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基于颗粒流的浅埋双煤层斜交开采地表裂缝发育特征

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采矿与岩层控制工程学报 2020年第1期2卷 16-24页

作者：侯恩科从通谢晓深魏江波西安科技大学地质与环境学院

陕北浅埋煤层开采引起地面塌陷严重影响了矿区生态环境,与浅埋单煤层开采相比,浅埋双煤层开采所导致的覆岩破坏、裂缝发育更为复杂。以柠条塔煤矿N1206和N1114典型工作面为研究对象,采用颗粒流方法对浅埋双煤层斜交开采的过程及其所致... 详细信息

陕北浅埋煤层开采引起地面塌陷严重影响了矿区生态环境,与浅埋单煤层开采相比,浅埋双煤层开采所导致的覆岩破坏、裂缝发育更为复杂。以柠条塔煤矿N1206和N1114典型工作面为研究对象,采用颗粒流方法对浅埋双煤层斜交开采的过程及其所致地表裂缝发育特征进行了模拟研究。研究结果表明:浅埋双煤层斜交开采煤柱所在区域的上行和下行裂隙密集发育;各工作面采毕地表下沉曲线呈现宽缓的“W”型;1^-2煤采毕与2^-2煤采毕裂缝发育速率比值为1:3~1:2,地表最大下沉量比值为1:7;开切眼及终采线位置附近裂缝密集且会导通至地表;地表最大下沉量位于工作面开切眼位置附近,地表最大水平正向位移位于工作面开切眼位置附近,左侧工作面采毕最大负向位移位于工作面终采线位置,右侧工作面采毕最大负向位移位于1^-2煤右侧工作面靠近终采线位置。研究结果可为浅埋双煤层开采的相关研究与工程实践提供理论参考与实际借鉴。

关键词：浅埋煤层双煤层斜交开采地表裂缝地面塌陷颗粒流

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论结核学的形成发展及其地质应用

西安矿业学院学报 1993年第4期13卷 321-325页

作者：石呈龙侯恩科牟国栋西安矿业学院地质系

阐述了前苏联地质学中结核分析的内涵和由其发展而成的边缘学科——结核学的形成、发展和理论意义,并以俄罗斯顿涅茨等煤田的石炭系地层剖面为例,运用结核分析方法剖析了剖面中结核的成分、种类、含量、分布等与含煤性的关系,探讨了用... 详细信息

阐述了前苏联地质学中结核分析的内涵和由其发展而成的边缘学科——结核学的形成、发展和理论意义,并以俄罗斯顿涅茨等煤田的石炭系地层剖面为例,运用结核分析方法剖析了剖面中结核的成分、种类、含量、分布等与含煤性的关系,探讨了用结核分析法进行地层划分与对比和进行沉积建造分析的可能性及其意义。

关键词：结核分析方法结核学地层划分沉积建造分析围岩形成条件含煤性结核率

黄土沟谷区浅埋煤层开采覆岩破坏与地表损伤特征研究

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煤炭科学技术 2022年第5期50卷 1-9页

作者：王双明魏江波宋世杰侯恩科孙涛西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054

黄土沟谷区浅埋煤层开采地表非连续性的开裂损害,不仅引发了许多生态环境问题,也加大了生态修复难度,严重威胁着矿区生态安全。浅埋煤层开采地表非连续变形是特殊地质条件下覆岩破坏移动的结果,为更加系统地研究覆岩破坏对地表非连续性... 详细信息

黄土沟谷区浅埋煤层开采地表非连续性的开裂损害,不仅引发了许多生态环境问题,也加大了生态修复难度,严重威胁着矿区生态安全。浅埋煤层开采地表非连续变形是特殊地质条件下覆岩破坏移动的结果,为更加系统地研究覆岩破坏对地表非连续性损害的影响规律,以陕北安山井田125203工作面为地质原型,采用离散元数值模拟与物理相似材料模拟相结合的方法,模拟分析了覆岩及地表破坏、岩块尺寸分布及力链演化等特征,揭示了覆岩力链演化对块体分布和地裂缝发育的影响规律,阐明了覆岩破坏块体对地表非连续损害的控制效应。研究结果表明:黄土沟壑缓坡地带浅埋煤层开采覆岩垂向变形与水平移动受地形影响较大;覆岩破坏形成双分层块体结构,分层界面距煤层底板11.0 m,下分层块体平均长度小于5.0 m,上分层大于5.0 m,覆岩块体平均长度随岩层至煤层底板距离的增大呈幂指数增长特征,地表块体平均长度由坡底至坡顶逐渐增大;下分层垮落压实的岩块结构和应力集中的力链结构,影响着上分层块体和力链的分布及地裂缝的发育,地裂缝平均间距与上分层应力集中点平均间距基本一致,主沟段顺坡、沟底和逆坡地裂缝平均间距分别约为下分层应力集中点平均间距的1.10倍、0.75倍和1.95倍,分别约为下分层岩块平均长度的2.93倍、2.00倍和5.18倍;“砌体梁”位移模型可以很好地描述下分层底部岩块的下沉移动过程和特征,进而反映覆岩块体的双分层结构特征和地表的损害效应。该研究结果可为黄土沟谷区浅埋煤层开采条件下沉陷控制与修复提供新的科学依据。

