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阳泉矿区碎软煤层深孔气动定向钻进关键技术与实践

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煤田地质与勘探 2024年第9期52卷 184-191页

作者：刘飞李泉新方俊刘建林杨伟锋褚志伟赵建国王四一中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

【目的】针对山西阳泉矿区碎软煤层瓦斯精准、超前、区域治理需求,提出采用气动定向钻进煤层预抽钻孔的技术方案。【方法】在分析气动定向钻进成孔技术难题的基础上,开发了适用于阳泉矿区碎软煤层赋存条件的气动螺杆钻具稳定运转技术、... 详细信息

【目的】针对山西阳泉矿区碎软煤层瓦斯精准、超前、区域治理需求,提出采用气动定向钻进煤层预抽钻孔的技术方案。【方法】在分析气动定向钻进成孔技术难题的基础上,开发了适用于阳泉矿区碎软煤层赋存条件的气动螺杆钻具稳定运转技术、钻孔轨迹精确控制技术、深孔高效排渣技术、气动套铣打捞技术,优化了气动定向钻进装备配套方案,并在阳泉矿区碎软煤层中开展了现场工业性试验。【结果和结论】结果表明:(1)通过优化气动螺杆钻具结构和工艺流程、设计低风阻管路,有效解决了气动螺杆钻具的异常制动,实现了稳定高效运转。(2)通过优化钻孔设计轨迹和工艺参数、设计大角度造斜钻具组合和研制气动冲击螺杆钻具,保障了钻孔轨迹的精确调控,提高了煤层钻遇率。(3)通过复合强排渣技术和短起钻冲孔工艺的应用,有效提升了钻孔排渣效率。(4)通过采用气动套铣打捞技术,配套设计的专用可退式打捞筒,满足阳泉区矿区碎软煤层孔内复杂事故处理需要,并成功处理2起严重卡钻事故。(5)在阳泉矿区某矿施工完成孔径120 mm的10个定向钻孔,成孔深度均达到450 m以上,最大钻孔深度达到607 m,最大单班进尺76 m。碎软煤层定向孔取得了显著的瓦斯抽采效果,单孔日均抽采瓦斯纯量最大达971.96 m^(3),实现了阳泉矿区碎软煤层瓦斯长时间稳定抽采。研究成果为阳泉矿区碎软煤层瓦斯高效治理提供了新的技术途径,具有显著的应用和推广价值。

关键词：阳泉矿区碎软煤层定向钻进气动螺杆钻具瓦斯抽采钻孔轨迹控制

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逆时偏移角道集速度分析方法研究与实现

Applied Geophysics 2024年第2期21卷 279-288,419,420页

作者：王保利高静怀中煤科工集团西安研究院有限公司西安710077 北京数学与信息交叉科学协同创新中心北京100048 西安交通大学西安710049

与其它成像方法相比,逆时偏移能明显提高复杂介质的成像质量,但是它对速度模型的准确性要求也比其它方法高。作为一种重要的叠前偏移输出,共成像点道集除了能为深度偏移处理提供速度信息外,还可提供振幅和相位信息,同时还能为后续的属... 详细信息

与其它成像方法相比,逆时偏移能明显提高复杂介质的成像质量,但是它对速度模型的准确性要求也比其它方法高。作为一种重要的叠前偏移输出,共成像点道集除了能为深度偏移处理提供速度信息外,还可提供振幅和相位信息,同时还能为后续的属性解释提供依据。本文推导了角道集速度分析的公式,重点分析了该公式的特征、稳定性和速度敏感性等,为后续速度分析提供理论依据;给出了逆时偏移角道集人机交互速度分析的具体实现流程。模型数据和实际数据测试结果表明,本文给出的逆时偏移角道集人机交互速度分析方法具有实用性,能够得到较好的背景速度模型。

关键词：逆时偏移角道集速度分析人机交互

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基于随机森林的三江平原地区作物分类研究

武汉大学学报（工学版） 2024年第4期57卷 519-527页

作者：高若楠施佳子樊红贾永红武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 中国工商银行股份有限公司软件开发中心北京100032 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

