本實用新型公開了一種礦用支護多參數測試儀,主要由平板電腦、壓力溫度一體傳感器和溫濕度大氣壓傳感器組成,所述的平板電腦的右側設置有溫度一體傳感器,所述的平板電腦上方設置有溫濕度大氣壓傳感器,所述的溫濕度大氣壓傳感器右側設置有壓力溫度一體傳感器,所述的壓力溫度一體傳感器通過無線組網通訊技術連接,所述的壓力溫度一體傳感器包括取壓頭、壓力敏感元件、信號采集板、折射發射板和第一電池組成,所述的取壓頭上端與壓力敏感元件相連接,所述的壓力敏感元件上端設置有信號采集板,所述的信號采集板中間設置有折射發射板,所述的溫濕度大氣壓傳感器包括探頭、主板、射頻發射板和第二電池。
本發明公開了一種深部礦山水熱型地熱能與煤層協同開采工作面設計方法,首先,在煤層開采工作面上加設地熱能開采系統,形成熱?煤協同開采工作面;具體為:所述地熱能開采系統包括在煤層開采工作面的沿空留巷內平行布置的鉆孔排組及與之連接的提取存儲裝置,所述鉆孔排組由提取鉆孔排組與存儲鉆孔排組間隔組成,每一鉆孔排組由數個鉆孔間隔組成,由沿空巷道沿垂直方向實施鉆孔到鄰近含水層。本發明設計方法簡單、實用,可為深部礦山水熱型地熱能與煤層協同開采工作面及鉆孔設計提供理論設計及工程技術應用指導,促進我國深部能源的多元協同清潔綠色開發,具有廣闊的應用前景。
本發明公開了一種礦井通風系統輔助設計方法,包括以下部分:第一部分:礦井通風系統可靠性分配設計平臺,根據使用方提出的可靠性指標,分配到各子系統。第二部分:礦井通風系統改造方案優選平臺,根據對礦井通風系統現狀的調查分析,對礦井通風系統改造方案進行。第三部分:礦井通風系統可靠性評價平臺,根據礦井通風系統當前狀況,判斷各個影響通風系統整體因素的好壞程度,得到評價等級或可靠度。第四部分:礦井通風系統的預警平臺,根據礦井通風系統實時數據的采集,及時地對礦井通風系統的安全性進行監測,并給出預警提示。本發明可對礦井通風系統的設計進行相關的優化及評價,大大提高了效率和準確性,為礦井通風系統的正常運行提供了保障。
一種煤礦近松散含水層開采上限評價及開采危險性評價方法,屬于煤礦開采的評價方法。在煤礦地質水文地質特征的系統分析基礎上,構建煤礦近松散含水層煤層提高開采上限的評價指標體系,包括開采煤層上覆覆巖厚度、松散層底部含水層富水性及其厚度、地質構造、主要隔水層厚度、開采覆巖破壞高度六個主控因素,應用三維GIS對地質數據進行采集、分析,利用ArcGIS的三維分析擴展模塊3D?Analyst對各個因素進行三維空間量化分析,首先創建TIN三角模型,然后轉換為DEM,生成GRID可三維分析計算的數學模型,建立各個主控因素TIN與DEM信息層圖。采用三維GIS方法,真實刻畫了近松散含水層提高開采上限受控于多因素且具有非常復雜的空間分布特征,解決了開采上限評價預測的難題。
一種多源數據監測礦區形變的時空特性及越界開采識別方法,步驟包括:首先利用合成孔徑雷達(SAR)獲取并優化處理數據,然后將多衛星平臺的SAR數據監測數據融合得到沉降結果圖,在融合后的沉降結果圖中針對被測礦區中“大形變區域”或“失相干區域”進行補充監測,統一多衛星平臺數據監測結果坐標,最后反演礦區地表形變的時空特性,從而識別越界開采區域。其方法簡單,計算量小,可以有效的反演礦區地表沉降的時空特性,且識別效率高,在維護礦山開采秩序、保障礦山安全、保護礦山生態環境方面具有重要的理論價值與廣闊的應用前景。
