巷道与上部煤柱边缘间水平距离X的选择

巷道与上部煤柱边缘之间的水平距离X,是底板岩巷和邻近煤层巷道布置的重要参数。本文根据矿山压力的研究成果,阐述了上部煤层采动状况,巷道围岩性质,巷道与上部煤层之间的垂距Z、以及巷道与上部煤柱边缘间水平距离X间的定量关系,为正确选择X值及巷道与上部煤层回采空间的相对位置关系提供了主要依据。     

基于钻孔数据的三维地质建模及可视化系统3DGMS的设计与实现

矿山三维地质建模及可视化是实施数字矿山战略的关键技术,其软件系统的研究与实现对于矿山企业的可持续发展具有极其重要的意义.基于OpenGL图形库和VC++6.0开发平台,从系统目标要求、体系结构和功能模块等几方面设计和开发了基于钻孔数据的三维地质建模及可视化系统3DGMS,实现了地层、矿体、断层、地表和巷道等三维模型的创建与可视化显示,以及灵活的三维视图控制和针对地质模型基本的空间查询、量算、空间剖切、动态模拟等空间分析功能,为我国矿山三维地质建模及可视化软件的设计提供了参考,有益于促进我国矿山信息化的建设.     

高突矿井瓦斯治理抽采模式优化设计

通过对高突矿井的底板抽放巷进行不断优化设计,积极进行实践试验,在保持底板抽放巷与煤层掘进巷道垂距满足防突规定外,把底板抽放巷与煤层掘进巷道的水平距离布置为0～3m,既减少了钻孔的施工量和施工时间,又提高了抽放效果,加快了煤层掘进的速度,缓解了新建矿井接替紧张的局面,安全效应较为明显。     

近距离煤层采空区下回采巷道位置优化与控制

通过理论分析、实验室实验及数值模拟分析相结合的方法,针对汾西煤业集团贺西煤矿近距离煤层3405工作面运输巷和尾巷的位置及围岩控制等问题进行了深入研究,得到运输巷与上部煤柱边缘间水平距离、上部煤层垂直距离之间的关系,确定了巷道的合理位置及煤层间距改变时的支护方案,可为巷道后续的掘进和支护工作打下基础.     

空间球交会的三维加权质心室内定位算法

针对室内定位缺少全球导航卫星系统(GNSS)信号,且传统定位方式定位精度特别是在高程上精度较低的问题,在分析普通三维定位算法、基于场强的三维加权定位算法和基于距离的三维加权定位算法基础上,提出了一种空间球交会的三维加权质心室内定位算法.该方法以未知点与接入点之间距离为半径绘制空间球体,任意两个空间球体构成一个空间球体对,将空间球体对位置关系划分为5种情况;引入前方交会原理,推导空间球体对与待测未知点的几何关系,反演得出5种情况的坐标计算公式;将距离倒数作为参考点权因子,计算未知点三维加权坐标.实验表明:该方法比普通三维定位算法、基于场强的三维加权定位算法和基于距离的三维加权定位算法定位误差明显减小,在点位高程方向上比这3种方法定位精度提高40%以上.     

一种基于几何的空间管道碰撞检测算法

针对管道系统设计布置的具体特点和实际需要,将管道碰撞的含义延伸为管道净空距离设计要求,提出了一种基于几何的管道碰撞检测的实用算法:将管道抽象为两空间线段,首先判断管道的空间几何位置关系,然后计算两线段上最短连线长度,并与相应的设计要求距离比较,判断是否碰撞.根据数学极值理论和几何理论解释了算法的正确性.该方法考虑了阀门、弯头、三通等正常连接形式,适用于任何空间方位(水平、竖直或其他)、任何位置关系(共线、平行、相交、异面)的管道.实际应用表明,此方法能快速有效地检测出碰撞的管道.     

