层段,开展了合层排采工程验证。结果表明,金佳区块龙潭组可采煤层多、层间距小、煤岩煤质好,以单层厚度1.3~3.5 m的中厚煤层为主;煤体结构较复杂,主煤层含气量较高,平均为14.57 m^(3)/t,含气饱和度较高,具备良好开采基础;煤储层微孔发育,煤层气吸附空间大;煤层顶底板主要为粉砂质泥岩,煤层气保存条件好;煤储层原始渗透率介于0.0157×10^(–3)~0.324×10^(–3)μm^(2)之间,储层压力在5.66~7.04 MPa之间。综合分析煤层厚度、含气性、渗透率及煤体结构等关键参数,优选出2个有利勘探开发目标,其中3#煤层为优质储层,10#煤层为较好储层。依据产层优质性与相近性组合原则,对优选的上煤组优质勘探目标层段进行合层排采工程试验,获得了稳定的气流产出,发挥了多煤层合采的资源优势,证实上煤组煤层气合采潜力较好,打破了该区煤层气资源长期“可见难取”的困局,实现了勘查试采重要突破。 展开更多
关键词 煤层气 地质条件 有利层段 优选 合采试验 龙潭组
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某复垦露天坑境界矿柱稳定性分析
3
作者 彭晨鑫 黄德镛 +2 位作者 段泽锋 史凯东 陈治宇 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第5期863-869,共7页
境界矿柱的稳定性是影响地下采场安全的重要因素,露天转地下开采过程中矿山境界矿柱的稳定对矿山的安全生产十分重要。以云南某铜矿为研究背景,该铜矿有复垦土层,境界矿柱的厚度为28 m,运用FLAC3D三维软件进行模拟分析。结果表明,境界... 境界矿柱的稳定性是影响地下采场安全的重要因素,露天转地下开采过程中矿山境界矿柱的稳定对矿山的安全生产十分重要。以云南某铜矿为研究背景,该铜矿有复垦土层,境界矿柱的厚度为28 m,运用FLAC3D三维软件进行模拟分析。结果表明,境界矿柱发生的最大竖直位移值为4.5 cm,最大拉应力为0.34 MPa,境界矿柱为稳定状态。同时使用K.B.鲁别涅依他公式法得到理论安全厚度为21.65 m,使用结构力学法计算得到理论安全厚度为21.61 m。矿山平均采场跨度为35 m的情况下,境界矿柱处于稳定状态,满足矿山安全生产的要求,为矿山境界矿柱设计施工提供科学指导,同时为相类似矿山提供一定的借鉴经验。 展开更多
关键词 复垦露天坑 境界矿柱 稳定性分析 数值模拟
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黔北正安地区安场向斜奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气富集规律
4
作者 吴松 冯冰 +5 位作者 于继良 蓝宝锋 李龙 王胜 沈家宁 李刚权 《岩性油气藏》 CAS 北大核心 2025年第1期182-193,共12页
四川盆地外缘黔北地区具有良好的页岩气勘探开发前景。基于测井、录井及分析化验等资料,对黔北正安地区安场向斜奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气储层特征及富集规律进行了分析。研究结果表明:①黔北正安地区安场向斜奥陶系五峰组—... 四川盆地外缘黔北地区具有良好的页岩气勘探开发前景。基于测井、录井及分析化验等资料,对黔北正安地区安场向斜奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气储层特征及富集规律进行了分析。研究结果表明:①黔北正安地区安场向斜奥陶系五峰组—志留系龙马溪组岩性主要为硅质页岩与硅质岩,孔隙类型主要为有机孔隙及粒间孔、粒内溶孔、晶间孔等无机孔隙与页理缝和构造缝及微裂缝等。岩石中总有机碳(TOC)为0.34%~6.65%,平均为3.69%,纵向上自下而上总体呈先增大后减小的趋势,平面上在向斜核部的TOC含量较高,呈环带状向四周降低。岩心含气的质量体积为1.6~6.2 m^(3)/t,平均为3.9 m^(3)/t,龙马溪组总含气量垂向上随着深度的增加而增加,平面上从向斜中部向南北两端逐渐降低,从向斜核部向两翼逐渐降低。矿物脆性指数总体较高,具有很好的可压裂性。②研究区五峰组—龙马溪组为“陆棚边缘、改造残留、向斜浅埋”的独特地质背景,其有利的沉积环境及古生产力为页岩气富集成藏奠定了基础,良好的保存条件避免了页岩储层中天然气的大量逸散,上覆的新滩组盖层与下伏的宝塔组底板形成了“上盖下堵”的封堵组合。③盆外残余向斜页岩气在向斜中心明显富集,核部是页岩气聚集的有利位置,两翼低角度逆断层遮挡处也是页岩气的有利富集部位,微裂缝的发育有利于页岩气的聚集与稳产,因此中浅层残余向斜的井位部署应重点考虑“宽、缓、深”的核心部位。 展开更多
