越层水文地质现象及对煤矿防治水的影响研究

地层沉积作用直接影响地下含水层的发育条件,尤其是不整合接触地层界面含(隔)水层特征会发生差异性变化;通过对地层不整合接触面处发育的风化带、古河床性质分析,利用沉积规律与水文地质结构概化和水文地质勘探方法,提出了地层不整合界面易造成地层界线与水文地质边界不重合的越层水文地质现象,即含水层跨过地层界限同时发育于不同地层之中。对不同类型的越层水文地质现象进行了分类分析,概化出"平行-减薄"型、"平行-增厚"型和"侵蚀-增厚"型3种主要的越层水文地质结构模型。结合我国现阶段主要产煤区的沉积地质及水文地质条件进行分析,研究了鄂尔多斯盆地侏罗系煤田顶板直罗组砂岩含水层和华北地区石炭-二叠系煤田底板奥陶系灰岩含水层存在的越层水文地质现象及其对煤层开采的影响,并提出了考虑越层水文地质现象时矿井综合防治水措施。研究表明:侏罗系煤田开采顶板延安-直罗组地层间越层水文地质现象使得隔水层厚度减小,矿井水文地质条件更加复杂;石炭-二叠系煤层开采过程中,由于底板奥灰顶部的越层水文地质现象,使得底板隔水层厚度增加,可将部分奥灰地层作为隔水层进行利用,有助于煤层开采过程中的底板奥灰水害防治。     

基于排水沟数值模型的工作面涌水量预测

采煤工作面的涌水量预测是煤矿生产过程中防治水工作开展的基础。通过对煤矿采空区水文地质条件概化研究,结合地下水数值模拟软件Visual MODFLOW中各类源汇项的水文地质模型的分析,提出采空区涌水在数值模拟过程中需将其概化为具有面状排水特征的排水沟边界条件,利用面状排水沟边界和局部水均衡分析,可计算得出工作面回采后采空区涌水量。利用本研究得出的采空区概化方法,对黄陇煤田亭南煤矿303工作面进行涌水量数值模拟预测,结果表明其方法合理可靠,流场刻画和水量预测结果均优于以往采用群孔抽水井的概化模型。     

彬长矿区煤层开采导水裂隙带高度探测及计算

针对彬长矿区煤层开采顶板导水裂隙带发育规律复杂,导致矿井水害影响评价难度大的问题,通过分析典型工作面的涌水情况,对比不同开采参数下工作面涌水差异特征,初步得出不同工作面长度对导水裂隙带的差异性影响;以现场实践为指导,提出“采前背景条件探查、采中水位动态监测、采后综合测试”的煤层开采全过程导水裂隙带高度综合实测方法;基于矿区内大量导水裂隙带高度实测结果,分析得出彬长矿区导水裂隙带发育规律呈现明显的工作面长度控制效应,采长175～240 m时导水裂隙带发育高度较大,采长80～151 m时导水裂隙带高度相对较小,在同一工作面长度控制下,导水裂隙带高度随采高呈非线性增长的规律;根据导水裂隙带高度变化规律,采用非线性回归分析方法,分别拟合出2种开采参数下导水裂隙带高度计算经验公式,并分析了公式的适用范围;采用推导的经验公式对区域内新开采工作面影响白垩系洛河组含水层程度进行分析,结果表明所得经验公式可以较好地评价工作面受洛河组含水层充水的影响程度,与《煤矿防治水手册》推荐的经验公式相比其计算精度明显增加。研究成果可对彬长矿区和周边相似条件矿井导水裂隙带高度的确定提供较好的参考,同时丰富了我国西部侏...     