近距离孤岛工作面动压影响巷道围岩控制

近距离煤层孤岛工作面上部煤层与下部煤层回采巷道为楼上楼形式时，下部煤层回采巷道的维护十分困难．结合付村矿209孤岛工作面工程地质实际条件，运用三维数值模拟软件FLAC^3D，分析了此种情况下，影响下部煤层回采巷道围岩稳定性的主要因素．通过对3上煤层开采影响下3下巷道围岩的位移与应力分析研究，指出孤岛工作面楼上楼巷道围岩极不稳定，在动压影响下极易产生形变，其中水平应力对巷道围岩的影响比垂直应力更大．在此基础上提出了控制巷道围岩的空间斜拉锚索的支护方案．     

“三软”煤层回采巷道钻孔卸压参数研究

回采巷道围岩控制一直是"三软"煤层开采高产高效的制约因素之一.根据永华一矿的地质条件,针对传统支护方式无法解决"三软"煤层回采巷道支护的难题,采用理论分析、现场试验的方法,提出了钻孔卸压与U型钢支架耦合支护技术.即通过在巷道U型钢支架之间打卸压钻孔,为巷道围岩变形留设变形空间,降低围岩应力,达到巷道稳定的目的.试验表明,U型钢支架耦合支护和钻孔卸压能够有效地控制巷道围岩变形,支护效果良好,为"三软"煤层回采巷道围岩控制提供了实践和理论依据.     

突出煤层巷道掘进隐伏构造微震超前探测技术应用研究

介绍在突出煤层巷道掘进过程中,通过布置传感器实时采集微地震信号,利用微震监测技术超前探明了掘进巷道采动影响区顶底板的隐伏断层(构造)空间状态及其影响范围,从而实现对地质异常区域进行及时微震预警,通过采取科学合理的针对性安全技术措施,保证突出煤层巷道掘进施工安全。     

基于相控的煤层气藏三维地质建模

煤层气藏是一种非常规天然气藏,与常规天然气藏在赋存方式、物性参数以及开发方式等方面存在较大差异。煤层气藏三维地质模型能够精确描述煤层以及物性参数空间分布,推动煤层气藏的认识由定性向定量的转变,对煤层气藏的开发具有重要意义。以澳大利亚B区块煤层气藏为研究对象,综合应用地质、地震、测井、煤岩取芯分析等资料,分析构造解释的煤层层面、测井精细解释结果以及物性参数精细表征结果;借助Petrel三维地质建模软件,以地震解释煤层顶面构造和断层结果为数据基础,以测井煤层划分结果为约束条件,建立B区块构造模型;在构造建模基础上,以测井资料划分的单井岩相数据为基准,建立煤层相模型;煤层气藏物性参数建模以相控建模理论为指导,以煤层气物性参数表征结果为数据基础,实现干燥无灰基含气量、渗透率、密度、灰分含量、饱和度等物性参数空间分布模拟。在建立的三维地质模型基础上,利用煤层气藏储量计算方法,计算B区块地质储量,确定B区块煤层气有利区优选物性参数及标准,划分煤层气藏有利区。煤层气藏三维地质模型为煤层气藏地质储量计算以及有利区筛选奠定坚实的地质基础,同时也为井型选择与井网布置等后续开发工作提供地质依据。     

穿越断层隧道纵向地震响应规律解析解

隧道穿越断层区域在地震中易受到严重破坏，是隧道抗震设防的重点控制区域。针对现有设计方法很少考虑隧道穿越断层的现状，基于穿越断层隧道地震响应特点，将隧道沿纵向简化为三段位于不同地层条件的黏弹性地基上的剪切梁，推导了地震动下穿越断层隧道纵向地震稳态响应的解析表达式，建立了面向工程设计的穿越断层隧道纵向抗震简化分析方法。首先，采用Kelvin黏弹性地基上的剪切梁模拟衬砌节段，基于格林函数法、拉普拉斯正逆变换和留数法推导衬砌节段在荷载激励下沿纵向的响应。其次再结合衬砌连续性条件获得穿越断层隧道纵向响应解析解。然后通过与数值分析结果的对比分析，验证了该方法的有效性和可行性。最后采用该解析方法进行了敏感性参数分析，探究了边界条件、结构刚度、断层破碎带性质、地基阻尼等关键因素对穿越断层隧道结构地震响应的影响规律：（1）增大衬砌的弯曲刚度会减小衬砌上的位移响应，但同时会显著增大衬砌上的内力响应值；（2）加固断层围岩可减小衬砌在地震动作用下的位移响应，也使衬砌的内力响应减小，并能减小断层对隧道沿纵向地震响应的影响范围；（3）阻尼的存在使衬砌的振动沿隧道纵向出现异步性，加载波的频率越高，隧道衬砌振动的异步性越明显。该解析方法能够快速计算得到穿越断层隧道的地震响应，可为相关隧道工程的抗减震设计提供参考。     

