结合SBAS-InSAR与光学遥感的矿区地表塌陷监测

针对矿区地表塌陷过程中难以获取全面的形变信息问题,以赵固二矿采煤塌陷区为研究区,首先,基于多源多时相光学遥感影像采用综合归一化差异水体指数提取开采塌陷区积水的空间展布情况;然后,利用SBAS-InSAR技术处理63景2017年3月19日—2021年4月27日Sentinel-1A影像,获取研究区地表形变信息。结果表明:2010—2019年年均塌陷积水面积新增幅度基本平稳,2019—2021年年均塌陷积水面积新增幅度减小;研究区最大形变速率为-60.42 mm/a,形变速率小于-15 mm/a区域均有房屋墙体损坏和地裂缝现象。该方法有效地提取了开采塌陷区较长时期内地表形变信息和空间展布情况,为矿区地表塌陷监测提供新的思路,形成了一套有效的矿区地表塌陷监测工作方法和流程,达到了遥感技术在矿区地表塌陷宏观、快速、准确监测的目的,为矿区塌陷修复和生态环境治理提供基础数据支撑。

岩溶区地下水数值模拟分析及开采方案比选

数值模拟是解决地下水开采评价问题的有效途径之一。为安全高效开发岩溶塌陷区地下水资源,以山东省临沂市岩溶区为例,根据水文地质调查分析,充分掌握了岩溶区地下水补给规律、运移规律、分布规律,在此基础上,选取合理模拟范围,建立数值模型,开展多方案地下水动态演化数值预测分析,据此来分析评价最优开采方案。研究结果表明:方案一岩溶塌陷危险性较高,数值观测孔水位在第1279 d、第1644 d、第2019 d和第3105 d时,水位降至灰岩顶板标高39.9 m以下,将引发岩溶塌陷风险;方案二则较安全,数值观测枯水期水位接近灰岩顶板标高,既达到地下水开发利用潜力的标准,又可保证生态地质环境安全,因此,建议采用方案二。开采过程中预警区水位应位于基岩顶板标高以下,以避免岩溶塌陷发生。本文研究结果可为类似塌陷区的科学开采提供参考。

跨断层条件下工作面带式输送机的工作线形态优化

某露天矿采用自移式破碎机半连续系统采煤,在采区中部遇到1条断距较大的正断层,直接导致工作线被切断;为了解决连续、半连续系统工作面带式输送机与露天矿的开采条件的适应性问题,以该矿自移式破碎机半连续系统作为研究对象,以双工作线最优方案作为基准,采用“六因素模型”对单工作线不同方式的相对总费用进行测算,形成了完整的工作面带式输送机工作线形态优化理论体系,该理论体系同样适用于除断层外的其他类似条件。

综采工作面应力区围岩支护技术

针对裕兴煤矿15210工作面回采期间超前应力区围岩破碎严重,导致巷帮垮落、顶板出现跨距、单体柱受力变形等,以及回风顺槽收缩量大,端头支架移架困难等问题,决定对超前应力区采取“液压伸缩钢棚+走向迈步式锚索吊棚+桁架锚索”等联合支护措施,通过实际应用效果来看,该支护技术可有效控制应力区围岩失稳现象,取得了显著应用成效。

阳山矿区严重漏失垮塌地层钻进工艺及工程实践

严重漏失、垮塌地层快速钻进工艺的研究与应用是当前固体矿产勘查地质岩心钻探亟需解决的问题之一。文章结合甘肃阳山金矿钻探工程实践,针对长孔段的严重漏失、垮塌地层,总结了一套适用于该矿区快速勘探的绳索取心钻进和全面钻进、顶漏钻进工艺,采用水泥临时封堵、套管封堵、扩孔、跟管等方式进行封堵的钻进方法,分析了其应用效果,提出了在该地层钻进的认识与思考,以期为同类型地层钻探提供参考。

