我国煤矿安全高效开采地质保障系统研究现状及展望

从近40年来我国煤炭工业的发展进程,分析和总结了我国煤矿安全高效开采地质保障系统建设随着煤炭工业从炮采和普采向机械化开采的转变,经历了从煤田地质学发展到采矿工程地质学和矿井工程物探的发展过程,并逐步构建了煤矿安全高效矿井地质保障系统的基本框架。20世纪90年代中后期,随着煤矿采区高分辨三维地震勘探技术体系研究成果的建立和完善,使煤矿精细地质构造、煤与瓦斯突出、矿井突水通道等灾害隐患的探测精度和预测准确度大大提高,促进了我国煤矿安全高效矿井的迅速发展,煤矿安全高效矿井地质保障系统也走向成熟并在全国煤炭系统推广应用。虽然煤矿地质保障系统在保障开采安全、提高开采效率等方面取得了显著的成效,但随着信息技术的深度融合和煤矿机械化水平的进一步提高,煤炭绿色开采、智能精准开采等对煤矿安全高效开采地质保障系统提出了更高的要求,矿井地质透明化是当前煤矿安全高效矿井地质保障系统发展的努力方向。其重点任务是:①在统一的数据融合基础上,进一步提高地球物理勘探精度,提高矿井地质的透明化水平,构建煤矿智能开采地质保障平台;②研发与惯导技术一体的高分辨煤岩辨识仪器装备,实现对工作面前方5 m范围煤岩结构的自动化数据采集与精准识别;③以岩层结构为基础,以岩石力学和流体因子为重点,开发和建立智能矿山建设决策与灾害隐患预警系统。     

煤层瓦斯突出危险区综合预测方法

常规的瓦斯突出预测技术，主要从单一角度出发，无法达到多因素影响下的瓦斯突出危险区域预测精度。以某研究区为例，利用基于遗传算法的支持向量机(SVM)网络，预测了瓦斯含量；将孔隙度作为构造煤的判别因子，并通过概率神经网络(PNN)反演方法，得到了构造煤分布情况；介绍了基于自然伽马曲线的拟密度反演方法，获得了煤层顶板岩性情况。综合瓦斯含量、构造煤分布及煤层顶板岩性3个方面特征，建立了一套瓦斯突出危险区域综合预测方法，为判断瓦斯突出危险区提供了理论基础。经过与实际突出位置做验证，预测结果吻合，说明了综合预测方法在此研究区具有较高的准确性。     

承压水体上开采底板突水灾害机理的研究

以淮北杨庄煤矿Ⅱ617综采工作面特大突水事故为研究背景，通过对其突水地段地质与水文地质情况、突水水源与导水通道、底板防隔水性能、不同应力场相互作用的研究，认为淮北杨庄矿Ⅱ617综采工作面特大底板突水灾害的发生，是其岩性场、应力场与渗流场耦合作用的结果.最后，提出了杨庄矿在回采过程中应采取的防治水安全技术保障措施.     

复合型三角洲的沉积特征与沉积模式

本文用比较沉积学的方法对淮南煤田二叠系三、四含煤段沉积物进行详细研究，初步建立了由多条陆源河流形成的复合型三角洲沉积模式。根据水文（古水文）特征将复合型三角洲划分为三大部分：水下三角洲平原、水上三角洲平原的树枝状河道体系和网状河道体系，并讨论了每个组成部分内的沉积作用特征。通过对比，指出该三角洲体系与单一陆源河流三角洲在成因、展布格局和组合特征等方面存在的差异。     

采场弯曲下沉带内部巷道变形与岩层移动规律研究

利用岩层弯曲下沉带内的一条巷道，通过设点观测下沉值，量测巷道两帮及顶底移近量，结合采面推进速度及矿压观测资料，以及FLAC^3D的计算机数值模拟计算，研究了岩层弯曲下沉带内部巷道的变形和岩层移动规律，丰富了上覆岩层移动的佐证，在新集矿区获得了岩层内部的移动参数，为巷道煤柱的留设提供了直接依据，为反程序开采中合理错开上下层的布面时间提供了依据。     

深部开采岩体力学及工程灾害控制研究

深部开采工程中产生的岩石力学问题是目前国内外采矿及岩石力学界研究的焦点,国内外学者通过理论研究、室内及现场实验研究取得了大量的成果。本文结合笔者的研究工作,总结分析了深部开采与浅部开采岩体工程力学特性的主要区别,主要表现在"三高一扰动"的恶劣环境、五个力学特性转化特点、四个方面的矿井转型、六大灾害表现形式。针对深部工程所处的特殊地质力学环境,通过对深部工程岩体非线性力学特点的深入研究,指出进入深部的工程岩体所属的力学系统不再是浅部工程围岩所属的线性力学系统,而是非线性力学系统,传统理论、方法与技术已经部分或相当大部分失效,深入进行深部工程岩体的基础理论研究已势在必行。     

基于知识协同的企业生产信息融合方法研究

作为企业经营管理决策者进行决策的依据,有价值信息获取的关键在于生产信息融合网络链上相关节点随市场目标变化而动态地组织信息融合模式,以及建立在该网络链之上的关键节点的工作协同流程。知识点是信息协同关键链的基本节点,在生产信息网络组建时可以按照市场的协同需求调用合适的知识点作为节点单元以构成生产信息工作流关键链,也可以结合企业特点变更需求以对个别节点进行调节。知识节点是信息融合的协同处理单元。层面智能元(信息的可视、触摸、嗅、听、闻、受力等层)是组成知识节点的基本单位,构成知识节点的内涵,经过信息融合(加工)形成知识节点的外延,节点间通过外延的握手融合构成信息协同融合链群。     

淮南煤田13-1煤层顶板地质特征与稳定性研究

根据大量钻孔和矿井生产资料，对淮南煤田13一i煤层顶板地质条件进行了详细的分析和研究，结果表明，煤层顶板的沉积环境及沉积特征对顶板的稳定性起主要控制作用。煤层小构造和顶板岩性组合等因素影响顶板稳定性的局部变化．分流河道砂岩是稳定性最好的顶板岩性。厚层分流间湾泥岩顶板的稳定性次之，泛滥平原泥岩顶板和决口扇、潮坪砂岩顶板为不稳定或中等稳定．     

承压水体上对拉面开采关键技术与对策

承压水体上对拉面开采，在国内外尚不多见。本研究结合淮北扬庄矿2635对拉面开采实践，提出了承压水体上对拉面开采关键技术问题，探讨了承压水体上安全开采的途径与对策。     

“三软”煤层巷道围岩变形破坏机理分析

从沉积岩石学和工程地质力学的观点出发，以显德汪矿的软岩巷道为研究对象，进行了大量岩石物理力学性质试验，深入研究了岩石物化、水理性质，探讨了地应力对软岩巷道的控制作用，得出了软岩巷道变形破坏力学机制的新认识。