本發明公開了一種基于地表不變特征的礦區DEM變化檢測方法,通過對點、線、面等地形特征基元的相似度測量,建立適合礦區地形特點的地表不變特征判斷規則,不僅能夠為DEM的變化檢測提供準確的基準信息,且能夠為DEM配準法方程的建立與平差解算提供初始與基準參數,繼而實現DEM的變化信息解算;引入礦區地表不變特征建立顧及DEM地形結構的配準模型,將地表不變特征和特征的幾何約束用于構建DEM配準模型,既可以顧及地形幾何特點,又可以提高配準準確性;利用地形特征基元相似度測量方法可實現對地表不變特征判斷與變化特征的同步提取,特別適用于地形復雜多變的礦區。
一種礦井突水實時監測方法及系統,屬于礦井突水監測方法及系統。系統包括:突水源探測器、隔水頂板監測器、煤層含水監測器、涌水量監測器、水質監測器、多路數據集控器、網關、工業以太網和監測主機;突水源探測器、隔水頂板監測器、煤層含水監測器、涌水量監測器和水質監測器均與多路數據集控器的輸入端連接,多路數據集控器的輸出端通過網關和工業以太網與監測主機通訊;方法是:突水源探測器、隔水頂板監測器、煤層含水監測器、涌水量監測器和水質監測器五種監測信號均通過多路數據集控器、網關和工業以太網到達監測主機,監測主機對所有接收到的信號分別進行分析,全面監測礦井突水的危險源和前兆信息,對礦井突水實時監測進行預警。
本發明公開了一種采動巖層應力演化數值反演及應力路徑等效轉換方法,屬煤炭開采技術領域。首先建立相應數值模型并設置監測點;然后反演煤層開挖、頂板垮落、矸石堆積等動態過程,獲得煤層開采全過程中頂板、底板應力演化規律,頂板垂直和水平應力整體呈現相反的變化規律,而底板垂直和水平應力則呈現相同的變化規律;根據垂直、水平應力同步變化規律,總結得到采動頂、底板應力路徑特征:最后通過等效轉換方法將垂直應力和水平應力等效為軸壓和圍壓,將頂、底板應力演化過程等效轉換為三軸加卸載應力路徑。充分體現了煤層開采全過程中頂板、底板的應力演化規律,將采動應力演化等效轉換為實驗室加、卸載應力路徑,能夠更好的指導現場工程實踐。
本發明公開了一種深部礦山地熱能與煤炭資源流態化協同開采方法,包括采用深部原位無人智能盾構機進行煤炭資源采掘作業,開采后的煤粉經螺旋輸送機與管路系統流態傳輸至地表;采用條帶式、房柱式等部分開采方法,利用深部原位無人智能盾構機對煤層鄰近薄煤線或較軟弱地熱能儲層進行開采,構筑地熱能存儲空間;開采后的地熱能儲層巖粉添加粉煤灰、水泥等膠結料后,經泵送管路系統流態化傳輸至煤層工作面采空區進行充填作業;地熱能儲層空間構建后,鋪設冷水回灌與熱水提取管路,構筑區域隔離擋墻,形成地熱能循環開采系統;從而達到深部礦山地熱能與煤炭資源的流態化協同開采目的。本發明可實現深部礦山資源的流態化綜合開發,具有廣泛的應用前景。
本發明提出一種房式采煤法采空區遺留煤柱充填加固方法,通過房式采煤法采空區遺留煤柱賦存特征,以及煤巖體的物理力學參數,進行數值分析確定遺留煤柱需要加固的區域及范圍,通過地面鉆井自流自滯、多次充填膠結充填材料的方式,形成采空區支撐柱,對多個局部區域的遺留煤柱進行定點加固。本發明通過在遺留煤柱加固區域鉆井,使膠結充填材料自流自滯,在遺留煤柱加固區域形成采空區支撐柱,降低了附近的遺留煤柱所承受的應力載荷;多個遺留煤柱加固區域循環作業,各工序之間互不干擾;對多個局部區域的遺留煤柱進行定點加固;結構簡單,作業高效,設備投入少,施工成本低,加固效果好,安全性高。