基于沿空留巷技术的工作面过陷落柱工程实践

矿井采掘工作揭露陷落柱等地质构造时,往往会带来较多潜在隐患,可能导通含水层、造成瓦斯超限和形成支护难题等。针对6102工作面揭露大型陷落柱影响区的技术难题,矿方根据陷落柱产状及潜在的隐患情况,结合矿井较成熟的沿空留巷理论及经验,成功实施了基于沿空留巷技术的过陷落柱工程实践,在损失一定保护煤柱的代价下,确保了工作面安全快速跳过陷落柱影响区域,沿空留巷技术优势得到验证。

带压开采工作面导水陷落柱综合勘察治理技术

为避免矿井在回采过程中遇陷落柱突水而导致的安全事故,保证工作面安全回采,在马道头煤业8106回采工作面通过陷落柱前进行勘察治理。根据物探结果,在5106顺槽切眼前方1 080~1 140 m范围内存在富水异常区;根据物探及钻探结果,施工加固治理钻孔37个,水泥注浆量63.84 t。治理后物探结果与治理前区域进行对比,未发现明显异常区。

小甘沟煤矿综放采空区三维流场演化规律及自燃区域判定

针对放顶煤开采采空区遗煤量大的实际特点,采用现场测试和数值模拟的方式开展小甘沟煤矿11121综放工作面复杂氧化条件煤体下采空区三维流场演化规律研究及自燃危险区域判定。通过FLUENT模拟不同配风量及压注参数等条件下采空区流场演化规律。结合束管及温度动态监控系统,提出以采空区氧浓度、漏风风速和孔隙率相结合的采空区自燃危险区划分方法,精准判断采空区自燃“三带”范围,综合判定小甘沟工作面自然发火危险区域,有效提高采空区自燃危险性预测准确性。

综放工作面端面冒顶机理与围岩控制技术研究

针对9102综放工作面在回采过程中端面顶板破碎等围岩支护难题,首先对工作面的工程概况及顶底板条件进行分析,重点分析了采场围岩支护难点及端面冒顶机理,然后在具体回采经验的基础上,设计了9102综放工作面采场围岩控制体系,然后进行了现场实践及效果分析,工作面推采过程中仅发生局部轻度片帮冒顶事故,端面煤岩体整体稳定程度较高,安全生产工作得到保障。

基于InSAR监测数据的石膏矿采空塌陷特征分析--以邳州平台矿和希州矿为例

石膏是一种重要的矿产资源,但石膏矿的大量开采会产生严重的采空塌陷隐患。目前关于石膏矿采空塌陷的研究多集中于采空区矿柱和护顶层的稳定性等方面,有关矿区采空塌陷地表变形及监测预报方面的研究甚少,也缺乏有效的研究方法。针对石膏矿开采后地面变形特征及塌陷特征研究,通过对矿区InSAR监测数据进行地表变形分析,确定了采空塌陷前的地表变形特征。根据邳州平台矿和希州矿2007—2018年InSAR监测数据进行计算分析,可以看出地面塌陷前,地表存在早期缓慢变形,可根据变形量及范围判断塌陷类型及范围。对InSAR监测数据的计算和分析可为矿区地面塌陷地质灾害的监测、预报及防治提供数据资料与科学依据。

SBAS-InSAR方法支持下的矿区地表沉降监测及参数反演

煤矿开采极易诱发各类地质灾害,从而对矿区人民的生命财产安全带来严重影响。因此,对矿区地表进行形变监测及对其开采面参数进行反演获得形变规律,可有效防止矿区地质灾害的发生。本文选取山西省的店坪煤矿和汾源煤业作为研究区域,基于Sentinel-1A卫星影像数据,使用小基线集(SBAS)方法提取研究区的形变结果。使用Okada模型对5—101工作面参数进行反演和分析,并将反演结果与采工图实测数据进行对比验证。结果表明:(1)煤矿开采引起的地表形变程度与煤矿开采长度成正比;(2)急倾斜厚煤层开采引发的地表形变程度要比近水平薄煤层引起的地表形变程度大,更容易造成地表塌陷;(3)Okada模型反演较短近水平薄煤层的开采参数精度较高,说明该模型适用于此类型煤矿开采参数的反演。

