Study on regional stratagem for coal mine disasters control and prevention in China

The regional strategy study was aimed at coal mine disaster control and prevention,which deepens and enriches the macro-strategy of coal mine disaster control andprevention,and provides an important support for the rapid and healthy development ofthe regional coal industry.The country was divided into 4 regions:Northeast,North,Southand Xinqing.In view of the regional status of coal mine disasters,the regulation and developmenttrend of regional coal mine disasters were analyzed,the outstanding problemsand key factors were identified,and the general thoughts on regional coal mine disastercontrol and prevention were put forward.

Research on the sudden changes and the controlling factors of deep coal mining conditions

It was illustrated that the mining conditions inducing disasters changed with depth both in regularity of gradual and sudden change.The sudden change depth for different disaster conditions are different and controlled by different factors.The high temperature and its change with depth are mainly controlled by strata structures and rock heat conductiv- ity property,the high rock stress and dynamical engineering disasters and their change with depth are mainly controlled by tectonic conditions,roof strata rock property and deep rock mechanical property,coal mine water disasters and their change with depth are mainly con- trolled by rock mechanical property of coal seam floor and regional groundwater circulation conditions,gas disaster conditions and their change with depth are mainly controlled by buried conditions of coal seam and opening conditions of geological structures.It is men- tioned that the key point for the control of deep coal mining disaster is to clearly understand the sudden change depth of different factors causing disasters.

基于多期时序DInSAR的泥石流地表位移形变分析

随着气象条件、地质环境的恶化以及人类活动对自然环境的过分扰动,滑坡、崩塌、山洪和泥石流等地质灾害频发,严重威胁人民群众生命财产安全,严重影响基础设施,制约国民经济的发展。为分析泥石流发生机制并提出防治建议,以近年多次发生泥石流的云南省宜良县马家冲社区为研究区,从网站获取哨兵1号数据,在ENVI软件SARscape模块中采用合成孔径雷达差分干涉测量技术得到位移形变结果。结果表明,研究区位移形变呈现周期3年“抬升-抬升-下降”的规律,在周期交替时可能发生泥石流,并针对位移形变提出了防治建议。

InSAR变形监测技术在矿区地质灾害调查中的应用

伴随InSAR技术持续发展,其在矿区地质灾害调查领域应用范围与应用效果均有着显著提升。基于此技术,针对大区域连续变形展开跟进监测,有助于对于区域矿区地质灾害进行甄别与勘测。再者搭配高分辨率光学遥感数据,展开孕灾地质环境和矿区地质灾害体初步解译工作,圈定重点变形区和矿区地质灾害隐患类型、范围、变形趋势。为矿区地质灾害风险调查评价提供基础依据。

一种煤矿顶板灾害防治知识图谱构建方法

目前煤矿顶板灾害防治措施决策及事故原因分析等过程主要依赖人工经验,智能化水平较低。顶板灾害防治知识图谱可整合顶板灾害防治知识和经验,辅助顶板灾害事故原因分析和顶板灾害防治措施决策。提出了一种煤矿顶板灾害防治知识图谱构建方法。采用本体方法完成煤矿顶板灾害防治知识建模,将顶板灾害防治领域的概念分为矿井地质类、开采技术类、防治措施类和事故表征类,将概念之间的关系定义为使用、引发、易发、治理、预防和适用,为煤矿顶板灾害防治知识抽取(实体抽取和关系抽取)奠定基础;结合煤矿顶板灾害防治领域文本存在大量嵌套实体和关系之间存在实体重叠的特点,确定了基于跨度的实体抽取方法和基于依存句法树引导实体表示的关系抽取方法;构建了顶板灾害防治领域语料库,采用Neo4j图数据库存储数据,为顶板灾害防治知识图谱的应用提供数据来源支撑;展示了煤矿顶板灾害防治知识图谱局部构建结果,说明该知识图谱可辅助顶板灾害事故原因分析和防治措施决策,从而提高顶板管理的智能化水平;指出基于该知识图谱,结合自然语言处理和知识推理等技术,可实现顶板管理知识问答。