Prediction of Coal Seam Methane Enriched Areas Using Seismic Data

All coal mine disasters are dynamic geological phenomenon and affected by many factors. However, locating the enriched areas of CSM （coal seam methane） may be the precondition for the successful prediction of such disasters. Traditional methods of investigating CSM enriched areas use limited data and only consider a few important factors. Their success rate is low and cannot meet practical needs. In this paper, an alternative method is proposed. The procedure is given as follows： 1） fracture attributes derived from azimuth variations of P-wave data in coal seams and wall rocks can be extracted; 2） AVO attributes, such as the intercept P and gradient G parameters can be extracted from different azimuths from 3D seismic data; 3） seismic cubes can be inverted and the relative attributes of impedance cubes can be extracted; 4） using a GIS platform, multi-source information can be obtained and analyzed; these include fracture attributes of coal seams and wall rocks, the thickness of coal seams, the distribution of faults and structures, the depth of coal seams, the inclination and exposure of coal seams and the coal rank. Through this processing procedure, methane enriched areas can be systematically detected.     

乡宁矿区煤储层地质特征研究

煤层气富集成藏受煤储层地质特征的制约。通过对大量实验测试数据的分析与对比,研究了乡宁矿区煤层气成藏基础地质特征,主要包括煤储层发育特征、煤岩学特征、煤化学与工艺特征及煤级与煤相特征等。结果表明,本区主要煤层煤空间展布稳定、累计厚度大、煤质好、热演化程度高,具备煤层气成藏的基础条件。     

岱庄煤矿近距离煤层微量元素赋存特征研究

煤矿开采的主要对象是煤层,煤层对比清楚与否,直接影响煤矿安全生产和经济效益.岱庄煤矿3上1、3上及3下煤层相距较近,区分不明显,容易造成采掘巷道串层现象.对岱庄煤矿可采煤层中微量元素赋存特征开展研究,掌握不同煤层中微量元素的赋存状况,可很好地判断岱庄煤矿煤层层位,能有效避免地质构造等因素造成近距离煤层采掘串层现象,对合理设计开采方案和采掘进度有重大意义,从而为岱庄煤矿安全、高效生产提供科学依据和保障.     

大跨度浅埋隧道岩体的工程地质研究

目的以我国跨度最大的公路隧道韩家岭浅埋隧道为背景，讨论通过不连续面网络图模拟真实岩体的几何特征．建立工程适。用的计算模型问题。探讨地表不连续面研究成果对于隧道稳定性分析和设计的意义．方法采用蒙特卡洛方法建立不连续面模拟的数学模型。应用计算机随机绘制拟开挖岩体不连续面三维网络图．结果介绍了隧道岩体相关工程地质工作。给出了基于统计原理的岩体不连续面三维计算机模拟方法．结论应用“岩体不连续面数据处理系统”进行数据的计算机处理，可以随机模拟不同不连续面产状参数．绘制出拟开挖岩体不连续面三维网络图，建立工程适用的计算模型．设计初期由拟开挖隧道附近公路路堑边坡得到的工程地质研究结果与隧道施工期间得到的隧道围岩工程地质研究结果基本一致，表明采用地表不连续面工程地质工作研究结果进行隧道设计的可能性．     