基于InSAR技术对陕西矿区塌陷地震早期预警的研究

陕西彬州市、神木县因长期的矿产开采,塌陷等次生灾害频发。基于InSAR技术研究出一种结合短周期雷达时间干涉序列、黄土矿区沉降规律和地质条件等的矿区塌陷状态综合判断方法,对陕西黄土矿区塌陷地震的发生区域、时间和范围的早期评估效用进行评估。通过对2017年9月5日陕西彬州M_(L)3.2级塌陷地震和2018年8月16日陕西府谷M_(L)3.2级塌陷地震的干涉时间序列研究,提出了沉降规律模型,成功地识别了崩塌的演化过程和塌陷范围,验证了模型的合理性,为利用InSAR技术对黄土矿区塌陷地震的早期识别提供思路与方法。

基于文本挖掘的建筑施工坍塌事故成因网络分析

为查清建筑施工坍塌事故发生的特征,达到预防建筑施工坍塌事故和缓减事故伤害的目的。利用Python爬取安全管理网坍塌事故模块中2013—2021年200份建筑施工坍塌事故调查报告,并借助文本挖掘方法对调查报告进行分词处理、成因选择后,得到32个事故成因高频关键词。基于社会网络中心性分析、核心边缘分析、成因集合分析和凝聚子群分析,结合事故致因理论,划分事故成因,并利用事故成因网络图进行可视化。研究结果表明:(1)安全管理不到位,违反施工方案等7个核心成因具有地位高、联动强、路径短三大特征;(2)个别核心成因的个体网络中心度与度中心度相差较大;(3)存在违章作业,应急防范难以落实,承发包违规,模板失稳4类问题。

陕北风积沙区超长工作面地表移动变形特征研究

为研究风沙地貌超长工作面开采地表移动变形影响,对陕北柠条塔矿S12002工作面进行长期、系统的地表变形监测,研究结果表明:陕北风积沙区超长工作面地表变形具有下沉响应快、边界下沉收敛迅速、地表下沉呈非连续性震荡波动、地表开切眼处损伤严重等特点,其中最大下沉系数0.59,最大下沉量2442.4 mm,最大水平移动值832.3 mm,最大下沉速度354 mm/d,活跃期下沉量占总下沉量96%,该地区具有明显的高强度开采损害特征;下沉系数与工作面地质采矿条件参数存在一定相关性,研究成果丰富了西部风积沙区超长工作面地表变形特征研究数据。

黔西南采煤塌陷区高分遥感动态监测--以六盘水市煤矿采空塌陷区为例

我国西南地区是地质灾害高发区,在矿产资源开发过程中极易引发地质灾害和相关次生灾害。为研究采煤塌陷区遥感动态监测技术,以贵州省六盘水市煤矿开采集中区为研究区,利用高空间分辨率遥感影像,通过建立黔西南山原地区采煤塌陷遥感地质解译标志,对六盘水地区2009—2018年地质灾害情况进行了动态监测,并分析了研究区的地质灾害现状。根据遥感解译成果,发现该地区地质灾害情况多年来明显加剧,相较于2009年,2018年地质灾害面积扩大167%,且新增地质灾害区域面积占40%、变差区域面积增加34%。根据研究区地质灾害程度划分出4个地质灾害集中区,发现地质灾害集中区和该地区采矿密集区域高度重合。根据遥感数据剖析了矿山地质灾害损毁地类类型,判断研究区矿山地质灾害可能对广大人民和生态环境产生的危害情况,其中对土地严重损毁的灾害类型中,毁损面积最大的为林地和耕地(共193处),面积总计约为333.55 hm^(2)。研究区内共有潜在隐患威胁区域360处,面积为506.36 hm^(2),其中对道路威胁数量最多(共有126处),面积为110.04 hm^(2)。研究结果可为当地生态环境修复和矿山地质灾害治理提供可靠参考数据和重要研究思路,并针对研究区的特点,深入分析该地区矿山地质灾害成因,探讨治理方案,提出对策建议。

