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主办单位：煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
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“矿井水防治技术变革”专题

来源：煤矿安全

专题来自于《煤矿安全》2023年05期，共19篇研究成果。

行业视野

安全

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89个

关键词

78位

专家

19篇

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2873IP

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  • 底板加固改造工作面“双关键层”控水模型

    作者(Author)： 许延春, 苗葳, 宛志红, 叶精灵, 李磊, 邢晁瑞

    摘要：为研究华北煤田大水矿区底板注浆加固改造工作面突水机理和防治水效果，采用力学公式推导、水文地质特征分析，应用微震监测、瞬变电磁探测等成果，研究了注浆加固改造工作面底板结构稳定关键层与底板破坏渗透关键层叠加控水机理，构建了“双关键层”控水模型，提出了影响“双关键层”控水能力的2类7因素工程判据，并在焦作矿区进行工程研究。结果表明：底板浅部富水性强含水层经注浆改造后岩体强度增加40%～159%，岩体最大抗拉强度达到5.78MPa，最大抗剪强度达到38.31 MPa，底板变形量减少，从而降低底板破坏和渗透程度，能够起到底板结构稳定控水关键层的作用；破坏渗透控水关键层对裂隙发展起到充填与抑制作用，能够防止深部含水层向上充水；破坏渗透控水关键层有效阻水厚度不足与断层活化是造成底板“双关键层”控水失效的主要原因。
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    煤矿安全
    2023年第05期
    163
    65
  • 缓倾斜地层倾角对钻孔疏放水影响的数值模拟

    作者(Author)： 马亚杰, 刘莉, 张辉, 马爱军, 翟俊杰, 陈丹丹

    摘要：针对缓倾斜地层中地层倾角对钻孔疏放水的影响，通过建立缓倾斜地层与仰斜钻孔组合地下水数值模型，在设定倾斜钻孔为定流量井边界与定水头井边界排水条件下，模拟分析含水层水位、排水量动态。结果表明：高水压富水含水层疏放初期，当含水层能够排出水量受钻孔排水能力限制保持定流量排水时，倾角较大的含水层水压不易疏降；一般情况含水层经短期疏放，在钻孔位置水压降至其位置高程而保持定水头井排水时，倾角较大的含水层排水量更大，含水层水压疏放更显著；当地层倾角达到25°时，地层倾角对钻孔疏放水的影响明显化。
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    煤矿安全
    2023年第05期
    91
    71
  • 基于LC-SSA-BP神经网络模型的煤层导水断裂带高度预测及应用

    作者(Author)： 赵德康, 韩冰, 冯国瑞, 史佳波, 任恒辉, 王鹏威, 任培元

    摘要：针对煤层导水断裂带高度预测精度较低、参数优化比较困难的问题，提出了一种基于Logistic混沌映射改进的麻雀搜索算法优化BP神经网络模型（LC-SSA-BP）的煤层导高的预测方法，与传统的BP神经网络模型相比，该方法收敛快、稳定性高；通过对BP神经网络的权值和阈值进行优化，提高了群体的搜索能力从而增加寻优性，使得预测性能达到最优；选择开采深度、开采厚度、覆岩结构、工作面斜长、煤层倾角作为水断裂带高度的主控因素，选取39组训练样本和4组测试样本数据，建立了LC-SSA-BP神经网络预测模型，并与BP神经网络算法进行了对比。结果表明：BP神经网络与LC-SSA-BP神经网络的最大相对误差分别为30.77%和9.05%,LC-SSA-BP神经网络的预测精度更高；应用该模型预测曙光煤矿90301工作面导水断裂带高度预测为51.6 m，与工程验证结果相比的误差值为5.1%。
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    煤矿安全
    2023年第05期
    111
    90
  • 基于卷积神经网络的煤矿井下定向钻进轨迹参数预测

    作者(Author)： 魏宏超

    摘要：为了得到定向钻进过程中钻头处的实际轨迹参数、提高定向钻孔轨迹控制效果保证实钻轨迹精准度；基于一维卷积神经网络建立了煤矿井下定向钻孔的轨迹参数的预测模型；选取了502组、每组12个实钻轨迹的倾角、方位角、工具面向角等参数作为训练集，以每组最后1次测量所得倾角、方位角为输出值，其他参数作为输入值对模型进行训练；另取12组轨迹参数作为测试集对模型的预测能力进行检测，并将测试结果与24名技术人员根据工作经验得出的预测值进行对比分析。研究表明：该一维卷积神经网络对轨迹参数的预测可行，在均方根误差、可决系数这2项评价指标显出略微优势的同时，倾角、方位角预测的绝对误差分别为0.69°和0.79°，比技术人员预测值平均分别低了22.5%和18.1%。
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    煤矿安全
    2023年第05期
    183
    63
  • 基于仿真平台的矿井突水淹没路径和逃生路径规划