为了对三江平原广大地区的农田进行有效监测和管理,提出了一种高效的作物分类方法。在Google Earth Engine中使用Sentinel-2卫星影像,基于不同分类特征的随机森林分类模型对三江平原地区的地物进行分类;在此基础上,对分类模型进行精度评... 详细信息

为了对三江平原广大地区的农田进行有效监测和管理,提出了一种高效的作物分类方法。在Google Earth Engine中使用Sentinel-2卫星影像,基于不同分类特征的随机森林分类模型对三江平原地区的地物进行分类;在此基础上,对分类模型进行精度评价,选择最优分类特征的模型对三江平原地区水稻、玉米、大豆种植区进行识别与提取。研究发现,基于所提方法提取的水稻、大豆种植区总面积与统计年鉴数据高度一致,提取的玉米种植区面积为实际播种面积的0.83倍。结果表明,所提方法可以从Sentinel-2遥感影像中有效提取出不同作物的种植区。

关键词：三江平原作物识别 Sentinel-2 高精度随机森林

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近距离煤层回采巷道非对称破坏机理及其控制

采矿与安全工程学报 2024年第2期41卷 242-254页

作者：丁自伟李帅张杰蔡敏博李亮姬东康萌西安科技大学能源学院陕西西安710054 陕西陕煤韩城矿业有限公司下峪口煤矿陕西渭南714000 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710199

近距离煤层开采时,上位煤层的遗留煤柱集中应力会对下位煤层邻近采空区的巷道掘进产生扰动影响。针对下峪口煤矿3#_(下)煤层回采巷道掘进时产生的非对称变形破坏及支护困难等问题,结合现场地质条件,采用力学分析、数值模拟和现场试验的... 详细信息

近距离煤层开采时,上位煤层的遗留煤柱集中应力会对下位煤层邻近采空区的巷道掘进产生扰动影响。针对下峪口煤矿3#_(下)煤层回采巷道掘进时产生的非对称变形破坏及支护困难等问题,结合现场地质条件,采用力学分析、数值模拟和现场试验的方法,探究23306下进风巷掘进期间产生的非对称变形机理,并提出合理的巷道支护参数及工艺,改善了巷道围岩条件。研究结果表明:上位煤层遗留煤柱及本煤层邻近采空区的存在导致巷道围岩主应力方向及大小发生变化,而非均匀的应力分布致使巷道围岩塑性区呈现蝶形破坏,巷道顶板水平应力变化幅度大、剪切应力大,造成巷道顶板极度破碎,顶板至上覆采空区间全为塑性区分布,顶板两侧应力及塑性区的差异性分布是造成巷道非对称变形的主要原因;数值模拟得到煤柱内X-Y,X-Z,Z-Z方向的应力受本煤层邻近采空区的影响较大,巷道两侧应力大小不等,致使巷道产生非对称变形;根据巷道围岩的受力状态、工作面地质条件及支护成本,优化了巷道支护参数,现场应用效果良好。

关键词：近距离煤层回采巷道非对称变形蝶形破坏围岩控制

基于高分六号的南昌市植被地上生物量遥感估算

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测绘地理信息 2024年第3期49卷 107-112页

作者：刘奕彤邵振峰吴长枝齐晓飞武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 西安测绘研究所陕西西安100081

结合高分六号(GF-6)遥感数据对植被的光谱特征和纹理特征等参数进行提取,对于实地测量的树高和胸径等数据,使用异速生长方程将其转化为地上生物量的观测值。分别采用随机森林(random forest,RF)、支持向量机(sup⁃port vector machine,S... 详细信息

结合高分六号(GF-6)遥感数据对植被的光谱特征和纹理特征等参数进行提取,对于实地测量的树高和胸径等数据,使用异速生长方程将其转化为地上生物量的观测值。分别采用随机森林(random forest,RF)、支持向量机(sup⁃port vector machine,SVM)和K近邻算法(K-nearest neigh⁃bor,K-NN),结合实地采样数据构建植被地上生物量遥感反演模型,并对模型进行拟合效果检验和精度验证。结果表明,在3种机器模型中,随机森林模型的数据结果最优,其决定系数为0.6638,均方根误差为28.13。最终选择随机森林模型对南昌市植被地上生物量进行估算,得到南昌市的植被生物量分布图,为后续研究城市生物量遥感估算和城市生态研究供科学依据。