关键词 页岩气 储层特征 脆性指数 上盖下堵 断层遮挡 核部富集 奥陶系五峰组—志留系龙马溪组 安场向斜 黔北地区
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黔西南盘江矿区中煤阶煤孔隙结构综合表征及多尺度分形特征
5
作者 胡永忠 徐再刚 邓恩德 《特种油气藏》 北大核心 2025年第2期33-41,共9页
为探究黔西南盘江矿区二叠系龙潭组中煤阶煤孔隙结构及孔径分形特征,通过高压压汞实验、低温氮气吸附实验对孔隙结构进行精细表征,基于分形理论对比分析中煤阶煤孔隙结构的多尺度特征。结果表明:研究区中煤阶煤微孔和小孔较为发育,孔隙... 为探究黔西南盘江矿区二叠系龙潭组中煤阶煤孔隙结构及孔径分形特征,通过高压压汞实验、低温氮气吸附实验对孔隙结构进行精细表征,基于分形理论对比分析中煤阶煤孔隙结构的多尺度特征。结果表明:研究区中煤阶煤微孔和小孔较为发育,孔隙开放程度与连通性较好,孔隙分形特征较为显著;中煤阶煤综合分形维数可较好地反映中煤阶煤的变质程度,并与兰氏体积和兰氏压力呈现一定的正相关性,在一定程度上反映了煤层气赋存情况与解吸难易程度,即中煤阶煤分形维数越大,越有利于煤层气的开发与利用。该研究结论可为研究区后续的勘探开发工作提供数据和理论支撑。 展开更多
关键词 中煤阶煤 孔隙结构 分形理论 高压压汞 氮气吸附 盘江矿区
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黔西煤储层孔隙结构特征与储气性研究:以戴家田煤矿D1井为例 被引量：3
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作者 包庆林 邓恩德 +1 位作者 马子杰 姜秉仁 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1532-1544,共13页
煤储层的微观孔隙是烃类气体赋存的主要位置,其微观孔隙结构特征对储气能力具有重要影响。研究煤储层孔隙及储气性对煤层气开采层段选取和瓦斯治理保护层选择具有基础性意义。黔西地区煤炭及煤层气资源丰富,但尚未见对煤储层孔隙结构特... 煤储层的微观孔隙是烃类气体赋存的主要位置,其微观孔隙结构特征对储气能力具有重要影响。研究煤储层孔隙及储气性对煤层气开采层段选取和瓦斯治理保护层选择具有基础性意义。黔西地区煤炭及煤层气资源丰富,但尚未见对煤储层孔隙结构特征及储气性研究。基于此,本文选取黔西织纳煤田戴家田矿D1井的二叠系龙潭组煤岩样品为研究对象,综合运用场发射扫描电镜、高压压汞、低温N_(2)吸附及高温等温吸附等实验手段,对各煤层孔隙结构特征进行分析,并探讨煤储层孔隙结构特征对储气性的影响。结果表明研究区龙潭组煤储层微观孔隙类型多样,微孔、小孔、中孔和大孔均有发育,且不同煤样孔隙的种类、形态和成因类型存在差异,微孔的比表面积与CH_(4)最大吸附气量和现场解吸气量均呈现一定的正相关性,对CH_(4)吸附能力起到决定性作用。此次研究发现研究区14煤和27煤储气性较好,资源潜力较大,可考虑作为煤层气地面开采优质层段。 展开更多
关键词 黔西地区 龙潭组 煤层气 孔隙结构 储气性
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煤矸石山人工造土造地绿化先导试验研究 被引量：4
7
作者 周洪 徐再刚 +15 位作者 白冰 包庆林 王明仲 崔银祥 朱克仁 支太阳 林钱成 文永进 韦天林 龙书云 刘芳 雷宏武 刘文廷 邹炎 秦剑桥 陈驰清 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期260-266,共7页
人工造土造地是近年来提出的一种煤基固废大规模处置利用的新型技术路线,用于煤炭矿山绿化和生态修复具有较大的潜力。通过从室内到室外逐步放大的试验研究有利于验证该技术的可行性,并减少其不确定性和风险。本次先导试验研究为在贵州... 人工造土造地是近年来提出的一种煤基固废大规模处置利用的新型技术路线,用于煤炭矿山绿化和生态修复具有较大的潜力。通过从室内到室外逐步放大的试验研究有利于验证该技术的可行性,并减少其不确定性和风险。本次先导试验研究为在贵州盘南煤炭公司所属的响水煤矿庙田矸石山开展的煤基固废人工造土造地绿化现场示范项目的第一阶段,介绍了前期勘察、检测化验以及室内人工造土作物种植试验等可行性研究工作,并重点介绍了现场先导试验的研究过程和结果。结果表明:箭舌碗豆在响水煤矿煤矸石人工造土中可快速生长,可作为室内人工造土作物种植试验的检验作物;先导试验完成人工造土先导试验区面积约764 m^(2)的种植工作和天然土壤对比区面积约349.2 m^(2)的种植工作,种植植物黑麦草出苗快、长势好,绿化率接近100%,先导试验区优于对比区,证明了人工造土造地技术路线在矿山绿化和生态修复应用上的可行性。该研究可为煤矸石山人工造土造地的其他更多应用提供借鉴。 展开更多
