《矿业科学学报》“矿井地质灾害隐患透明化”专题

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《矿业科学学报》“矿井地质灾害隐患透明化”专题

来源：矿业科学学报

《矿业科学学报》，双月刊，创刊于2016年，是由教育部主管，中国矿业大学（北京）主办，煤炭工业出版社出版的综合性中文学术期刊。

行业视野: 地质
类别; 68个
关键词; 67位
专家; 14篇
论文; 166IP
点击量; 1次
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煤矿地学大数据智能湖仓系统建设与应用

作者(Author)：耿恒高, 彭苏萍, 王占刚, 许娜, 许献磊, 杜文凤

摘要：为满足煤矿智能化发展过程中对海量、多源、异构数据高效管理与应用的需求，提出基于多种大数据技术的煤矿地学大数据智能湖仓系统。针对多源异构煤矿地学数据的高效索引需求，提出基于希尔伯特曲线与GeoHash编码的时空分类方法，将时间、空间、分类等多维属性进行统一编码，降低数据索引维度，提升数据检索效率。智能湖仓系统的构建不仅提高煤矿地学数据的整合与利用效率，还为煤矿企业的数字化转型与透明化发展提供重要实践经验，推动煤矿行业向智能化、透明化、高效化方向迈进。

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矿业科学学报

2025年第01期

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矿井钻孔雷达定向探测技术研究

作者(Author)：许献磊, 朱小松, 李涛涛, 刘芳奕, 梁鹏

摘要：为解决常规钻孔雷达受雷达波传播特性和复杂矿井地质条件影响，难以对钻孔周围目标体进行定向探测的问题，开展矿井定向钻孔雷达天线技术及定向探测方法的研究。首先，通过辐射面和屏蔽结构的仿真设计，优化天线结构，提高天线的聚焦辐射能力，并有效降低矿井环境中的信号干扰。其次，通过电阻加载仿真分析，实现天线阻抗匹配，提高天线的辐射效率，并优化天线的结构参数，最终选定辐射面张角为60°，屏蔽壳高度为40 mm。然后，构建钻孔雷达定向识别模型，提出基于振幅谱比法确定矿井孔中异常方位角的探测方法。矿井实验结果表明，该定向钻孔雷达能够准确探测并识别煤岩界面及断层小构造的径向探测深度、离孔口距离和相对钻孔方位，探测深度误差不超过0.01 m，目标方位与实际方位的偏差小于1°。

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2025年第01期

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地下煤火探测技术及工程应用综述

作者(Author)：赵禹深, 许献磊, 曹仕龙, 朱鹏桥

摘要：地下煤火对煤炭资源及环境造成严重影响，而火区位置的精准探测是开展煤火治理工作的前提和关键。在研究煤火形成过程基础上，结合文献调研、数值分析、物理实验、现场勘测等方法，深入开展地下煤火探测技术及工程应用的相关研究。首先，详细介绍现有不同煤火探测技术的原理及特点，并分析和总结其优劣。然后，结合实际案例，阐述各探测技术的研究及工程应用现状，揭示现阶段地下煤火探测存在的问题。在此基础上，提出未来煤火探测的研究重点与发展方向。研究结果可为我国地下煤火的科学研究和防治提供重要技术支撑。

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2025年第01期

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煤矿采区三维地震资料连片处理关键技术及其应用

作者(Author)：王忠伟, 崔晓芹, 杜文凤, 孙庆华

摘要：针对煤矿不同盘区三维地震资料采集参数和施工条件的不一致问题，分析了三维地震资料连片处理的主要技术难点，提出了三维地震资料连片处理解决方法，建立了三维地震资料连片处理流程。在统一观测系统下，将静校正和剩余静校正相结合，对不同盘区数据静校正量进行计算，实现全区静校正处理。叠前组合去噪方法采用分类、分步、分频、分域和分时处理，有针对性地压制噪声，来提高地震资料信噪比。采用地表一致性振幅补偿方法，消除炮点和检波点变化所造成的地震波能量在空间上的差异，实现全区地表一致性振幅均衡。建立合理的偏移速度场，通过叠前时间偏移，获得波组特征明显、反射波与断面波合理归位的偏移数据体。实际地震资料处理结果表明，所建立的三维地震资料连片处理技术与流程可有效消除不同盘区地震数据的不一致性，提高不同盘区边界处地震资料的处理质量。