关键词：黄土沟谷区浅埋煤层覆岩破坏地表裂缝颗粒流

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三维拓扑关系形式化描述及拓扑关系模型研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2007年第6期39卷 873-877页

作者：邓念东侯恩科张志华赵洲西安科技大学地质与环境工程系陕西西安710054

三维空间实体及其间拓扑关系的语义描述和形式化描述是三维GIS空间数据建模的重要理论基础.以点集拓扑学为基础,基于空间剖分用单纯形和单纯复形对空间实体进行形式化描述,利用代数运算和集合运算相结合的方法计算出实体内部和边界及相... 详细信息

三维空间实体及其间拓扑关系的语义描述和形式化描述是三维GIS空间数据建模的重要理论基础.以点集拓扑学为基础,基于空间剖分用单纯形和单纯复形对空间实体进行形式化描述,利用代数运算和集合运算相结合的方法计算出实体内部和边界及相互之间的交集,运用维度扩展法判断交集的维数,提出基于单纯复形的维度扩展的4I模型.为了进一步区分拓扑不同胚的空间实体,给出了基于Euler示性数的4I模型.相比传统的4I或9I模型,基于维度扩展和分离数的空间拓扑关系描述模型进一步细化了三维空间实体的拓扑关系.

关键词：拓扑关系形式化描述维度扩展 Euler示性数

砂岩微观孔隙结构类型及其对含水层富水性的影响——以柠条塔井田为例

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煤炭学报 2020年第9期45卷 3236-3244页

作者：王苏健冯洁侯恩科黄克军薛卫峰段会军陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710065 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 三秦学者“矿山地质学”创新团队陕西西安710065 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

砂岩的微观孔隙结构特征决定了砂岩含水层的富水性、渗透性,砂岩含水层富水性预测是矿井防治水必须首先研究与解决的重要问题。以陕北侏罗纪煤田柠条塔煤矿为例,分别采集直罗组3块、延安组4块不同岩性典型砂岩样品,通过运用普通薄片、... 详细信息

砂岩的微观孔隙结构特征决定了砂岩含水层的富水性、渗透性,砂岩含水层富水性预测是矿井防治水必须首先研究与解决的重要问题。以陕北侏罗纪煤田柠条塔煤矿为例,分别采集直罗组3块、延安组4块不同岩性典型砂岩样品,通过运用普通薄片、铸体薄片、高压压汞、核磁共振等实验测试技术,结合Matlab图像分析功能,研究了不同时代地层、不同岩性砂岩微观孔隙特征,联合高压压汞与核磁共振法获得孔喉半径分布,综合砂岩微观孔隙结构测试结果,将孔隙结构按照孔喉大小、分布及连通性的好坏依次划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ3种类型,对比钻孔抽水试验成果的钻孔单位涌水量,分析了砂岩微观孔隙结构与富水性之间存在的关系。研究结果表明:Ⅰ类孔隙结构较Ⅱ,Ⅲ类孔隙结构的粗粒与中粒砂岩比例高、排驱压力小、T2谱主峰的位置靠后;高压压汞与核磁共振所得孔隙半径分布基本一致;相同地层时代相同岩性条件下,风化程度越强,富水性越强;相同地层时代不同岩性条件下,粗、中粒砂岩较粉砂岩富水性强;不同地层时代相同岩性条件下,直罗组微观孔隙结构较好的Ⅰ类孔隙结构富水性强于延安组微观孔隙结构较差的Ⅱ类孔隙结构。

关键词：微观孔隙结构砂岩含水层富水性高压压汞核磁共振

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柠条塔煤矿水化学特征及水源识别模型

西安科技大学学报 2021年第4期41卷 624-631页

作者：侯恩科姚星文强西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710054

为了快速准确区分矿井涌水的来源,以柠条塔煤矿为例,通过对萨拉乌苏组含水层、直罗组风化基岩含水层、烧变岩含水层以及采空区积水进行水质化验,分析了不同含水层的水化学特征,选取Na^(+)+K^(+),Ca^(2+),Mg^(2+),Cl^(-),SO_(4)^(2-),HCO... 详细信息

