Inversion Calculation Method of All-time Apparent Resistivity with Transient Electromagnetic Based on Stochastic Resonance

通过深入研究均匀半空间瞬变电磁法解析式迭代法的特点,总结出“龙格”多解和系统受噪声污染产生的多解在物理表现形式上是统一的,因此引入随机共振算法来消除“龙格”多解现象.试验结果表明,此反演方法有效地解决了TEM全区视电阻率迭代算法反演时的多解现象,并且具有较高的反演精度.     

现阶段招投标遇到的困惑及其对策分析

 文章从现阶段招投标遇到的困惑谈起,指出了招投标过程中依然存在着一些问题：一是“围标”及“明招暗定”现象;二是技术标趋同,评标作用严重弱化,形成了“评标失灵”现象;三是“评标失灵”现象的存在影响了建筑业的健康发展。针对这些问题,文章提出了对策和建议：一是改变目前的现场报名方式,推行网上报名,真正实现随机、自主、公开、公平报名;二是加强专家评标的独立性,严格限制非评标人员利用现场服务的机会与评标人员接触;三是提出了“实力标”的概念,建议对技术标进行进一步地完善与扩充,从技术标上升为“实力标”,对标书的评判要能评出全貌、评出优势、评出企业水平,使评标环节真正发挥应用的作用。     

中国矿产资源发展战略思考

结合中国矿产资源现状与需求,分析了中国矿产资源开发利用中存在的迫切问题,以矿业全球化的角度,提出中国矿产资源的发展战略,应基于国际、国内的“两种资源”与“两个市场”,对内大力发展“循环经济”;对外强势实施“走出去,稳阵脚,重实效”战略,指出发展战略的必要性,深化“走出去”战略的发展方向,并从国家与企业层面进行系统规划、合理建设,积极拓展“国家建立国际资源开发战略及保障体系”与“企业积极参与境外风险勘探、深化‘以工程换资源’模式、开展国际化人才队伍建设、提高跨国管理水平、加大矿业技术创新与应用”等多项“稳阵脚,重实效”保障措施。     

中国中部6省城市经济发展空间分异研究

 采用主成分分析、空间自相关分析等方法研究我国中部山西、河南、湖北、湖南、安徽、江西6省86个地级市2012年经济发展空间分异规律，旨在揭示我国城市经济发展空间分异规律，为相关经济政策的制定提供参考。研究结果显示：1）经济空间发展呈现“多核结构”和“点—轴”发展特征，其中，经济发达地区成为各省的发展“核”，中部6省呈现多“核”并存的现象，在经济发达地区和经济较发达地区之间形成了多条经济发展轴；2）经济空间呈现“六峰两谷”的格局，其中，6个经济实力热点——太原市、郑州市、武汉市、铜陵市、长沙市和南昌市——成为6省经济发展的峰值点，鄂豫皖以及湘鄂西部等远离各省中心城市的省际边缘地带和山区形成经济欠发达的两大谷地；3）总体来看，中部6省各市（州）经济差异现象显著，区域发展不均衡。     

松软突出煤层钻进困难的原因分析

在分析煤层深孔钻进困难原因的基础上，提出“钻穴”概念，分析了“钻穴”对钻进的影响。在分析“钻穴”类型及成因的基础上，建立“钻穴”内流体排渣模型，采用数学方法，分析钻孔深度和“钻穴”的关系。结果表明：在纯流体排渣情况下，松软、突出煤层的钻孔深度几乎与钻机动力大小无关，而取决于危害型“钻穴”的发生位置和“钻穴”的体积大小。基于对“钻穴”的新认识，提出流体与机械协同排渣的新观点，以此克服或减轻“钻穴”的危害，并发明了“双动力低螺旋钻杆”。     