国能神东煤炭集团重大科技创新成果与实践

国能神东煤炭集团有限责任公司(以下简称“神东公司”)是国家能源集团的骨干煤炭生产企业,在煤炭安全高效开采、国产高端装备制造、智能化矿井建设、安全管理模式创新与绿色低碳创新等方面取得了显著成就,引领了全国煤炭企业的科技创新,在综采采高、矿井人均工效、矿井长周期安全管理与亿吨矿区管控中心建设等方面创造了多个世界第一。系统介绍了神东公司在科技管理、创新平台、协同创新、人才队伍、知识产权、标准体系与科技成果等方面的进展,总结了神东公司创新驱动体系及螺旋加速上升的科技创新通道。在采掘技术创新与实践方面,梳理了一次采全高综采采高从6.3 m逐步提高到8.8 m的技术突破,介绍了浅埋坚硬特厚煤层上分层综采下分层综放的采煤工艺,梳理了薄煤层等高开采关键装备、技术及面临的技术问题,分析了短壁机械化全部垮落法的技术适应性及无煤柱开采方法的技术实践;介绍了快速智能掘进成套系统及掘锚一体化关键技术,提高了掘进效率,解决了“采掘失衡”的矛盾。在国产高端装备研发与应用方面,介绍了神东公司在世界首个8.8 m超大采高综采工作面装备配套方面取得的突破性成果,分析了国内首套纯水液压支架面临的技术难点与创新途径,解析了6 000 m可伸缩单点驱动带式输送机在整机降阻、张紧控制与智能变频驱动等技术方面的突破,总结了研发世界首套双百吨重载搬运车突破技术障碍的经验,列举了把新能源矿用电动车应用到井下所实现的技术创新。在智能化矿井建设方面,针对采煤工作面智能化面临智能割煤、跟机拉架方面的问题,总结了神东公司在采煤工作面智能化建设过程中实现的技术革新;梳理了智能化选煤厂“从无到有”的拓荒之旅;研究了我国首个国产煤矿井下操作系统——矿鸿的关键技术核心与推广应用价值;解析了我国首个亿吨矿区数字化集中管控平台建设使用的集成技术,介绍了13种井下智能机器人创新与实践。在安全管理技术与实践方面,创建了“135”工作法安全风险管控管理体系,实现了千万吨矿井超长的安全生产周期;搭建了神东公司矿压控制体系与矿压动态高效预警智能云平台,形成了神东矿区特有的矿压控制技术体系;介绍了水、火和瓦斯灾害防治技术体系,保障了神东公司安全管理体系的建设。在绿色生态建设方面,介绍了神东公司在煤炭绿色发展和技术创新中的成就,阐述了在开展生态矿井、绿色矿山与清洁煤炭方面的技术实践,在贯彻黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略方面,介绍了神东先行示范区。通过对神东公司科技创新体系和创新成果的总结,探讨了煤矿未来科技发展思路,明确了其在科技创新体系与重大科技攻关方面的发展方向。

某萤石矿矿区的地质条件与勘查工作研究

为解决萤石矿矿区开采问题,文中结合工作区实际情况,对其地质条件和勘查工作进行分析,并得出相应的质量评述结果,大致查明工作区构造、岩浆岩特征、矿石质量,了解工业利用性能及矿床开采技术条件,开展矿床概略经济评价,提出是否有进一步工作的价值或圈定详查位置,为下一步工作的开展提供参考依据。

湖南安化天明矿区复杂地层钻探难点及对策研究

天明金矿区位于湖南省益阳市安化县,矿区地层复杂,钻探施工中易遇到岩心破碎、吸水分散剥落导致孔壁坍塌、孔易斜等难题,施工难度大。结合地层特点,通过采用具有良好隔水及抑制性特点的成膜防塌无固相冲洗液护壁,采用改进钻具组合,做好现场防斜技术措施,给予预飘角度等方法控制孔斜,提高了钻进效率和施工质量,大幅度减少了孔内事故的发生,为顺利完成钻孔施工任务奠定了基础。