关键词：地上生物量高分六号遥感反演机器学习

基于权重动态变形和双重网络自我验证的遥感影像分类方法

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激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 275-285页

作者：张庆芳丛铭韩玲席江波荆青青崔建军杨成生任超峰顾俊凯许妙忠陶翊婷长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

目前主流的神经网络在面对复杂多样的地物目标时难以精确区分,同时样本数量少、弱监督条件也容易为神经网络带来大量噪声与错误。为此,在分析遥感影像的地物特点后,提出一种基于权重动态变形的双重网络遥感影像分类方法,通过构架灵活、... 详细信息

目前主流的神经网络在面对复杂多样的地物目标时难以精确区分,同时样本数量少、弱监督条件也容易为神经网络带来大量噪声与错误。为此,在分析遥感影像的地物特点后,提出一种基于权重动态变形的双重网络遥感影像分类方法,通过构架灵活、简易却有效的权重动态变形结构,构建经过改进的分类网络与目标识别网络,形成双网络对照的自我验证,从而提高学习性能、修复误差、增补遗漏、提高分类精度。实验结果表明,所提方法在容易实施的基础上,表现出更强的地物认知能力和更强的噪声抵抗能力,即其能够适应各种遥感影像的分类任务,具有较为广阔的应用潜力。

关键词：遥感影像分类神经网络权重动态变形双重神经网络自我验证

强含水层下特厚煤层综放开采导水裂隙带发育高度

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采矿与岩层控制工程学报 2024年第2期6卷 110-120页

作者：刘成勇宋伟盛奉天古文哲袁超峰张磊中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054 中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054 陕西华彬雅店煤业有限公司陕西咸阳713500

导水裂隙带高度是顶板水害防治的关键参数之一,为研究强含水层下特厚煤层综放开采条件下导水裂隙带发育高度,以彬长矿区雅店煤矿ZF1405工作面为背景,采用多元非线性回归建立了导水裂隙带高度预测模型,并采用数值模拟和钻孔实测相结合的... 详细信息

导水裂隙带高度是顶板水害防治的关键参数之一,为研究强含水层下特厚煤层综放开采条件下导水裂隙带发育高度,以彬长矿区雅店煤矿ZF1405工作面为背景,采用多元非线性回归建立了导水裂隙带高度预测模型,并采用数值模拟和钻孔实测相结合的方法,对该条件下导水裂隙带高度进行了全面探测。结果表明:考虑的影响因素越多,建立的导水裂隙带高度预测模型越合理,模型预测结果为257.4m,相较于经验公式更精确;数值模拟得到的导水裂隙带最大发育高度为244.2 m,发育规律可分为缓增阶段(工作面推进0~200 m)、突增阶段(工作面推进200~280m)和稳定阶段(工作面推进280m后),其中突增阶段最易发生顶板涌水事故,现场开采时,工作面由开切眼推进至200m后需提前做好预防措施;钻孔钻液消耗量和钻孔窥视探测的导水裂隙带高度分别为247.4,238.4m;数值模拟和钻孔实测结果共同验证了预测模型的可靠性,为安全起见,取4种研究方法的最大值257.4m作为最终结果。研究结果可为类似条件的矿井导水裂隙带高度预测提供参考。

关键词：彬长矿区强含水层导水裂隙带预测模型钻孔探测

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基于D-InSAR技术的杨伙盘矿区地表形变监测与分析

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河南科技 2024年第3期51卷 37-41页

作者：马立龙蔡瑞庆张帆李倩文新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第三地质大队新疆库尔勒841000 西安煤航遥感信息有限公司陕西西安710100

【目的】煤炭资源的开采引发一系列的生态环境问题,地面塌陷问题尤为严重,而地表形变监测是修复生态环境问题的首要工作。【方法】InSAR技术作为一种面监测技术,已成功应用到煤矿地面塌陷监测中,本研究利用雷达差分干涉测量(D-InSAR)技... 详细信息