大松动圈下锚固承载层支护效应的弹塑性解

对于大松动圈围岩巷道,锚杆和围岩共同作用在松动圈内部形成了“锚固承载层”。为研究大松动圈下“锚固承载层”对巷道围岩应力分布的影响,通过理论推导和实例分析,认为“锚固承载层”在极限平衡状态下对塑性区提供的支护强度[pid]由锚杆支护强度[pi]和锚固承载结构强度两部分组成,根据支护强度[pi]和锚固层厚度b的关系提出了“锚固界限厚度”概念。对于松动圈外的围岩,将巷道周边的应力分布进行了重新计算并与传统的Finner-Kastner解进行了比较。研究表明：承载结构在巷道稳定性控制中占据主导作用,支护强度和承载结构协调作用更有利于巷道维护,修正Finner-Kastner解可为深部巷道围岩支护机理研究以及巷道支护参数设计提供理论依据。     

“协同开采”内涵析理与发展方向展望

“协同开采”是我国学者独立提出的一项采矿技术理念，该理念在推广应用过程中出现了一些争议。通过对“协同开采”的内涵进行析理，对相关争议进行了回应，并对其发展方向进行了展望。首先，回顾了“协同开采”理念的提出背景与发展过程，概述了我国学者在协同开采领域的相关研究进展；其次，对与该理念密切相关的“开采”与“采矿”、“协调”与“协同”两组基础词汇进行了内涵辨析；在此基础上，进一步对“协同开采”定义做了修订，并划分了“协同开采”的类型；然后，对“协同开采”与“协调开采”、“参数优化”之间的区别及对有关“协同采矿”、“适用领域”等方面的争议给出了明确观点；最后，从理论研究、采矿设计代次、领域横断发展、横向分支技术、特殊环境下资源开采、与新一代信息技术（如人工智能技术、大数据技术等）相结合等方面，对“协同开采”未来的发展方向进行了展望。分析结果对于准确理解“协同开采”内涵及推进相关科学研究与技术开发具有重要促进作用。     

人工神经网络在应力波数据采集中 处理噪音信号的应用研究

采用人工神经网络方法处理冲击凿岩过程应力波数据采集中出现的噪音信号(即“毛刺”现象), 依据局部脉冲噪声的分布特征, 利用人工神经网络进行噪声检测并实现噪声滤除。结果表明, 利用人工神经网络处理冲击凿岩过程应力波数据采集中出现的“毛刺”现象效果理想, 能很好的去除噪音, 使不可用信号成为可用信号。     

大采高采场关键层“悬臂梁”结构运动型式及对矿压的影响

通过理论分析并结合模拟实验,提出了大采高覆岩关键层“悬臂梁”结构的3种运动型式,即：“悬臂梁”直接垮落式、“悬臂梁”双向回转垮落式、“悬臂梁-砌体梁”交替式。结合关键层“悬臂梁”与“砌体梁”结构对采场矿压影响的对比分析,揭示了关键层“悬臂梁”结构3种运动型式对采场矿压的不同影响规律,并得到了补连塔煤矿7.0 m支架综采工作面矿压实测数据的验证。     

料层粉碎、多碎少磨与惯性圆锥破碎机

总结了现有的粉碎理论,从物料破碎机理出发,对“料层粉碎”进行了研究,分析了碎磨成本与入磨粒度的关系,进一步说明了“多碎少磨”工艺流程的重大现实意义,简述了惯性圆锥破碎机的结构特点和工作原理,并通过实例表明了惯性圆锥破碎机是基于料层粉碎原理、能满足“多碎少磨”工艺要求的新型节能超细破碎设备。     

红柳煤矿大采高综采覆岩“两带”高度的综合探测

为获取软覆岩综采一次采全高工作面“两带”高度,以神华宁煤集团红柳煤矿1121工作面为例,综合运用地表钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔彩色电视观测和井下瞬变电磁法物探3种技术手段,对采空区上覆岩层“两带”高度进行了探测。综合探测结果表明：缓倾斜（煤层平均倾角8.5°）、厚煤层（采高5.0 m）、软覆岩,综采一次采全高工作面垮落带高度为煤层厚度的8.55倍,导水裂缝带高度为煤层厚度的12.51倍。3种探测技术手段都是对“两带”高度的直接观测,但在精度上存在较大差异：钻孔彩色电视观测最优,可精确到米级以内;钻孔冲洗液漏失量观测次之,可以获得较为精确的数据;瞬变电磁物探观测最差,仅能确定大致的范围。     