Application of 3D Visual Techniques in Daliuta Coal Mine

3D visualization is one of major problems in ＂Digital Mine＂ theory and its technological research field. Through the observation of 3D geological models, spatial structural information, connected with the information of production management hidden in geological data, could be detected. In order to meet the requirement of more efficient coal exploration, a case study of geological characters of the Daliuta Coal Mine is presented in which 3D visual models of the ground surface and geologic bodies are established on the basis of data models and data structures of 3D geology modeling. The main conclusions of this study are as follows： （1） Through analysis and organization of spatial discrete data, the drillhole database is designed with the data of the Daliuta mine; the connections amomg drillhole data are realized and displayed in a 3D environment. （2） Combining real data of the Daliuta mine, drillhole visualization is realized in a 3D environment by using the CoalMiner system. （3） The ground surface modeling of the Daliuta coal mine adopted a surface-data model and a TIN data structure. （4） 3D models of coal seams and rock formations of the Daliuta mine are established, which provide a method for the simulation of complex surfaces of geologic bodies. In the end, the models are applied to the Daliuta coal mine and the result shows that better geological effects are obtained.     

Distribution of Heavy Hydrocarbon in Coal Seams and Its Use in Predicting Outburst of Coal

In order to verify whether any special gas component exists in outburst samples or not, coal samples from both outburst coal seams and non-outburst coal seams were collected. Some gases were extracted from the samples and analyzed qualitatively and quantitatively on chromatogram-mass spectrograph. The qualitative analysis show that there is no special gases in coal seams. And the quantitative analysis indicates that the heavy hydrocarbon content in coal samples from outburst coal seams is apparently higher than that from non-outburst district ones,which reflects the damage of geological tectonic movement to coal body in history. Therefore, the heavy hydrocarbon content of coal sample can be used as an index to predict coal outburst.     

高频大地电磁测深在深埋隧道中应用实例分析

深大长隧道的地球物理宏观预测是当今工程界亟待解决的重大前沿课题。本文首先系统分析了深埋隧道宏观预测的现状,然后简要介绍高频大地电磁测深的基本理论及应用,通过对深埋隧道实例分析,提出采用EH—4电导率成像系统的高频大地电磁法能够准确快速的探测断裂构造、岩溶等不良地质构造,对施工区的地质构造和不良地质体的赋存状态进行超前的宏观预测。     

岩溶地区隧道设计探讨

可溶岩分布面积约占我国国土面积的三分之一,大量隧道的修建使得越来越多的隧道需穿过可溶岩地带。然而可溶岩往往伴随着岩溶洞穴、地下暗河、破碎带等复杂地质构造,这无形中给隧道的修建带来极大的困难。隧道设计,围岩分级是关键,围岩级别的确定离不开超前地质预报。有鉴于此,重点分析了隧道超前地质预报和围岩分级,同时论述了隧道选线和隧道支护等方面,旨在与各位同行交流探讨,共同推进岩溶隧道设计技术的发展,降低甚至避免岩溶对隧道修建的影响。     

Forecasting Fractures in Coal Seams by Using Azimuthal Anisotropy from P-Wave Seismic Data

If the thickness of coal seams and the lithology of both roofs and floors of coal seams have not changed at all or only a little, then it is thought that the elastic anisotropy of coal seams depends mainly on fractures and obeys the horizontally symmetric model of an azimuth anisotropy. For a fixed offset, the amplitude A of the reflection P-wave and the cosine of 2 φ has an approximately linear relation, （ φ is the source-detector azimuth with respect to the fracture strike. Based on this relationship, many things can be done, such as the extraction of macro bins, the correction of residual normal moveout, the formation of azimuth gather, the transformation and normalization of azimuth gathers and the extraction of reflection wave amplitudes of coal seams. The least squares method was used to inverse theoretically the direction and density of fractures of coal seams. The result is in good agreement with the regional geological structure, indicating that the azimuth anisotropic analysis of the P-wave is feasible in evaluating the density and direction of fractures in coal seams.