采空塌陷区隧道病害机理与防控研究现状与展望

我国是煤炭生产大国,煤炭开采造成了大量采空塌陷。随着公路铁路网不断加密,在山西等采煤大省,越来越多的交通隧道不得不穿越煤矿采空塌陷区。采空塌陷区岩层破坏剧烈、变形量大且持续时间长,是隧道工程建设与运营的重大安全隐患,系统研究采空塌陷区隧道灾变机理与防控技术是隧道工程建设与运营安全的重要保障。通过分析文献报道的工程案例,总结了采空塌陷区隧道的主要病害类型及其灾变机理,回顾了塌陷区采动岩体长期变形预测方法与隧道灾变预测方法,介绍了塌陷区采动岩体变形控制方法与穿越采空区隧道围岩处治方法。在此基础上,分析了采空塌陷区隧道灾变与防控技术研究中存在的突出问题,并对亟待研究的方向进行了展望。

我国不同类别煤层顶板水害致灾机理与防控路径

我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地认识顶板水害和推广现有技术和探索新技术防控此类矿井灾害,在全面分析近年来我国煤层顶板水害事故规律与顶板充水含水层的赋存条件、突水模式、动力特征、力学行为等基础上,系统划分了顶板水害的类型、特征、主要类别的致灾机理及梳理了现有顶板水害的防治技术,并展望了未来顶板水害防治领域的发展方向。研究发现:①顶板水害主体架构包括巨厚基岩含水层涌(淋)水、薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌、离层空间蓄水储能突水、天窗补给型突水、围岩烧变增透致突等5种类别,集中分布于秦岭—淮河沿线以北地区,陕、蒙、宁是顶板水害主要聚集地。②采动诱发巨厚基岩含水层下覆岩原生裂隙互馈-贯通发育“Z”型离层空间,导致采场出现大面积涌(淋)水现象;基于复合关键层破断力学条件,阐明了薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌致灾的动力源;构建了离层失稳突水临界判别准则,将离层突水划分为静载扰动、“动+静”载复合扰动、复合煤层开采重复扰动3种模式;红土隔水层缺失及红土薄弱区采动劣化损伤是产生天窗越流补给的主要根源;围岩烧变增透,孔隙度增大,接受临近水源补水后形成新的含水结构体,在采动诱发下烧变岩水涌入采场发生水害事故。③梳理了当前煤层顶板水害“探-放-治”三位一体的解危防控技术体系,提出了井上下共轭联动、钻-采(掘)高位协同地质勘探系统,以防治水“三区”划分为导向的地质保障工作,“煤-水-生态”多目标齐抓共管的绿色开采和防治水理念,以及数智化、透明化矿山水文地质灾害信息维护系统等未来发展方向。

基于复杂网络的火后泥石流成灾机理的建模方法

为更加全面地对火后泥石流致灾因素进行定性分析,达到灾害防控目的,基于复杂网络理论,通过梳理既有的致灾机理研究,萃取了包含致灾因素和过程事件在内的39个节点,建立了火后泥石流触发网络。随后,基于有向网络的结构特点拓展了综合度的概念,并通过综合出(入)度、中介中心性、连边脆弱度3项复杂网络拓扑特征提出了节点风险扩散度指标(NRD)用于评估网络中的关键节点。最后,以3种攻击方式针对PDFTN,对比该网络的连通度变化,以验证NRD识别结果的有效性。结果表明:NRD能够有效识别出有向网络中的关键节点,其中NRD识别出的火后泥石流关键致灾因素为地表径流,该结果与现有研究结论一致。因此,致灾因素对火后泥石流灾害结果的影响可以通过本文提出的NRD指标进行有效表征,从而为火后泥石流灾害防控提供辅助决策依据。

基于瓦斯防治工程的隐伏构造勘查与瓦斯异常区域预测

隐伏构造勘查与瓦斯异常区域预测研究是瓦斯灾害防治工程的基础。根据中国煤矿生产法律规章,开采具有瓦斯灾害危险的煤层前,必须实施瓦斯抽放工程。通常,地质异常区域即是瓦斯灾害危险区,构造应力场和采动应力场的叠加会扰动煤体并加压瓦斯。为精准定位地质异常区,评价其瓦斯致灾潜能,提出了一种基于瓦斯抽采工程进行瓦斯异常区域勘测的研究方法。该方法利用抽采钻孔参数和施工记录,采集钻孔数据并计算煤层顶底板控制点坐标,进而利用二维投影图件及三维应力场模型对隐伏地质构造(如小的断层、褶曲、局部煤厚异常变化等)进行勘查和预测;通过分析小型地质构造周围的附加应力场,并对瓦斯致灾潜能进行动态预测。应用该方法,可以对地质异常区进行精细调查,揭示采煤工作面瓦斯地质演化的一般规律。其研究结果为高瓦斯或突出煤层瓦斯灾害防治措施优化设计及有效实施提供科学依据。

