深部开采底板奥灰水水害分析及防治技术研究

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作者 徐薇 《能源与节能》 2025年第2期113-115,共3页

为降低深部开采水害影响,确保煤炭安全回采,结合山西省A煤矿回采的4^(#)煤层水文地质条件及底板奥灰水分布情况,对4^(#)煤层回采期间底板奥灰水突水路径及防治水面临的问题进行了分析,并提出了防治水技术措施。在开采4^(#)煤层时应注重... 为降低深部开采水害影响,确保煤炭安全回采,结合山西省A煤矿回采的4^(#)煤层水文地质条件及底板奥灰水分布情况,对4^(#)煤层回采期间底板奥灰水突水路径及防治水面临的问题进行了分析,并提出了防治水技术措施。在开采4^(#)煤层时应注重区域治理,同时对奥灰水含水层靠近顶部边界的40 m范围进行改造,从而阻断底板承压水与4^(#)煤层采掘空间的水力联系通道;弱化含水层或将含水层改造为隔水层;采取强化区域治理、底板注浆、分区隔离开采等措施降低水害影响。采取上述防治水技术措施后,在4^(#)煤层回采期间底板突水问题得以较好地解决,实现了安全回采。 展开更多

关键词 深部开采 奥灰水水害 突水路径 防治水

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基于动态D-K算法的矿井突水应急疏散最优路径研究

2

作者 谢彪 朱登奎 +4 位作者 李柏辰 雷倩茹 郁静静 胡嘉奇 张兴华 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第6期192-199,共8页

矿井水害发生后,选择恰当的应急疏散路径,对于降低矿井人员伤亡和事故等级至关重要。传统的Dijkstra算法不能有效应用于矿井突水的动态环境,只能静态规划出单一的最优逃生路径。为此,提出了1种基于时间当量长度的最优路径分析方法。该... 矿井水害发生后,选择恰当的应急疏散路径,对于降低矿井人员伤亡和事故等级至关重要。传统的Dijkstra算法不能有效应用于矿井突水的动态环境,只能静态规划出单一的最优逃生路径。为此,提出了1种基于时间当量长度的最优路径分析方法。该方法实现了对传统的Dijkstra算法的动态优化,优化后求解的最优路径随时间、水位高度进行动态变化,并将动态Dijkstra算法与K则最优路径算法相结合,实现对多条最优逃生路径的动态规划。应用表明:优化后的动态D-K算法能够有效适用矿井水害随机性、动态性、复杂性的特点,为受灾人员选择应急逃生路径提供重要的决策支撑。 展开更多

关键词 矿井突水 应急疏散 最优路径 DIJKSTRA算法 动态选择

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矿山井巷模型快速构建与突水避灾三维动态仿真 被引量：7

3

作者 朱权洁 张震 +2 位作者 曹雷 张尔辉 杨昕光 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期149-157,共9页

为准确规划人员最优避灾路径,以矿井现场实测数据为基础,联合Python与Blender快速生成矿山三维井巷模型,建立基于时空动态性的突水漫延仿真平台;综合考虑不同因素对巷道通行状况的影响,建立一种支持从源节点至多目标节点的前N条最优避... 为准确规划人员最优避灾路径,以矿井现场实测数据为基础,联合Python与Blender快速生成矿山三维井巷模型,建立基于时空动态性的突水漫延仿真平台;综合考虑不同因素对巷道通行状况的影响,建立一种支持从源节点至多目标节点的前N条最优避灾路径搜索方法;调用Blender时间线功能,建立人员避灾逃生演示模型;以山东某矿为工程背景,开展矿井突水与人员最优路径避灾仿真模拟。结果表明:基于Python与Blender联合开发的矿井突水应急避灾仿真平台,可实现矿山井巷系统几何模型的快速构建;可真实模拟不同突水状态下水流漫延过程,为受灾人员规划出前N条最佳避灾路径,并可结合实时水情及时优化最佳避灾路径。 展开更多

关键词 突水灾害 矿山井巷 动态仿真 避灾路径 Blender

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断层附近工作面底板突水评价研究 被引量：10

4

作者 宋召谦 郭威 王玉和 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第1期20-22,27,共4页

为了使突水系数法在煤矿底板突水评价中更加准确有效,考虑到采动影响下工作面底板与断层间的相互作用,建立断层上盘倾斜隔水关键层力学模型,并对其薄板模型的挠度进行求解。通过工作面底板实际破坏深度与断层上盘倾斜隔水关键层模型联... 为了使突水系数法在煤矿底板突水评价中更加准确有效,考虑到采动影响下工作面底板与断层间的相互作用,建立断层上盘倾斜隔水关键层力学模型,并对其薄板模型的挠度进行求解。通过工作面底板实际破坏深度与断层上盘倾斜隔水关键层模型联合计算,得到断层附近工作面底板最易突水路径。在此基础上,提出断层附近突水系数法改进公式,并将其应用于某矿工作面底板突水评价中,结果表明:改进的突水系数法比传统突水系数法计算所得突水系数值高0.046 MPa/m,进而将工作面底板由突水较危险区评价为突水危险区。 展开更多