本發明公開了一種尾礦充填凝膠粉及其制作方法,屬建筑材料技術領域。它是由熟料、石膏、尾礦、?;郀t礦渣、瓷土為原料加化學激發劑制成,所述各原料的質量百分比為:熟料15-35%、石膏3-10%、尾礦20-40%、?;郀t礦渣25-50%、瓷土5-20%;所述的化學激發劑的用量為原料總量的0.05-0.15%。利用尾礦、?;郀t礦渣、瓷土,經科學的成份校正互補,激發尾礦、?;郀t礦渣、瓷土的潛在活性。提高耐磨系數。節約替代原生資源,有利于推動循環經濟發展和減少污染保護生態環境。生產過程中不產生對環境的進一步污染。
本發明公開了一種煤層為主含水層的煤層涌水量動態監測系統及方法,系統包括二維相似模擬平臺、供水系統、涌水量監測系統和應力監測系統,通過采用物理相似模擬試驗方法構建采動煤層的涌(突)水模型,結合自行設計的注水及涌水量監測系統及應變監測儀和數字照相技術,對垮落法開采條件下的煤層的水壓變化、覆巖的移動變形與裂隙發育過程等進行監測和記錄,建立煤層為主含水層開采中的礦壓分布特征及與煤體涌水量間的關系。實現了流固耦合作用下煤層為主含水層的物理相似模擬,豐富了特殊水文地質結構礦區的高強度安全開采的理論及其技術體系,促進了礦產資源開發的快速、全面發展。
一種保水采煤礦井/礦區等級劃分方法,屬于煤炭開采領域,解決了現有技術中無法直觀的對礦區內各礦井進行保水采煤等級劃分的問題。以礦井為計算單元,計算噸煤水資源量,根據噸煤水資源量分布與噸煤消耗水資源量的關系將研究區內的礦井劃分為不同類型,形成礦井噸煤水資源存儲量等級圖;根據淺表層水漏失量與淺表層水補給量關系確定的保護層厚度,將研究區內的礦井劃分不同環境工程地質模式,形成礦井環境工程地質模式分布圖;最終進行研究區礦井保水采煤礦井/礦區等級劃分。本發明使用的劃分方法簡單實用,針對性的對礦井保水采煤等級進行了直觀劃分,為礦區選擇開采方式提供了依據,對西北生態環境脆弱區保水采煤具有重要意義。
本發明提供一種傳感器分布安裝的智能檢測除塵系統和除塵方法,用于對采煤機進行除塵,包括控制模塊、除塵模塊和檢測模塊,控制模塊包括一個主控箱和若干分控箱,每個分控箱上均連接有信號接收器,采煤機上設置有信號發射器;檢測模塊包括連接在每一個分控箱上的粉塵濃度傳感器;除塵模塊包括主供水路管和若干連接在主供水路管上的分供水路管,分供水路管上連接有若干噴嘴并設置電磁閥,每個分供水路管均對應一個分控箱,每個分供水路管上的電磁閥與其對應的分控箱電連接。本發明克服了現有的采煤機塵源跟蹤噴霧降塵系統對粉塵清除不徹底、除塵水資源浪費的問題。
一種采場覆巖動態活動特征的綜合探測方法,根據井下工作面條件,在地表圈定出探測區域;在探測區域內,沿垂直于工作面推進方向布置測線,在所有測線上布置測點;將測氡儀的探杯倒置埋設于測點處地表土壤中進行脈沖計數;在工作面回風巷實體煤側上拐角處向頂板巖層中打長鉆孔,采用巖層鉆孔探測儀對覆巖活動狀況進行探測;在工作面液壓支架上安裝礦用數字壓力計,對液壓支架的工作阻力進行記錄,采用數字采集器將存儲的記錄結果進行采集;待所有探測工作完成后,采用數據線將探測結果分別上傳至筆記本電腦中,綜合對比三種方法的探測結果,即可分析得出采場覆巖的動態活動特征。該綜合探測方法可操作性強,效率高,具有廣泛的實用性和推廣性。
