无机轻质充填材料在治理煤矿瓦斯积聚区的现状探讨

煤矿安全技术发展的重点是应用高新技术解决煤矿重大灾害防治中的关键技术难题提高煤炭灾害综合防治能力,防治瓦斯超限引发的事故是目前我国煤矿安全生产所面临的重要问题之一。基于高瓦斯矿井抽放钻场的瓦斯积聚治理现状本文分析现有充填材料优缺点。     

煤矸石与粉煤灰混合物气力充填的实验研究

介绍了煤矸石与粉煤灰充填材料的物理化学组成和运输系统工作原理,对采空区进行了气力充填的实验研究,针对输送过程中的常见问题提出了具体对策。     

GA-SVM和神经网络组合模型预测充填钻孔寿命

 充填钻孔是充填料浆从地表输送到井下采场的咽喉工程,是矿山正常运转的保障,因此对矿山充填钻孔使用寿命进行预测十分重要。通过建立支持向量机（SVM）和BP神经网络组合预测模型,用训练集对模型进行训练,以验证集预测值的均方误差作为SVM适应度函数,通过遗传算法（GA）对SVM模型参数进行优化选择,应用优化得到的SVM模型进行预测,并结合BP神经网络进行残差修正,最终得到预测结果。以某矿为例,通过GA得到SVM模型最优参数：适应值（均方误差mse）=0.0111,惩罚系数C=47.0768,核函数参数σ=2.2638。通过优化的SVM模型,对预测集充填钻孔寿命进行预测,经BP神经网络残差修正,预测结果的相对误差均控制在3%左右。对比单一预测模型,组合预测模型预测结果更加理想,精度更高,在类似的预测工程中有良好的推广价值。     

某矿山最佳充填站站址方案选择

 充填站站址是一个充填矿山的咽喉工程,其合理与否是一个新建充填系统的关键。为解决充填站站址方案优化选择问题,本文通过现场调研、资料分析、专家咨询等方式,综合考虑经济、技术、环境、安全等因素,建立了充填站站址方案综合评判指标体系,进而运用层次分析法(AHP)、熵值法(EM)和逼近理想解的排序法(TOPSIS)的基本理论对充填站站址方案进行综合评判,从而确定最优充填站站址方案。评判过程中,为均衡主观、客观因素对各评判指标权重的影响,运用层次分析法确定各评判指标的主观权重,结合熵权法计算得到的客观权重,得到均衡主观、客观因素影响的均衡权重,进而结合逼近理想解的排序法的基本原理建立AHP&EM-TOPSIS综合评判模型,计算得到各充填站站址方案基于评判指标的综合优越度,从而确定各充填站站址方案的优劣。将该方法应用于某矿山实例中,依据该矿山实际条件,拟定3种待选充填站站址方案,建立充填站站址综合评价指标体系,进而运用AHP&EM-TOPSIS综合评判模型对各充填站站址方案进行评判,得出拟选择3种充填站站址方案的综合优越度分别为:71.2%, 46.4%,56.3%,从而确定第1种方案最优。经该矿山实践表明,本文方法所确定的充填站站址方案在生产过程中取得了良好的经济、社会效益。     

振动对充填裂隙渗透率影响的实验研究

为了研究振动和充填泥沙的共同作用对裂隙岩石渗透率的影响,通过对裂隙试件在充填和振动后条件下的渗流实验,得到了频率和振幅与充填裂隙岩石渗透率的关系曲线。结果表明,充填泥沙后的相对渗透率低于充填前,最小降幅为10.19%,最大降幅为59.74%。在相同的振幅下,试件的相对渗透率随频率的增加都基本呈下降趋势;振动后的渗透率低于振动前的渗透率;充填试件在较大频率振动下,渗透率减小的更为显著。在相同的频率下,充填试件振动后的渗透率基本上都减小了,最小降幅为8.90%,最大降幅为51.23%;而未充填试件振动后的渗透率与振幅存在一定关系;相对渗透率与振幅的变化之间存在拐点,相对渗透率并没有随着振幅的增加而一直减小。     

