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基于多场信息融合的采动覆岩宏-细观损伤演化及“两带”发育位置判识
被引量：
2
1
作者
魏江波
王双明
+6 位作者
刘浪
蔚保宁
种德雨
刘智振
李东奎
庄登登
周静
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第4期128-140,共13页
【目的】黄河中游煤炭开采区采动覆岩破坏特征与“两带”空间结构演化是采空区注浆充填开采领域亟需破解的关键难题。【方法】为准确判识采动覆岩“两带”发育位置,以陕北凉水井煤矿42205工作面为地质原型,根据现场钻孔资料,采用颗粒流...
【目的】黄河中游煤炭开采区采动覆岩破坏特征与“两带”空间结构演化是采空区注浆充填开采领域亟需破解的关键难题。【方法】为准确判识采动覆岩“两带”发育位置,以陕北凉水井煤矿42205工作面为地质原型,根据现场钻孔资料,采用颗粒流离散元方法构建采煤数值模型,模拟分析采动覆岩微裂隙发育、破断岩块分布、垂向位移变化、力链结构演化和空隙率演化等采动覆岩损伤特征和规律,综合判识采动覆岩“两带”发育位置和形态,结合现场实测对比验证模拟结果的准确性和可靠性,提出基于宏-细观多场信息融合的采动覆岩“两带”发育位置精准判识方法。【结果和结论】结果表明:(1)采动覆岩微裂隙发育数量随着工作面推进呈正相关关系,且表现为先幂指数增长后线形增长的两阶段特征;在基载比接近1.0且采动覆岩“上三带”完整条件下,采动覆岩破断岩块平均长度随岩层高度的增大呈非线性对数增长特征。(2)采动覆岩强力链拱随工作面的不断推进,其高度先增大后趋于稳定,而跨度同步工作面推进速度;受覆岩载荷不断增大,强力链拱的破坏是岩层破断致使导水裂隙带发育高度增大的内在原因;强力链拱内强力链结构自下而上表现出垂向密集分布和近水平稀疏分布的双区段特征。(3)采动覆岩空隙率与岩层高度呈负相关关系,垮落带沿两侧松散区向中部压实区,采动覆岩空隙率平均由30%逐渐非线性减小至10%左右;融合多源信息综合判识采动覆岩导水裂隙带发育高度平均为69.00 m,裂采比平均为19.71,垮落带发育高度平均为19.63 m,垮采比平均5.61;采动覆岩导水裂隙带形态呈“正梯形”特征。该研究结果相较于传统单因素分析方法具有较高的准确性,其在工程应用方面可为黄河中游采空区垮落带矸石浆体高效充填空间精准计算提供科学依据。
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关键词
采动损伤
多场信息融合
力链
空隙率
“两带”发育位置
数值模拟
黄河中游
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职称材料
固废生态修复材料种植实验研究
2
作者
张新福
潘浩
+5 位作者
苟科学
敬毅
李明
付世雄
杨军军
王若帆
《中国煤炭》
北大核心
2025年第9期187-198,共12页
煤矸石等大宗固废占用大量土地并引起环境破坏,规模化处置需求迫切,将煤矸石用于贫瘠土壤改良及矿区土壤修复,可以实现以“废”治“荒”的资源化利用。因此,研究了4种固废结构性质、酸碱性及种植效果,明确了各固废对植被生长影响规律,...