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。

柔模墙沿空留巷灾害一体化防治技术研究

在煤炭保供和工作面限员双重压力下,将煤矿灾害分别进行治理的理念和技术已不能适应新时代煤矿发展要求。通过工业性试验研究提出一种紧跟回采工作面浇筑1道饱满密实接顶且可即时承载的柔模混凝土连续墙,密闭采空区,保留原有巷道,并将保留下来的巷道作为灾害一体化防治工程平台。给出了利用该平台进行矿井水、火、瓦斯、顶板、热害、强矿压等重大灾害综合治理的技术途径,总结了该技术的适用条件,介绍了该技术在国家能源集团、潞安化工集团、陕煤集团等单位的灾害一体化防治效果。

矿山地质勘查和地质灾害防治措施

矿山地质勘查作为资源开发的重要环节,对于促进经济发展、满足人们生活需求有着非常重要的意义。但是,由于矿山地质环境复杂多变,勘查过程中存在诸多潜在的安全隐患,所以,加强矿山地质勘查,并采取合理的勘查灾害防治措施尤为重要。本文将阐述矿山地质勘查功能的主要内容,介绍几种常见的矿山地质灾害,并在此基础上提出矿山地质勘查与勘查灾害防治措施,以期为日后工作的开展提供参考。

麻地梁煤矿水害风险预警与防控系统的设计与应用

麻地梁煤矿水害具有一定的复杂性与难预测性,针对这一情况,采用当下常用且流行的计算机技术、物联网技术、云计算与大数据技术,研究并设计了针对性的水害风险预警与防控系统。介绍了系统设计目标,分析了影响麻地梁煤矿水害发生的主要因素,论述了系统的功能模块设计。实践表明,该系统充分考虑多种因素影响,实现了麻地梁煤的水害风险预警及防控。

来宾市兴宾区某滑坡地质灾害特征及防治方法探讨

研究区位于来宾市兴宾区某初级中学东南侧,已发生浅层土质牵引式滑坡一处,采取应急处治措施后,暂时防止了滑坡体再次发生滑动,但该滑坡体西侧有一处更大的潜在滑坡体,目前虽处于基本稳定状态,但是在降雨等不良地质条件下,随时可能发生滑坡地质灾害。文章根据现场调查,选取“锚拉抗滑桩+挡板+截排水”的滑坡综合治理方案,可以兼顾周边基础用地的需求。通过滑坡治理,既保护了人们的生命财产安全,又带来了稳定的社会环境,肯定了地质灾害治理的必要性。

浅谈金安区中生界地层地质灾害发育规律

安徽六安市金安区地质灾害分布于低山丘陵区,而低山丘陵区的主要出露多为中生界地层。对中生界地层地质灾害发育规律进行研究,有利于提高居民对金安区地质灾害的认识,为区域地质灾害的预防与治理提供基础依据。通过收集金安区地质灾害发育基础资料,对研究区中生界地层中发育地质灾害分布情况统计,分析其孕灾地质条件、形成机理与成灾模式,并提出防治措施建议。结果认为:(1)金安区现有地质灾害点32处,其中21处灾害点发育于中生界地层,占灾害点总数的65.63%,其中滑坡17处,崩塌4处,金安区灾害点有一半以上分布于中生界地层中。(2)区内灾害点的治理措施及工艺相对成熟,以“减载工程+支挡工程+排水工程”与“减载工程+防护工程+排水工程”为主;(3)该地层中地质灾害主要受地形地貌、工程地质岩组等控制。金安区中生界地层中仅存在发育滑坡与崩塌地质灾害,两种地质灾害的破坏模式有所不同,滑坡地质灾害破坏模式多为突滑+毁伤模式,崩塌灾害成灾模式主要为滑移或倾倒+毁伤模式和崩落+毁伤模式。(4)结合既有治理区的工程经验及本次研究成果,认为通过加强切坡建房中的防护,做好切坡后相应的排水措施,完善排水系统;对坡面采用植被护坡、种草籽、喷浆等手段,可达到护坡的作用。研究结论对同类型切坡建房灾害的防治可提供一定的指导和借鉴意义。