【目的】煤炭资源的开采引发一系列的生态环境问题,地面塌陷问题尤为严重,而地表形变监测是修复生态环境问题的首要工作。【方法】InSAR技术作为一种面监测技术,已成功应用到煤矿地面塌陷监测中,本研究利用雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术,计算2020年8月至2022年10月间共31景Sentinel-1A数据。【结果】在监测期内,开采工作面的地表共形成3个形变中心,分别位于301和303盘区的工作面,地表在煤矿开采后进入快速形变期,之后开始缓慢形变,直至趋于稳定状态。【结论】D-InSAR技术对于此类地面塌陷问题,相较于点监测技术,具有先天的优势,能够快速、准确地获取整个工作面的形变情况,对煤矿生态环境问题的改善起到了指导作用。

关键词：杨伙盘煤矿 D-InSAR Sentinel-1A 地表形变监测工作面

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陕西省煤矿典型水灾隐患特征及治理技术

煤炭学报 2024年第2期49卷 902-916页

作者：董书宁樊敏郭小铭刘英锋郭康姬中奎李超峰薛小渊煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

陕西省煤炭资源丰富,2022年煤炭产量达7.46亿t,是我国主要产煤省份之一。由于全省煤矿区地质及水文地质条件差异明显,煤矿水灾类型多样,随着近年煤炭开采强度的增大,水灾事故时有发生,防治水形势较为严峻。以煤炭赋存条件为基础,系统总... 详细信息

陕西省煤炭资源丰富,2022年煤炭产量达7.46亿t,是我国主要产煤省份之一。由于全省煤矿区地质及水文地质条件差异明显,煤矿水灾类型多样,随着近年煤炭开采强度的增大,水灾事故时有发生,防治水形势较为严峻。以煤炭赋存条件为基础,系统总结区域水文地质结构特征,界定典型水灾类型及各类水灾影响区域分布,论述典型水灾的形成机理及特征,并提出了相应的防控技术。研究表明:(1)陕西省主要煤炭产区分为陕北、黄陇、渭北三大区,陕北侏罗纪煤田主要有顶板松散沙层水灾隐患、厚层砂岩水灾隐患、溃水溃沙灾害,局部区域分布有烧变岩对煤矿造成水灾隐患;黄陇煤田主要受顶板巨厚砂岩水灾隐患、离层溃水隐患、泥砂溃涌灾害隐患威胁;陕北石炭—二叠纪煤田和渭北煤田,主要受到煤层底板奥陶系灰岩水灾隐患威胁。(2)陕北侏罗系煤田顶板水灾隐患主要为顶板含水层受开采导水裂隙带扰动形成,导水裂隙波及砂岩含水层或松散沙层可形成持续大流量涌水,部分区域充水强度较大,在短时间水量较大超过排水系统能力时造成顶板水灾,在薄基岩区域垮落带直接导通松散沙层时可转变为溃水溃沙灾害,导水裂隙带影响到烧变岩富水区域时可形成瞬时水量大且持续的烧变岩水灾;黄陇煤田顶板巨厚砂岩含水层受采动导水裂隙带波及形成高强度持续涌水并可能形成顶板水灾,当含水层下部隔水层厚度较大时,可能形成离层溃水灾害,当近煤层顶板岩层松软遇水易崩解时可转变为泥砂溃涌灾害;陕北石炭—二叠纪煤田和渭北煤田,煤层开采底板扰动破坏带或断层等构造导通奥陶系灰岩含水层时,会引发极为严重的底板突水灾害,该类灾害具突发性强、瞬时水量大的特征。(3)各区域的顶板水灾隐患治理技术主要包括钻孔疏泄、注浆治理、开采参数控制等,底板水灾隐患治理技术主要包括区域注浆加固及封堵等;烧变岩水灾隐患主要采取帷幕注浆与钻孔探放有机结合的防治技术。

关键词：陕西省煤矿溃水溃沙烧变岩水灾离层溃水泥砂溃涌底板奥灰水灾