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2025年第01期

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融合概率积分法与SBAS-InSAR的开采沉陷计算方法

作者(Author)：丁星丞, 李培现, 康新亮, 王明亮, 张涛, 郝登程

摘要：针对开采沉陷概率积分法参数反演过程中存在容易陷入局部最优解、反演结果无法准确预计边缘沉降的问题，提出将蜣螂优化算法应用于概率积分法参数反演，结合SBAS-InSAR沉降监测值获取矿区整体沉降信息。首先依据SBAS-InSAR技术监测形变的梯度信息获取可靠的矿区小梯度形变区域沉降值；然后将寻优能力强、准确度高的蜣螂优化算法应用于概率积分法参数反演，计算获取矿区大梯度形变区域沉降值；最后基于距离平方加权法将概率积分法预计沉降值与SBAS-InSAR沉降监测值融合计算，得到开采沉陷变形信息。以山西省古交市马兰矿10604工作面作为研究对象，采用实地62个水准监测点数据与25景Sentinel-1A数据进行实验分析。结果表明，蜣螂优化算法参数反演结果优异，数据融合后可获取准确的沉降信息，计算精度相对于单独使用SBAS-InSAR和概率积分法分别提高59 % 与32 %。

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2025年第01期

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基于PSO-XGBoost的煤层断层智能识别方法研究

作者(Author)：林朋, 孙成, 任珂, 刘育林, 李阳

摘要：为进一步提高地下断层识别准确率和解释效率，使用极限梯度提升树(XGBoost)机器学习算法对煤层断层进行智能识别，并结合粒子群算法(PSO)优化模型相关参数，构建基于PSO-XGBoost的断层构造识别模型。建立正演模型对PSO-XGBoost模型进行检验，并基于滇东矿区采集的实际数据对比分析PSO-XGBoost模型与PSO-RF、PSO-SVM模型的分类预测性能，选择准确率和对数损失值作为评价分类器预测模型的主要指标评价各模型的准确度。结果表明，基于PSO-XGBoost的模型在断层构造识别中展现出较高的准确率和更好的稳定性。

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2025年第01期

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巨厚砂岩下采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律研究

作者(Author)：谭毅, 张少普, 何满潮, 郭文兵, 丁国利, 王宇, 程浩, 李辉

摘要：采动覆岩裂隙演化高度及分布形态是顶板水害防治重要参数之一。以内蒙古某矿3105工作面为工程背景，基于数值模拟、分形几何理论及微震事件三维空间分析明晰采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律。结果如下：①采动覆岩裂隙场呈现“裂隙产生-发育演化-局部压实-周期扩展-大部压实”动态演化规律，采动裂隙网络场发育、扩展、穿透演化分形特征；②阐明了采动覆岩失稳破断、运移与微震事件局部“高频次-大能量”集中区时空演化规律，“高频次-大能量”与“低频次-小能量”集中区呈现周期分布，同工作面周期来压特征相吻合，微震事件集中区发生位置普遍超前工作面80~120 m；③数值模拟采动覆岩裂隙演化高度与微震监测所得结果基本一致；④倾向高位岩层微震事件“高频次-大能量”与“低频次-小能量”集中区呈现两端高、中间低“类马鞍形”分布，走向高位岩层微震事件能量集中区呈现“椭球状”分布，数量集中区呈现“条带状”分布。

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2025年第01期

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山东矿区矿井导水裂隙带发育高度预测模型研究

作者(Author)：徐东晶, 窦旋, 李业, 夏志村

摘要：预测导水裂隙带发育高度对煤矿安全开采具有重要意义，在分析类似采矿条件下导水裂隙带发育规律的基础上，选取山东矿区相似地质条件下的36组导水裂隙带发育高度实测数据作为研究对象。以煤层采高、煤层采深、工作面斜长和硬岩岩性比例系数作为导水裂隙带预测模型的主控影响因子，分析其与导水裂隙带发育高度之间的关联性，并基于回归分析和神经网络算法，建立多因素高度关联的导水裂隙带发育高度预测模型。将预测模型的预测值同实测数据和“三下”规范预测值对比分析，结果表明：与导水裂隙带实测值相比，“三下”规范预测值误差绝对值小于5 m的数据占比仅为6 % 和17 %，而回归分析和神经网络2种预测模型的预测值误差绝对值小于5 m的数据占比分别高达83 % 和89 %。2种预测模型的拟合度、稳定性和准确性均优于“三下”规范模型。

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2025年第01期

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