基于地质保障系统的煤矿灾害监测预警及综合防治平台研究

基于煤矿智能化建设的基本要求,提出了基于地质保障系统的煤矿灾害监测预警及综合防治平台,设计了由设备层、边缘层、基础设施层、平台层和应用层构成的系统总体架构;梳理了平台建设的业务流程,并对自然灾害监测预警、灾害综合防治等关键业务进行了详细研究;基于地质保障系统,研发了煤矿灾害监测预警及综合防治平台。通过在金凤煤矿的实际应用表明,煤矿灾害监测预警及综合防治平台集成了各灾害监测数据,解决了各类数据孤立分布、预测精度低、预警结果和风险评估不准确的问题,降低了灾害事故的发生率,提升了煤矿应对灾害时的防治水平和综合治理能力,应用灾害预警与评估技术实现了风险的智能识别与治理。

煤矿甲烷传感器应用现状与发展前景思考

瓦斯是煤炭采掘过程中从煤岩体内涌出气体的总称,其主要成分为甲烷,可以严重威胁煤矿生产。甲烷传感器是煤矿瓦斯监控系统核心监测设备之一,对预防瓦斯灾害起到重要作用。为提高煤矿瓦斯监测能力,实现矿井智慧化管理,在系统梳理甲烷传感器发展历程基础上,文章阐述了目前广泛使用的7类甲烷传感器工作原理、适用场景及其特点;分析了现有甲烷传感器的不足,结合煤矿自动化,智能化安全开采需求及井下环境特征,提出了未来甲烷传感器的研发方向,以期为现代化矿井安全生产提供装备保障。

陕西省煤矿瓦斯灾害防治现状及对策研究

对陕西省煤矿瓦斯灾害特征进行了整体分析,并重点分析了韩城矿区3号和11号煤层瓦斯突出特点。分别对高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井采取的灾害防治方法及存在的不足进行了较为全面的阐述。瓦斯突出矿井形成了地面L型钻井水力压裂区域瓦斯排采技术、穿层钻孔高压水射流钻扩一体化瓦斯抽采技术等10项瓦斯抽采技术、瓦斯抽采“四化”经验和智能管控平台系统,但在矿井通风、瓦斯地质、瓦斯抽采和瓦斯管理等方面存在不足;高瓦斯矿井形成了诸多先进经验、典型先进模式,但在瓦斯地质、通风系统、防突措施、安全防护、监测监控和管控模式等方面存在不足。提出了高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井灾害防治对策,认为高瓦斯矿井应从瓦斯地质探测、瓦斯抽采系统、通风系统及瓦斯管理等方面加强针对性瓦斯防治对策:瓦斯突出矿井应进一步开展突出机理及规律精细化研究,实施区域性预测及大区域预测防控技术,推广瓦斯灾害远程在线智能预警,加强矿井防突技术、设施及人才管控力量。

金属矿深部开采岩爆灾害防控研究进展与工程实践

随着浅部金属矿产资源的日益枯竭,金属矿山深部开采势在必行。开采进入深部后,高应力等复杂地质环境使得岩爆等灾害问题凸显,成为制约金属矿深部开采的主要问题之一。尽管岩爆灾害问题由来已久,但受其发生机制和监测手段的限制,始终未能得到有效解决。首先,通过文献调研,对岩爆评价体系和岩爆防控技术进行了系统的总结与归纳。结果表明,当前所提出的岩爆评价体系较多,能够对岩爆灾害的等级和倾向性进行较好地评价与预测。在岩爆防控技术体系方面,按照灾害处置时机和防护机制,可分为被动式防控技术和主动式防控技术两类。其次,基于开采方案优化和应力环境再造思想发展起来的整体规划理念,为金属矿深部开采岩爆灾害防控提供了新思路与新方法。最后,以三山岛金矿深部开采为背景,验证了整体规划理念下卸荷采矿方案在岩爆灾害防控上的优势与效果,为未来金属矿山深部开采岩爆灾害的超前干预与主动防控提供了有效借鉴。

矿山地质灾害防治与地质环境保护分析

社会经济的发展离不开自然资源的开采和使用,要想加强资源的合理利用,就需要从地质灾害防治和地质环境保护两个角度进行分析,使资源利用能够兼具经济效益和社会效益以及环境效益,降低开采过程中对自然环境的破坏程度,防止地质灾害给人民群众带来的生命和财产损失。基于此,本文着重研究了地质灾害防治与地质环境保护的具体策略,立足于科学发展观念和环境的可持续发展理念,综合考虑灾害成因,对开采模式进行创新,使生态环境得到保护。