防砂井挡砂介质堵塞规律实验及堵塞程度定量预测模型

防砂井挡砂介质堵塞造成降产已成为困扰油气井防砂的关键问题。已开展的大量堵塞规律研究主要涉及机理和定性描述,尚未形成可用的堵塞程度定量预测方法。针对这一问题,本文在广泛应用的砾石充填防砂条件下,利用挡砂介质堵塞评价驱替实验装置,进行了砾石层堵塞机理和规律实验,着重考察了砾石层堵塞渗透率比随驱替时间、砾砂中值比、流体流速、流体粘度、粘土含量、细质含量等生产条件的定量变化规律。根据实验数据,首先拟合砾石充填层堵塞渗透率比随时间的定量关系,引入综合堵塞系数和单项堵塞系数表征各生产条件对堵塞规律的影响,然后拟合了堵塞系数与各生产参数的经验关系,整合得到一个根据防砂参数和生产条件预测砾石充填层堵塞程度随时间变化规律的定量模型。结果表明,不同生产条件砾石层渗透率在投产早期下降较快,然后下降速度减缓并趋于基本不再变化,达到堵塞平衡状态。具体变化规律由防砂参数和生产条件控制。使用实际防砂井资料进行了模型应用案例分析,结果和规律与现场实际基本相符。该模型进一步修正后可用于防砂井动态产能预测与评价。     

煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量高光谱反演

为研究煤矸石充填复垦土壤重金属含量快速有效的监测方法,以淮南创大生态园煤矸石充填复垦田间试验小区为研究区域,首先采用化学方法监测土壤(0～20 cm)重金属(Cu, Cr, As)含量,然后采用ASD(analytical spectral devices) FiSpec4型高光谱仪测量土壤样品的反射光谱,提取光谱特征,并对光谱进行一阶微分变换、二阶微分变换及倒数对数变换;将变换后的各光谱特征参数与监测的土壤重金属含量进行相关性分析,并依据相关性分析结果选择显著相关的波段作为相关因子供建模使用。采用多元逐步回归(stepwise multiple liner regression,SMLR)分析、偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)及人工神经网络(artificial neural network, ANN)三种方法分别建立基于光谱反射率估算土壤重金属含量的预测模型,并采用回归模型进行精度评定,然后确定各重金属含量的最佳预测模型。实验结果表明,经过微分变换的光谱波段与土壤重金属含量达到了显著相关;重金属Cu和Cr的一阶微分光谱的人工神经网络模型为最佳预测模型,重金属元素As的二阶微分光谱的偏最小二乘回归模型为最佳预测模型。     

综合机械化固体充填采煤方法与技术研究

综合机械化采煤,要实现绿色开采,就必须结合我国煤炭资源实际及煤矿开采条件要求,运用采矿新理论,研究综合机械化固体充填采煤新方法,进一步优化综采技术,全面实现采矿高产高效工作目标。     

煤矿充填三维仿真系统的研究与应用

在介绍煤矿充填技术发展现状的基础上,运用虚拟现实技术对可实行的充填方案进行仿真模拟,探讨了三维实体建模、充填过程演示和充填效果比较等关键性技术.同时结合实例,阐述了煤矿通过充填三维仿真来进行充填方案的设计与选择的重要性和现实意义.在充填方案前期策划中,可视化三维仿真技术的应用突破了传统的可视化程度不高的缺点,使充填方案的设计更加直观形象、更容易理解,也为将来煤矿充填技术的推广应用提供了一个新方式.     

矸石膏体充填实验指标确定

针对矸石膏体充填实验中实验指标庞杂,且缺少统一的技术标准等问题,提出了实验指标应依据膏体性能满足膏体输送工艺、充填方式及地表沉陷控制等方面的要求,以塌落度、充填体强度(包括早期强度和后期强度)、凝结时间(包括初凝时间和终凝时间)和压缩率作为矸石膏体材料配比实验作为考察指标,并确定了各指标值的实验方法.观测结果表明:实施充填后,地面建筑物破坏等级为Ⅰ级.确定的实验考察指标及指标值是合理的,在生产实践中具有良好的指导意义.