煤矸石等大宗固废占用大量土地并引起环境破坏,规模化处置需求迫切,将煤矸石用于贫瘠土壤改良及矿区土壤修复,可以实现以“废”治“荒”的资源化利用。因此,研究了4种固废结构性质、酸碱性及种植效果,明确了各固废对植被生长影响规律,研究发现,加工后的煤矸石与黄土密度比重接近,孔隙结构满足植被生长需求,对植被生长具有促进作用,可作为土壤改良基本材料;粉煤灰、脱硫石膏、污泥依据其毛管孔隙丰富保水性的特性以及植被生长影响规律,可作为低掺量添加剂调控土壤结构。研究同时发现,针对榆林矿区贫瘠土壤不能采用简单的优质土壤覆盖方式,而需针对当地土壤及环境条件进行生态修复。
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关键词
大宗固废
煤矸石
土壤改良
生态修复
综合利用
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职称材料
题名
基于多场信息融合的采动覆岩宏-细观损伤演化及“两带”发育位置判识
被引量：
2
1
作者
魏江波
王双明
刘浪
蔚保宁
种德雨
刘智振
李东奎
庄登登
周静
机构
陕西
省煤炭绿色开发地质保障重点实验室
西安科技大学地质与环境学院
西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院
西安科技大学
能源
学院
陕西能源凉水井矿业有限责任公司
出处
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第4期128-140,共13页
基金
国家自然科学基金项目(52304152)
中国博士后科学基金项目(2024MD753979)
陕西省博士后科研项目(2024BSHSDZZ 210)。
文摘
【目的】黄河中游煤炭开采区采动覆岩破坏特征与“两带”空间结构演化是采空区注浆充填开采领域亟需破解的关键难题。【方法】为准确判识采动覆岩“两带”发育位置,以陕北凉水井煤矿42205工作面为地质原型,根据现场钻孔资料,采用颗粒流离散元方法构建采煤数值模型,模拟分析采动覆岩微裂隙发育、破断岩块分布、垂向位移变化、力链结构演化和空隙率演化等采动覆岩损伤特征和规律,综合判识采动覆岩“两带”发育位置和形态,结合现场实测对比验证模拟结果的准确性和可靠性,提出基于宏-细观多场信息融合的采动覆岩“两带”发育位置精准判识方法。【结果和结论】结果表明:(1)采动覆岩微裂隙发育数量随着工作面推进呈正相关关系,且表现为先幂指数增长后线形增长的两阶段特征;在基载比接近1.0且采动覆岩“上三带”完整条件下,采动覆岩破断岩块平均长度随岩层高度的增大呈非线性对数增长特征。(2)采动覆岩强力链拱随工作面的不断推进,其高度先增大后趋于稳定,而跨度同步工作面推进速度;受覆岩载荷不断增大,强力链拱的破坏是岩层破断致使导水裂隙带发育高度增大的内在原因;强力链拱内强力链结构自下而上表现出垂向密集分布和近水平稀疏分布的双区段特征。(3)采动覆岩空隙率与岩层高度呈负相关关系,垮落带沿两侧松散区向中部压实区,采动覆岩空隙率平均由30%逐渐非线性减小至10%左右;融合多源信息综合判识采动覆岩导水裂隙带发育高度平均为69.00 m,裂采比平均为19.71,垮落带发育高度平均为19.63 m,垮采比平均5.61;采动覆岩导水裂隙带形态呈“正梯形”特征。该研究结果相较于传统单因素分析方法具有较高的准确性,其在工程应用方面可为黄河中游采空区垮落带矸石浆体高效充填空间精准计算提供科学依据。
关键词
采动损伤
多场信息融合
力链
空隙率
“两带”发育位置
数值模拟
黄河中游
Keywords
mining-induced damage
multi-field information fusion
force chain
void fraction
locations of the caving and water-conducting fracture zones
numerical simulation
middle reaches of the Yellow River
分类号
TD323 [矿业工程—矿井建设]
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
固废生态修复材料种植实验研究
2
作者
张新福
潘浩
苟科学
敬毅
李明
付世雄
杨军军
王若帆
机构
中煤
能源
研究院
有限责任公司
陕西能源凉水井矿业有限责任公司
山西临县华润联盛黄家沟煤业
有限
公司
西安科技大学
能源
与
矿业
学院
出处
《中国煤炭》
北大核心
2025年第9期187-198,共12页
基金
陕西省重点研发计划项目(2024CY2-GJHX-36)
西安市科协青年人才托举计划项目(959202413070)
中国中煤重大科技专项(20211BY002)。
文摘
煤矸石等大宗固废占用大量土地并引起环境破坏,规模化处置需求迫切,将煤矸石用于贫瘠土壤改良及矿区土壤修复,可以实现以“废”治“荒”的资源化利用。因此,研究了4种固废结构性质、酸碱性及种植效果,明确了各固废对植被生长影响规律,研究发现,加工后的煤矸石与黄土密度比重接近,孔隙结构满足植被生长需求,对植被生长具有促进作用,可作为土壤改良基本材料;粉煤灰、脱硫石膏、污泥依据其毛管孔隙丰富保水性的特性以及植被生长影响规律,可作为低掺量添加剂调控土壤结构。研究同时发现,针对榆林矿区贫瘠土壤不能采用简单的优质土壤覆盖方式,而需针对当地土壤及环境条件进行生态修复。
关键词
大宗固废
煤矸石
土壤改良
生态修复
综合利用
Keywords
bulk solid wastes
coal gangue
soil improvement
ecological restoration
comprehensive utilization
分类号
X171.4 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多场信息融合的采动覆岩宏-细观损伤演化及“两带”发育位置判识
魏江波
王双明
刘浪
蔚保宁
种德雨
刘智振
李东奎
庄登登
周静
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
固废生态修复材料种植实验研究
张新福
潘浩
苟科学
敬毅
李明
付世雄
杨军军
王若帆
《中国煤炭》
北大核心
2025
0
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职称材料
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