一種關閉井工礦地表沉陷預測方法,適用于煤礦井下使用。利用InSAR技術獲取關閉井工礦地表沉陷;構建關閉井工礦地表沉陷預測模型;基于InSAR監測結果反演模型參數;關閉井工礦地表沉陷預測方法。其預計精度高、模型參數少、流程操作簡單、易實現、技術含量高等優點,首次提出了關閉井工礦地表沉陷預測預計模型,填補了礦井關閉后地表沉陷預測預計方面的空白,延伸了現有開采沉陷理論與技術框架,為礦井關閉后地表沉陷的預測預計提供了技術手段。
本發明公開了一種市政工程施工用井蓋提起裝置,包括支腿、支撐板、支撐架、井蓋提升組件和沖洗組件,所述支撐板設于支腿上,所述支撐架設于支撐板上,所述井蓋提升組件設于支撐架上,所述沖洗組件設于支腿和支撐板上,本發明屬于市政施工用設備技術領域,具體是指一種市政工程施工用井蓋提起裝置。
本發明公開了一種礦山采選充+X開采模式,包含4種“采選充+X”開采模式:“采選充+留”、“采選充+處”、“采選充+抽”和“采選充+控”開采模式,所述“采選充+X”開采模式的選擇由實際工程需求所決定,首先根據礦井地質水文條件、礦井系統布置、礦井“采選充”能力要求和煤炭資源開采地點等因素確定“采選充”三大系統,然后根據礦井實際工程需求和技術難題,確定X生產系統,形成“采選充+X”開采模式,通過設計采空區充實率來滿足礦井實際工程需求,解決礦井資源開采中的技術難題,實現煤炭資源綠色、和諧、安全開采的目的,與原有“采選充”開采模式相比更加系統全面,有利于工程推廣應用。
本發明公開了一種耕地下采煤區域變形控制的地表沉陷疊加計算方法,屬于地表沉陷預測領域。將地表沉陷問題簡化為采空區下沉的高度,之后根據采空區間隔留下的垮落區空間以及充填體空間計算填滿垮落區后的地表沉陷高度,由于充填體在受力過程中會出現壓縮,因此根據充填體的充實率判斷充填體在受力后的壓縮空間,從而計算出充填體壓實空間產生的地表沉陷高度,將前后兩個地面沉陷高度相加即可獲得地下開采空間產生的地表沉陷的總高度。其計算步驟簡單,更符合實際情況,有效提高了區域巖層控制下地表移動和變形計算結果的精度,對實現煤糧復合區煤炭綠色開采和耕地協同修復治理有很強的指導作用。
本發明公開一種采動覆巖滲流隔離帶阻水穩定性控制方法,涉及煤礦開采領域。分析承載充填體的初始受力特征獲得承載充填體的初始損傷信息,利用蠕變方程計算連采連充承載充填體的長期變形規律;通過初始損傷以及蠕變變形規律是否超過充填體的設計變形量判斷承載充填體是否破壞失穩;根據需要修改開采參數或調整充填材料配比以提高承載充填體支撐強度,給出承載充填體第一次變形約束條件;通過判斷承載充填體的阻水穩定性給出承載充填體第二次變形約束條件,當承載充填體變形滿足自身承載穩定性與滲流隔離帶阻水穩定性的雙重約束條件時,即可實現采動覆巖滲流隔離帶阻水穩定性控制。步驟簡單,采動覆巖滲流隔離帶控制效果好,能夠快速便捷的實施。