煤层气井水力压裂“T”型缝延伸模型的建立及应用

与常规储层不同,煤层压裂裂缝形态复杂多样,其中“T”型缝是典型代表之一。为准确模拟“T”型缝延伸,满足实际压裂设计需要,通过建立数学模型、控制流量、单因素分析等方法对煤层复杂缝中的“T”型缝进行了研究,进而得到煤层压裂“T”型缝延伸规律。通过对PKN模型和Penny模型组合提出了“T”型缝的简化模型,并将多层压裂的流量分配思想应用于“T”型缝中的流量控制。通过实例模拟计算了“T”型缝中各部分的尺寸,在此基础上分析了施工时间、排量及压裂液黏度对“T”型缝系统中各部分几何尺寸的影响规律。研究表明,通过优化施工参数可获取理想尺寸的“T”型裂缝。     

大采高采场力学模型及支架工作状态研究

以大采高岩层运动及应力分布规律为核心,运用“传递岩梁”理论对大采高综采工作面上覆岩体破断类型及其平衡结构进行分析,研究建立了大采高采场结构力学模型,探讨了大采高采场的覆岩结构及运动规律,详细分析了“给定变形”、“限定变形”两种力学状态下支架工作荷载即缩量确定方法,修正了大采高下直接顶及基本顶概念,确立了支架载荷的计算方法。研究表明：采高增大,直接顶厚度可能大幅度增加,直接顶中出现大跨度悬顶坚硬岩层的几率增大。影响采场矿压显现的“传递岩梁（基本顶）”范围相对减少,对采场矿压有明显影响的岩梁距采场的高度增大。准确地确定悬顶位置、厚度及可能的最大悬跨度是大采高采场顶板控制设计及支架选型计算的关键。     

大采高综采采场关键层运动型式及对工作面矿压的影响

掌握大采高综采采场关键层结构形态及运动型式是分析工作面矿压显现规律的基础。采用理论分析方法,得出了大采高综采采场关键层存在2种结构形态和6种运动型式,并给出了各结构形态和运动型式的形成条件,2种结构形态为垮落带关键层"悬臂梁"结构形态和断裂带关键层稳定"铰接"结构形态,6种运动型式为"悬臂梁"直接垮落式、"悬臂梁"双向回转垮落式、"悬臂梁"二次回转垮落式、"悬臂梁-铰接"结构交替式、"砌体梁"结构运动型式和"短砌体梁"结构运动型式。采用UDEC数值模拟方法验证了各形成条件下的关键层的运动型式,揭示了6种关键层运动型式对采场矿压的影响规律,最后得到了现场实测数据的验证。     

矿井巷道-钻孔瞬变电磁二维拟地震反演方法及应用

采空巷道严重威胁煤矿安全和矿工生命,因其体积规模较小,常规物探对其探测精度较差,钻探手段也很难准确命中目标,为解决采空巷道的精细探测问题,提出一种煤矿井下巷道-钻孔瞬变电磁探测方法。该方法属于一种定源动接收的二维工作方法,通过在孔口布设一固定不动的发射线框,在孔内沿钻孔移动接收探头进行三分量观测,进而实现对钻孔径向低阻地质异常体的高精度探测。该装置观测曲线形态复杂,反演难度大。通过基于CPU+GPU异步并行的时域有限差分三维数值模拟分析了其数据特征,提出了结合分时段和全时段波场反变换算法2者优势的基于相关的滑动时窗波场反变换算法对数据进行高精度波场转换,研究了二维装置的虚拟波场时距曲线特征,得出了相应的动校正算法,采用等效导电平面法构建了初始速度模型,最终在虚拟声波介质假设下通过共轭梯度全波形反演技术实现了巷道-钻孔瞬变电磁数据的拟地震反演。计算了三维数值模拟、水槽物理模拟和井下现场模拟资料的反演结果,对钻孔径向的小规模异常体取得了良好的成像效果。结合山西煤矿井下的工程实践,对该方法精细探测积水采空巷道性质、形态和规模的实用性和有效性进行了检验。研究表明:巷道-钻孔瞬变电磁探测方法是井下物探与钻探的有机结合与相互补充,能够有效应用于积水采空巷道探测。     