    作者(Author)： 丁莹莹, 卜昌森, 连会青, 尹尚先, 徐斌, 张丐卓, 姚辉, 董其金

    摘要：井下环境错综复杂，与矿井水害不确定性及非线性等叠加，水害淹没情况千变万化，难以预测。针对如何获取矿井水灾发生时各个时间点巷道内的淹没情况，并根据淹没情况快速确定逃生路径的难点问题，采用“木桶原理”构建淹没路径树，确定巷道水流分岔方向，分析矿井突水淹没递进规律，模拟井下巷道内的水流状况，仿真直观展示实时水流变化、水位高度和逃生路径。研究表明：根据构建的淹没路径树，通过递归得到的水位等淹没参数，作为设计逃生路径的基础，微分积分递进动态设计逃生路径，解决了因井下复杂环境和不同时刻的突水状况不同而无法实时规划最优逃生路线的难题。
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    煤矿安全
    2023年第05期
    190
    73
  • 建国以来我国煤矿水害重特大事故相关因素特征分析及防治对策

    作者(Author)： 徐斌, 祁荣荣, 尹尚先, 魏远, 连会青, 夏向学, 李书乾

    摘要：为深入探究我国煤矿水害事故现状及其相关因素特征，统计了新中国成立以来我国煤矿重特大水害事故起数和死亡人数，采用数理统计方法对煤矿水害重特大事故与原煤产量、突水水源、发生时间、发生区域、法律法规变迁、市场监管体制机制、教育培训、煤矿企业性质等8个因素的相关程度进行了分析；同时，对矿井水害事故发生原因进行了总结分析，并提出了技术对策以及管理措施。研究结果表明：新中国成立以来我国煤矿水害重特大事故大体可分为低位频发期、异常高峰期、持续上升期、高位波动期、稳定下降期5个阶段；4—11月是水害事故高发期，8月份事故发生最多；河南、湖南、贵州、山西、黑龙江是煤矿透水事故多发地，老空水是水害事故的主要突水水源；乡镇煤矿是水害事故的重灾区，但总体呈下降趋势；法律法规变迁、市场监管体制机制、教育培训等因素也直接影响我国煤矿水害重特大事故发生频率。
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    煤矿安全
    2023年第05期
    201
    60
  • 注浆-钢衬联合堵水的立井围岩非达西渗流场与有效应力场分析

    作者(Author)： 方雷伟, 周晓敏, 马文著

    摘要：高水压条件下采矿深立井围岩的饱和渗流一般处于非达西渗流状态，以此状态下深立井注浆防水与钢衬联合支护方案为研究对象，基于Izbash非达西渗流模型、厚壁圆筒理论以及连续介质弹性力学理论，借助计算机符号运算软件，对注浆-钢衬支护作用下的井周位移场和应力场完成解析求解，通过有限元软件ABAQUS将解析解和数值解进行了对比，两者结果基本一致；基于所得解析解进一步研究了非达西渗流系数变化和注浆-钢衬联合支护参数变化对支护效果的影响；提出了以控制涌水量来对注浆-钢衬联合支护优化设计方法并进行了算例计算。研究结果表明：非达西渗流系数越大，钢材井壁处环向应力随着钢衬厚度、注浆半径增大而减小的幅度也越大，增大非达西渗流系数对与提升注浆-钢衬联合支护的支护效果具有积极作用。
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    煤矿安全
    2023年第05期
    74
    46
  • 煤炭矿山水环境问题类型划分及治理模式

    作者(Author)： 孙文洁, 李文杰, 杨文凯, 房鲁鹭

    摘要：为了系统研究我国煤炭矿山水环境问题，以矿山环境治理模式为指导，通过统计我国14个大型煤炭基地共104个矿区的水环境问题，研究归纳了煤炭开采对矿区水环境的破坏机制及其表现特征；以矿区水文地质结构、水资源流失和水环境污染为划分依据，将我国煤炭矿山水环境问题划分为6种类型，并在此基础上，分析了各类煤炭矿山水环境问题的分布情况与特征。构建了煤炭矿山水环境治理模式，将若干治理技术相互组合，从本质上治理多种特征各异的煤炭矿山水环境问题。
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    煤矿安全
    2023年第05期
    118
    68
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