面向双模态红外图像差异的拟态融合方法

针对传统融合方法无法根据双模态红外图像差异特征的不同选择有效的融合策略的问题,提出了一种面向红外光强与偏振图像差异的拟态融合方法。首先计算图像特征差异度对差异特征进行粗筛,制定主差异特征类型的选取规则来确定图像组的主差异特征;然后构造特征融合度,以建立差异特征与拟态变元集中各层变元的映射,确定变元分层结构;最后在变元分层结构选择主差异特征类型的各层变元,比较不同拟态结构变元组合时差异特征的特征融合度,确定其最大值占比最高的拟态结构,形成变体。实验结果表明,经主观分析本文方法结果的视觉效果比对比方法结果的效果更优;经客观评价本文方法结果均为有效融合,因此本文方法实现了对融合策略的自适应选择并提高了图像的融合质量。     

徐州市采煤塌陷地治理与生态重建问题研究与分析

徐州市拥有一百多年的煤炭开采历史，长期的煤炭资源开采与利用为地区发展做出了巨大贡献的同时，也给当地生态环境造成了严重损害。地质灾害频繁发生，其中大面积的采煤塌陷尤为突出。本文在对徐州矿区主要采煤塌陷地进行综合分析的基础上，旨在探讨塌陷地的治理和生态重建措施。     

面向双模态红外图像融合算法选取的联合可能性落影构造

针对现实场景中双模态红外图像融合对异类差异特征协同优化融合的需求,且现有差异特征属性无法根据差异特征多个属性的变化针对性地调整融合算法进行有效驱动,导致融合效果差的问题,提出了面向双模态红外图像融合算法选取的联合可能性落影构造方法。首先计算双模态红外图像多融合算法下不同差异特征的融合有效度、统计差异特征分布特性;再构造差异特征融合有效度的可能性分布,通过最小二乘估计法拟合可能性分布函数;然后通过择优比较法对不同差异特征融合有效度的可能性分布进行对比分析,确定差异特征可能性分布函数投影权重,构造联合可能性落影函数;最后分析联合可能性落影函数截集水平,结合差异特征分布特性构建融合性能指标动态选取最优融合算法。实验结果表明,本文方法所选出的最优融合算法在主客观综合分析上优于其他算法,验证了本文将联合可能性落影运用于双模态红外图像最优融合算法选取中有效性和合理性。     

导水断层破碎带注浆浆液扩散机制试验研究

煤层底板突水往往由于揭露导水断层破碎带而引起,但由于导水断层破碎带浆液扩散机制不清,致使在注浆过程中钻孔轨迹与断层倾向关系、浆液水灰比和注浆压力等重要参数选择盲目,注浆加固效果不佳.针对上述问题,研发设计变倾角可视化三维断层破碎带注浆模拟试验系统,基于该试验平台,开展了不同断层倾角、浆液水灰比和注浆压力的导水断层破碎带...     

深埋煤层开采顶板泥砂溃涌灾害形成机理

深埋煤层开采采场顶板泥砂溃涌灾害是近年来侏罗系煤田发生的一种新型水害类型。以黄陇煤田照金煤矿ZF202工作面发生的泥砂溃涌灾害为背景,采用理论分析、现场探查、实验测试以及数值模拟等手段,分析黄陇煤田泥砂溃涌灾害发生的水源、物源和动力源基础,揭示侏罗系煤田深埋煤层泥砂溃涌灾害的形成机理。研究表明,照金煤矿深埋煤层采场泥砂溃涌灾害发生的主要原因在于煤层顶板侏罗系厚层胶结不良泥岩地层,在白垩系洛河组含水层充水影响下,泥岩地层迅速泥化崩解,从而造成工作面基本顶滑落失稳,发生压架切顶,崩解的松散泥岩层沿切顶通道集中溃入井下采掘空间造成灾害。研究成果为揭示深埋煤层的泥砂溃涌灾害具有重要意义,对后续区域内该类灾害危险评价与防治技术提供依据。     

采区顶板涌水量数值模拟及预测评价

潘三矿西一采区上部8煤开采工作面多次发生顶板含水层突水现象,为确保西一采区上部8煤剩余工作面的安全生产,在分析该研究区水文地质及地质构造条件的基础上,采用Visual Modflow软件建立了该研究区地下水数值模拟模型,并应用该模型预测了潘三矿西一采区上部8煤4个工作面在自然开采状态下的矿井涌水量,为其在开采过程中采取适当的疏排水方案提供依据。