三维井地电阻率法正演数值模拟研究

井地电阻率法主要是在井中供电地表测量电位值,并通过地表测量到的电位值计算得到地表视电阻率值反演地下异常体的各种性质(电阻率在地下的分布)。而正演是反演的基础,视电阻率三维正演的主要难点是用计算机编程实现三维数值模拟,其次是迭代算法的合理选择。本文主要研究以下几个方面:①从电法最基本的理论出发导出有限差分理论公式,通过计算机编程实现其算法,并通过大量理论模型计算理论值(解析解)对比数值解来验证算法的正确性;②使用不同迭代算法(高斯赛德尔迭代、超(低)松弛)比较迭代次数和计算时间。     

西部生态脆弱区现代煤-水仿生共采理念与关键技术

针对西部生态脆弱矿区富煤贫水特征和原生态保护要求,建立集开采和生态保护为一体的"现代开采生态系统";基于采前地下水及地表生态的稳定性关系或生态"原态"约束,提出煤水资源开发中的"煤-水仿生共采"理念、煤炭开采与水资源开发及地表生态保护同步的"煤-水仿生共采"模式;按照"隔离-导流-控制"的仿生共采新思路、提出"隔离层控制"原理和开采"地下水漏斗聚集"调控效应;构建了集分区设计、隔离重构、仿生控制为核心的煤-水仿生共采保护控制关键技术体系;开发了"压裂-开采-注浆"开采隔离保护工艺、地下水汇集调控关键技术。     

厚冲积层薄基岩采场围岩三维力学特征

采用相似条件采场类比、现场实测和数值分析综合研究方法,研究了厚冲积层薄基岩采场围岩三维力学特征,研究表明：厚冲积层薄基岩采场矿压显现与基采比密切相关,随着基采比增大,采场矿压趋于缓和。按基采比大小可将采场划分为“有板有壳”、“有板无壳”和“无板无壳”3种类型。“有板有壳”类型采场,应力壳为采场第1掩体,其下位的断裂带板（梁）结构为第2掩体,采场矿压显现缓和;“有板无壳”类型采场,断裂带板（梁）结构为采场惟一掩体,其上位无“应力壳”承载,板（梁）结构失稳后采场矿压显现剧烈;“无板无壳”类型采场,无板（梁）结构和“应力壳”的掩护,冲积层荷载直接传递在液压支架上,该类采场易发生压架事故。“无板无壳”类型采场的覆岩结构沿竖向划分为两带,即“垮落带”和“弯曲下沉带”。并对形成3种类型采场的力学机理进行分析。     

难动用煤层气资源的高产开采技术研究——论煤层气资源的特殊性及其开发工程中的“窗-尾效应”

针对中国煤层气产业发展中,工程成功率和产量达成率双底以及开采难动用资源缺乏有效技术的两大难题,提出了解决两大难题的基本技术思路,建立了1套新的资源认识标准,并在这个标准指导下探讨如纠偏并设计更有效的开发技术路径和实施办法。研究发现了煤层气在赋存规律和开采技术要求上不同于其他天然气资源的三大特殊性,第一"非气",典型意义上的煤层气以特殊的固流体状态赋存,独立相态的气体资源是不存在的,依据耦合动力的不同把煤层气资源分为四大类;第二"育采",开采煤层气从来都不是直接采气,采气之前必须先通过解构工程把气培育出来,要么先"采水(排水)",要么先"采煤(掏煤)";第三"窗-尾效应",难动用煤层气资源的开采工艺的有效性取决于储层改造"时间窗"和排水"长尾"的管控效率。     

煤矿安全生产理念研究

分析了我国近年来煤矿事故,得出特别重大事故起数∶重大事故起数∶较大事故起数∶一般事故起数=1∶5∶30∶405。提出“不死人不等于安全,只有安全才能不死人”、“简单就可靠”、“裕量保稳定”、“无人就安全”、“采煤易,安全采煤难”、“安全是自己的”、“均衡生产”等安全生产理念。提出正确的理念、合理的规划、可靠的装备、实用的技术、称职的人员、科学的标准、严格的制度、精细的管理、有效的救援等是安全生产的重要保障,安全生产要做到行为规范、装备可靠、环境达标、处置有效、机构健全、制度完善。