无井式煤炭地下气化岩层及地表移动与控制

煤炭地下气化是我国先进能源领域重要的研究方向之一,也是我国煤炭资源"流态化"开采技术体系的重要组成部分。目前已完成的煤炭地下气化工业性实验由于实验规模较小没有引起显著的裂隙发育和明显的地表沉降发生。但随着煤炭地下气化实验规模的扩大及推广应用,如何面向不同地质条件进行地下气化生产设计控制裂隙发育及地表沉降是目前亟待解决的瓶颈问题,极大的限制了煤炭地下气化的选址及规模化生产。为了解决这个难题,利用数值模拟方法研究了无井式煤炭地下气化岩层与地表移动规律以及导水裂隙发育高度与气化炉参数的关系,同时利用理论方法提出了"双曲线"型焦化隔离煤柱稳定性评价方法。研究得出:①无井式煤炭地下气化岩层和地表移动曲线与常规条带开采岩层和地表移动曲线形态相似,可参考条带开采地表沉陷预测方法进行无井式煤炭地下气化岩层和地表沉陷计算,但预测参数需修正;②"双曲线"型煤柱评价可分为弯曲和矩形两部分进行,并在此基础上建立了"双曲线"型煤柱稳定性评价方法,可为不同地质条件下地下气化生产设计提供技术支撑;③无井式煤炭地下气化引起的导水裂隙发育高度与气化炉参数直接相关。当气化炉高度一定且隔离煤柱稳定时,气化炉宽度与导水裂隙发育高度呈线性正相关;当气化炉宽度和隔离煤柱宽度一定时,气化炉高度与导水裂隙发育高度也呈线性正相关,故在覆岩含水层下进行地下气化生产时,要兼顾导水裂隙与气化炉参数的关系。     

煤矿沉陷水域水体深度多源数据融合反演北大核心CSCD

为准确高效地获取沉陷水域水深数据,提出了一种煤矿沉陷水域水体深度多源数据融合反演模型。基于Sentinel-2遥感数据和无人船水深实测数据,分别构建单波段模型、多波段模型和对数比值模型。利用支持向量机(support vector machine,SVM)分别对三种经典模型中拟合优度最高的模型进行优化。结果表明:蓝色单波段模型、多波段模型、蓝色与绿色比值对数模型三种模型的拟合优度最靠前,分别为0.635、0.675、0.517;均方根误差分别为1.32 m、1.24 m、1.53 m。对经典模型进行SVM优化后,反演精度均有提高,拟合优度分别为0.724、0.759、0.522;均方根误差分别为1.15 m、1.07 m、1.52 m;SVM多波段模型的反演精度最高。研究表明,利用多源数据融合反演沉陷水域水体水深能够达到一定的精度要求,可以为矿区沉陷区水域治理提供依据。     

多工作面影响下概率积分法参数拟合方法的探究

传统的概率积分法参数拟合方法仅仅考虑了单一工作面采动的影响,致使在这种情况下求参精度不高。为了提高求参的精度,分析了传统求参模型在工作面地表移动变形受多个工作面开采影响时所存在的问题,提出了多工作面影响下概率积分法求参的方法。实例分析表明,多工作面参数拟合方法对拟合精度的提高确有很大帮助,将拟合数据的精度由传统方法的141mm提高到67mm,提高了52.6%,从而提高了概率积分法的预测精度和适用范围。     

采动区建筑物损害综合评价技术研究

采动区建筑物破坏一直是大量学者研究的重点,然而建筑的破坏往往不是单一原因造成的,而是多种因素协同作用下的结果,这给采动区建筑损害预计评价带来困难,所以亟待开展研究。本文以采动区受损建筑物为研究对象,首先对造成采动区建筑物受损的主要因素进行分析,建立采动区建筑物受损风险的评价指标体系,在此基础上建立采动区建筑物损害综合评价模型,可为采动区建筑物损害前期的预防保护与后期的鉴定赔偿工作提供一定的参考。     

高温-热学参数耦合效应下地下气化围岩温度场扩展模拟研究

煤炭地下气化过程中产生的高温改变了燃空区围岩的热学参数,从而影响燃空区围岩温度场的传播.目前缺乏针对高温-热学参数耦合效应下的煤炭地下气化围岩温度场扩展规律的研究,造成气化过程中温度场扩展的反演计算相对失真,限制了多场耦合条件下地下气化采场围岩控制技术的发展,亟待开展相关研究.利用Fish语言对FLAC3D自带的热传导...     

高潜水位矿区土地利用和碳储量时空变化规律与预测

高潜水位矿区采矿活动及城镇化发展会导致土地利用类型明显变化,进而影响矿区的固碳能力。采用潘谢矿区2002—2021年5期土地利用数据,利用FLUS (Future Land Use Simulation)模型,选取了采矿、社会经济和气候环境等方面数据作为驱动因子,分别预测了自然发展和生态保护两种情景下2028年土地利用变化,再结合InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型,计算了潘谢矿区2002—2021年的历史碳储量以及2028年不同情景下的未来碳储量,并对潘谢矿区碳储量的时空变化特征进行了分析。结果表明：(1) 2002—2021年潘谢矿区土地利用变化表现为耕地不断减少,湿地和建筑用地持续增加,其中耕地减少了147.93 km²,湿地和建筑用地分别增加了71.01 km²和75.76 km²。在此期间,潘谢矿区碳储量减少了1.62×10⁵ t,减少幅度为3.83%,其中在2018—2021年碳储量下降最快...     

离层注浆开采关键层变形特征及地表沉陷控制效应

为研究覆岩离层注浆开采条件下关键层变形特征及地表沉陷控制效应，准确预计地表移动变形值，对离层注浆开采关键层变形进行了力学分析，将关键层下方离层注浆充填体和煤岩体的组合视为弹性地基，并将之划分为压实区、欠压实区和实体煤区3种不同的区段，基于弹性地基梁理论，给出了关键层挠度方程和弹性地基系数计算方法；采用“两步法”,通过分层模拟的方式开展了离层注浆开采关键层变形与地表沉陷数值模拟，研究了不同工作面宽度条件下离层发育和关键层破断特征，以及不同注采比条件下地表移动变形特征；借鉴等价采高理论，将离层注浆开采条件下关键层弯曲下沉空间等效视为开采空间，结合概率积分法，建立了适用于离层注浆开采的地表沉陷预计模型。以淮北矿区袁店二矿7221离层注浆开采工作面为例进行了验证，结果表明：该地质条件下，离层注浆开采工作面宽度宜设计在90～120 m;采用提出的预计模型和方法能够对离层注浆开采条件下的地表沉陷进行有效预计，预计值与实测值平均误差9 mm,在允许误差范围内；离层注浆开采地表沉陷控制效果显著，减沉率约83%。