一種基于熵權層次分析法的農用礦產資源安全評價方法。本發明公開了農用技術領域的首先通過對影響因素優選與數據處理,整理出諸多的影響因素,然后收集數據,然后層次分析法定量化分析,對影響因素分析建立層次結構模型,然后用熵值法修正權重,熵值越小,指標間差異性越大,指標就越重要,接著利用熵值計算各個指標客觀權重,然后計算安全程度得分,計算影響因素得分,最后對安全程度演化趨勢分析及原因分析,運用層次分析法能將其定量化達到精準判斷,結合基于已有客觀數據得出權重的熵值法能有效解決層次分析法偏重主觀性的缺點,能夠達到綜合評價的目的,最后根據不同指標的變化與結果給出建議。
本發明公開的高瓦斯工作面巷道結構、布置方法及其煤柱寬度確定方法,涉及回采工作面巷道布置技術領域。所述巷道結構多個工作面均布置雙U型巷道,相鄰兩工作面中,上一工作面軌道回風巷用作下一工作面瓦斯排放巷,上一工作面瓦斯排放巷用作下一工作面回風巷;下一工作面瓦斯排放巷朝向上一工作面的一側布置有高水材料巷旁充填體。該種巷道布置結構,極大地減少了接替工作面的巷道掘進量,緩減了礦井采掘接替緊張問題,同時回收了首采工作面的遺留煤柱,增加了經濟效益,避免了資源浪費。
本發明公開了一種煤礦固體充填開采再造地下儲水空間的方法,按照綜合機械化固體充填采煤技術方法進行工作設備選型、系統布置及充填采煤作業,工作面回采過程中進行兩側沿空留巷留設擋水壩體;通過矸石與風積沙等自然無污染的材料充填采空區,控制覆巖導水裂隙發育程度及采空區涌水量形成采空區充填儲水空間,達到地下水資源存儲與調用的功能。本發明可處理大量固體廢棄物,提高煤炭資源回收率,實現缺水礦區地下水資源的安全保護與循環再利用;該方法簡單、實用,經濟、社會效益明顯,具有廣泛的應用前景。
本發明公開了一種短壁開采法回收水體下邊角煤開采參數的確定方法,所述開采參數包括最大采高Mmax、采高m、隔離保護煤柱寬度l。首先在上覆巖層中確定隔水層,給定回采區域保護層厚度hb,確定煤層頂面距隔水層頂部的距離H和導水裂隙帶最大高度hmax,從而確定工作面最大采高Mmax,進而確定適應短壁開采的采高M。建立導水裂隙帶高度h、采高M和隔離保護煤柱寬度l關系數學模型,計算出隔離保護煤柱的寬度l。本發明是通過設計合理的短壁采場采空區隔離保護煤柱寬度,進而控制導水裂隙帶高度,實現水體下安全回收不規則邊角煤資源,其方法簡單易操作,同時大大提高了回收率,避免了資源的浪費,具有很強的實用性。
本發明公開了一種廢棄被淹煤礦礦井水熱儲潛能計算方法,屬于地熱資源開發和利用領域。選擇煤礦典型長臂開采工作面,根據工作面的各項參數計算采空區覆巖兩帶倒漏斗狀梯形結構體積,并根據兩帶平均碎漲系數/空隙率,計算出單個所選典型工作面采空區上覆兩帶空隙即儲水體積;調查廢棄煤礦基本參數,將井筒、巷道和采場工作面采空區的空隙儲水體積之和判斷為廢棄煤礦礦井水熱儲總體積;最后利用廢棄煤礦礦井水熱儲總體積通過熱力計算評估廢棄煤礦礦井水熱儲靜態潛能。該方法估計精準、誤差小,對廢棄礦井內部不同井、巷和采場情況綜合考慮,可用于快速估算廢棄礦井儲熱能力,為廢棄煤礦地熱開發利用過程中的抽水試驗和工程設計提供基礎數據參考。