关键词 煤炭矿山 生态修复 绿化 人工造土造地 煤矸石山 煤基固废 先导试验
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煤层气暂堵用超支化聚合物的研制与评价 被引量：3
8
作者 黄万龙 刘瀚宇 +1 位作者 赵明芳 伍海宪 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第4期487-494,共8页
针对煤层气开采过程中的储层损害问题,基于暂堵储层保护理论,以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酐及叔羧基甜菜碱为原料,研制了一种超支化聚合物暂堵剂MTA,并评价了其综合性能。红外图谱表明,3种单体已成功共聚,其热分解温度高达252℃;理化... 针对煤层气开采过程中的储层损害问题,基于暂堵储层保护理论,以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酐及叔羧基甜菜碱为原料,研制了一种超支化聚合物暂堵剂MTA,并评价了其综合性能。红外图谱表明,3种单体已成功共聚,其热分解温度高达252℃;理化性能分析表明,MTA的分子量为6×10^(4),胺值为17.52,溶液为碱性,平均粒径在0.69~3.32μm;MTA减缓压力传递性能远优于常用封堵剂,抑制黏土膨胀性能与聚胺抑制剂相当,可使黏土层间距由1.92 nm降低至1.58 nm;MTA在压差作用下封堵岩石微孔隙,阻止水进入地层,并通过电荷作用吸附在岩石表面,形成层状结构阻止水分子向岩石渗透。结果表明,MTA与工作液其他处理剂具有良好的配伍性,可使工作液砂盘滤失量降低41.2%;在150℃下,MTA工作液具有优异的持效性和抗污染性能,可耐10%NaCl、5%CaCl_(2)或10%劣质土,其岩心渗透率恢复值可达87.3%,综合性能优异。MTA工作液现场应用,井径扩大率小于5%,具有优异的井壁稳定效果。 展开更多
关键词 暂堵剂 封堵性能 抑制性能 储层保护
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不同植被对煤矿复垦区域土壤真菌多样性和酶活性的影响 被引量：4
9
作者 游萍 肖群英 +2 位作者 薛晓辉 刘贤 戴志东 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期2167-2179,共13页
为了评价不同植被对煤矿废弃地复垦区土壤生态修复的效果,本研究开展了桃树、杉树、李树等植被对复垦区土壤酶活性和真菌种群多样性的影响分析。结果表明:(1)不同植被下,脲酶、酸性磷酸酶和转化酶的活性差异显著。脲酶在对照中最高,桃... 为了评价不同植被对煤矿废弃地复垦区土壤生态修复的效果,本研究开展了桃树、杉树、李树等植被对复垦区土壤酶活性和真菌种群多样性的影响分析。结果表明:(1)不同植被下,脲酶、酸性磷酸酶和转化酶的活性差异显著。脲酶在对照中最高,桃树最低;酸性磷酸酶活性对照最高,杉树(0~20、40~60 cm)和桃树(20~40 cm)土壤中最低,且一般情况下酶活性随土层加深而降低,具有表聚性,但不同植被和不同土层的转化酶活性的变化表现不同;该区域土壤的pH随土层加深增高,最高为5.67,均呈酸性,除对照外,均表现出一定程度的差异性。(2)不同植被下,所有土壤样品的真菌种群优势门均为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、毛霉菌门(Mucoromycota),季也蒙酵母属(Meyerozyma)和芽枝霉属(Cladosporium)为所有土壤样品都具有的优势属,而孢霉属(Mortierella)仅在柳树土壤中不是优势属,青霉菌属(Penicillium)、绿核菌属(Ustilaginoidea)是李树土壤中的优势属;盘菌属(Tricharina)是杉树土壤中的优势属;刺毛四枝孢(Tetracladium)是对照土壤中的优势属。通过综合非度量多维尺度分析(Non-metric multidimensional scaling, NMDS)表明,不同植被的土壤真菌群落组成差异较大,柳树0~20 cm、杉树20~40cm、对照40~60cm土壤中的真菌数量和多样性较丰富,其中桃树土壤中的真菌丰富度和多样性相对较低。本研究结果可以为其他煤矿复垦区域土壤生态修复研究提供借鉴。 展开更多
关键词 煤矿废弃地 高通量测序 真菌 多样性 群落组成 土壤酶
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