为了快速准确区分矿井涌水的来源,以柠条塔煤矿为例,通过对萨拉乌苏组含水层、直罗组风化基岩含水层、烧变岩含水层以及采空区积水进行水质化验,分析了不同含水层的水化学特征,选取Na^(+)+K^(+),Ca^(2+),Mg^(2+),Cl^(-),SO_(4)^(2-),HCO_(3)^(-),TDS的浓度作为水源识别的判别指标;利用逐步回归分析(SR)筛选出HCO_(3)^(-),TDS和Mg^(2+)这3个指标作为模型的判别因子,最大化的保留分类信息;运用最小二乘支持向量机算法对20组训练样本进行学习训练,以剩余8组数据作为验证样本,建立基于SR-LSSVM的矿井涌水水源识别模型,并将模型的实测结果与支持向量机、最小二乘支持向量机模型的结果进行对比。结果表明:利用SR-LSSVM模型预测的矿井涌水水源的准确率为100%,显著高于其他模型的预测结果,说明该方法可以对矿井涌水水源进行准确识别;将该模型应用到4个待测样本的识别预测中,判别结果与实际情况完全吻合。研究认为基于SR-LSSVM法的水源识别模型与水化学分析法相比能够有效排除干扰因素的影响,精确识别矿井涌水的类型,该方法为矿井水害防治提供一定的依据和参考。

关键词：水源识别矿井水害水化学特征逐步回归最小二乘支持向量机

陕北侏罗纪煤田风化基岩富水性Fisher模型预测方法

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煤炭学报 2016年第9期41卷 2312-2318页

作者：侯恩科童仁剑王苏健冯洁陈通西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司现代煤炭开采技术研究所陕西西安710065

侏罗系风化基岩含水层是陕北侏罗纪煤田矿井涌突水水害的重要来源之一,科学预测其富水性是矿井防治水急需解决的重要问题。针对风化基岩富水性预测问题,以神府矿区红柳林井田为例,总结了风化基岩的发育特征及其富水性影响因素,选取风化... 详细信息

侏罗系风化基岩含水层是陕北侏罗纪煤田矿井涌突水水害的重要来源之一,科学预测其富水性是矿井防治水急需解决的重要问题。针对风化基岩富水性预测问题,以神府矿区红柳林井田为例,总结了风化基岩的发育特征及其富水性影响因素,选取风化基岩地层时代、厚度、风化程度和岩性组合4个因素作为评判指标,利用钻孔实测单位涌水量和各指标数据,建立了风化基岩含水层富水性类型的Fisher判别分析模型,可对无抽水试验资料钻孔的风化基岩富水性类型进行预测。研究表明,基于Fisher判别分析模型进行风化基岩富水性预测是可行的,为风化基岩富水性科学预测提供了一种新方法。

关键词：风化基岩含水层富水性红柳林井田 Fisher判别分析

三维体元拓扑数据模型中空间剖面的定义及坐标转换研究

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西安科技大学学报 2007年第1期27卷 54-57页

作者：赵洲侯恩科李成西安科技大学地质与环境工程系陕西西安710054 陕西省地质环境监测总站陕西西安710054

三维地质建模是当前研究的一个热点和难点课题。在各种三维地质建模的数据模型、建模系统开发及可视化过程中,空间数据在不同坐标系统之间的转换研究意义重大。本文在简要介绍三维体元拓扑数据模型基本建模思路的基础上,着重研究了该模... 详细信息

三维地质建模是当前研究的一个热点和难点课题。在各种三维地质建模的数据模型、建模系统开发及可视化过程中,空间数据在不同坐标系统之间的转换研究意义重大。本文在简要介绍三维体元拓扑数据模型基本建模思路的基础上,着重研究了该模型中空间剖面的定义方法、空间剖面局部坐标与大地坐标及屏幕象素坐标三者之间的换算方法和相应的转换公式。最后,就各坐标系统之间的坐标换算进行了编程验证。

关键词：三维地质建模三维体元拓扑数据模型空间剖面坐标转换

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基于集合论的煤矿床空间数据模型研究

中国矿业大学学报 2007年第2期36卷 188-192页

作者：朱庆伟郭达志侯恩科赵红泽西安科技大学测量工程系陕西西安710054 中国矿业大学资源与安全工程学院北京100083 西安科技大学地质与环境工程系陕西西安710054

为了有效地表达现实世界特别是煤矿床的三维空间实体,在分析了复杂煤层三维数据的基础上,基于集合论的数学思想,提出了一种新的抽象的煤矿床空间数据模型.该模型把三维空间数据分解为三维点、线、简单面、面、体等5种空间数据模型,通过... 详细信息

为了有效地表达现实世界特别是煤矿床的三维空间实体,在分析了复杂煤层三维数据的基础上,基于集合论的数学思想,提出了一种新的抽象的煤矿床空间数据模型.该模型把三维空间数据分解为三维点、线、简单面、面、体等5种空间数据模型,通过模型的相关性进行适当的集合运算,从而得出空间真三维煤矿床实体.并以断层为实例,给出了相应模型表示及其相应的集合运算,即集合间并、交、差等相关操作,从而生成三维煤矿床断层.结果表明:这种模型可以较为有效地表达煤矿床三维空间实体,为进一步研究奠定了基础.

关键词：数据模型集合论 3D空间数据类型空间数据库煤矿床