本發明涉及一種全時空采掘過程的礦山應力場孿生建模同化系統及方法,屬于數字孿生同化反演技術領域。包括數字模型單元、物理模型單元及人機交互單元。數字模型單元有等比例三維地質模型、礦山歷史同化模型、可信數字孿生模型,物理模型單元涵蓋地層、礦井各采面巷道系統,人機交互單元有信息數據庫、軟件模擬監控界面。本發明通過軟件建立模型、同化技術優化模型運行、數字孿生技術互聯物理實體與虛擬模型,能夠建立與實際更貼合的面向全時空采掘過程的礦山地應力場孿生模型,同時根據真實物理場景監測數據,在虛擬空間模型中進行仿真預采,旨在掌握礦井采掘過程中應力場的時空演化規律,為礦井安全生產提供指導。
本發明公開了一種煤與共伴生礦產成套協調開發方式,先對煤與煤系共伴生礦產資源進行協同勘查,通過分析單礦種礦產的開采方式對礦產賦存特征與開采技術的要求,建立四種開發方式,井工?井工協調開發方式為煤炭和共伴生固體礦產均采用井工開發方式。井工?鉆采協調開發方式為煤炭采用井工開發方式,共伴生礦產采用鉆采開發方式。井工共采方式時,煤炭開采和共伴生固體礦產均采用井工開發方式,煤炭開采與共伴生固體礦產開采共用部分生產系統。露天共采方式時,煤炭開采與共伴生固體礦產均采用露天開發方式。上述協調開發方式可保障煤與共伴生礦產協調開采技術的通用性,提高共伴生礦產資源采出率。
一種基于CO2的礦井降溫及相變儲能提熱耦合系統,包括液態CO2儲罐以及與液態CO2儲罐連接的CO2蒸發換熱器,采用液態CO2作為制冷工質,利用CO2蒸發換熱器進行高效換熱,換熱后的冷風送至巷道及工作面,實現了礦井的降溫與熱害治理,氣化后的CO2直接封存到礦井采空區,實現了CO2的地質封存;封存的CO2作為煤炭開采區的滅火備用,提高了煤炭開采過程中的安全系數與應急救援效率;采用相變材料蓄存采空封存區高壓CO2的傳導熱量,有效降低了封存區壓力,提高了脈動熱管蒸發端換熱效率、能量儲存與利用效率,同時,通過脈動熱管將蓄存在封存區相變材料中的熱量提取到地面,節省了動力裝置,提高了系統的安全性與穩定性。
本發明公開了一種主動強化支護與主動卸壓防治沖擊地壓的方法,A、采用綜合指數法評價沖擊傾向性等級:利用綜合指數法確定區域為一般危險區及中等危險區;B、采用鉆屑法即時預測沖擊危險區域及確定卸壓鉆孔參數:確定一般危險區及中等危險區的鉆孔參數;C、根據不同沖擊危險性等級,確定大直徑卸壓鉆孔的布置方式后進行鉆孔:D、通過巷道支護系統形成“煤壁?錨桿?注漿封孔”的強化支護系統:E、監測強化支護系統的卸壓效果:直至達到所需的卸壓防沖的效果,同時滿足強化支護的性能。本發明在巷道掘進過程中,既能夠達到卸壓防治沖擊地壓的效果,又能增強煤壁的完整性,從而起到主動強化支護與主動卸壓防治沖擊地壓的目的。
本發明公開一種煤炭地下氣化實際采厚的計算方法,適用于煤炭地下氣化施工區域使用。首先通過資料或者檢測煤樣獲取待氣化區域的煤層的平均灰分率,之后通過煤層高度計算出氣化后自然產生的灰分厚度,對煤樣模擬氣化后產生的灰分進行壓力測試,從而模擬獲得待氣化區域的灰分壓縮率,最終根據煤層厚度、煤層平均灰分率、實際上覆巖層壓力及灰分壓縮率計算煤炭地下氣化實際采厚。其計算步驟簡單,更符合實際情況,有效提高使覆巖裂隙發育高度和地表沉陷預測結果的精度,保證建筑物及水體下煤炭資源安全氣化開采,對實際工作具有很強的指導作用。
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