关键词 底板突水 改进型突水系数法 隔水关键层 最易突水路径

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基于改进遗传算法的矿井突水避险路径规划 被引量：7

5

作者 蔡明杰 朱希安 王占刚 《煤炭技术》 CAS 2019年第3期95-97,共3页

为了降低煤矿生产中发生突水事故的人员和财产损失,在对矿井巷道结构和煤矿突水特性研究分析的基础上,提出了基于改进遗传算法的煤矿突水避险路径规划方法。以遗传算法为基础,通过对遗传算子进行重新设计,引入新的交叉、变异算子,并在... 为了降低煤矿生产中发生突水事故的人员和财产损失,在对矿井巷道结构和煤矿突水特性研究分析的基础上,提出了基于改进遗传算法的煤矿突水避险路径规划方法。以遗传算法为基础,通过对遗传算子进行重新设计,引入新的交叉、变异算子,并在适应度函数中加入安全通过概率作为路径优劣的评定标准,在尽量避免出现早熟现象的前提下,提升算法的收敛速度和可靠性,使算法更适合应用于矿井突水应急逃生和救援路径搜索。实验结果表明,将本算法应用于矿井突水避险路径规划,与传统算法相比,在搜索速度和规避淹没巷道的能力上都有明显提升。 展开更多

关键词 矿井突水 遗传算法 路径规划 适应度函数

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渗流作用下软弱覆岩相似模拟实验研究 被引量：3

6

作者 陈卓立 夏洪春 +1 位作者 胡涛 战胜 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第3期33-35,39,共4页

针对含水层下采场软弱覆岩破坏特征及透水机理问题,利用二维物理相似模拟实验对其综放开采过程进行探究,分析了导水渗流区域的形成机理,探讨了导水优势路径的判断依据。实验探究表明:渗流作用下覆岩受采动破坏影响出现裂隙发育区,裂隙... 针对含水层下采场软弱覆岩破坏特征及透水机理问题,利用二维物理相似模拟实验对其综放开采过程进行探究,分析了导水渗流区域的形成机理,探讨了导水优势路径的判断依据。实验探究表明:渗流作用下覆岩受采动破坏影响出现裂隙发育区,裂隙压实区和潜在裂隙区等裂隙运移区域。地表至煤层方向,自上而下覆岩裂隙率逐渐增大,水体沿着裂隙率较大的导水优势裂隙渗流至采空区。渗流区域在隔水层之上呈"漏斗状"分布,在隔水层下大致沿着岩层断裂线所形成的"破坏拱"分布,水流渗透痕迹由"破坏拱"从内至外逐渐消散。煤层走向方向上,涌水量的相对大小关系为开切眼一侧>采空区上覆岩层>停采面一侧。 展开更多

关键词 相似模拟实验 综放开采 渗流机理 导水路径 涌水量

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矿井水灾多逃生路径模型应用研究 被引量：6

7

作者 苑亚南 朱希安 王占刚 《中国矿业》 北大核心 2019年第1期135-140,共6页

当发生矿井水灾时,选择有效的逃生路径需要从突水点处水流特征、巷道结构信息以及从业人员的数量等方面加以考虑。为了避免逃生拥挤,建立了一种基于突水点水力学特性分析模型,水中逃生速度模型以及改进的D-K路径搜索算法相结合的多路径... 当发生矿井水灾时,选择有效的逃生路径需要从突水点处水流特征、巷道结构信息以及从业人员的数量等方面加以考虑。为了避免逃生拥挤,建立了一种基于突水点水力学特性分析模型,水中逃生速度模型以及改进的D-K路径搜索算法相结合的多路径逃生模型并进行研究。矿井突水发生后,通过水位上升的速度可以估计出突水点水灾程度,并对突水节点和路径进行筛选。人体在水位移动速度是随着水位的升高而逐渐衰减的,通过对比巷道水位上升速度与移动速度判断该巷道是否可以作为有效逃生路径。从安全节点处向目标节点逃生时,在允许逃生的时间范围内,利用改进的D-K算法可以使井下人员选择更多的逃生路径,避免发生拥挤。结合王家岭矿井实例分析,该模型在一定程度上提高了从业人员的逃生率。 展开更多

关键词 矿井突水 水力学特性 改进的D-K算法 多路径逃生模型

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完整底板突水机理研究 被引量：1

8

作者 李存禄 郝建 +1 位作者 范吉宏 张涛 《煤》 2016年第12期1-4,共4页

为研究完整型底板突水机理,文章理论分析了突水事故发生的三大要素,即水源、水压、突水通道,分析了采动突水通道形成的发展规律及突水灾害实现的条件。对演马庄矿12121采煤工作面突水事故时空特点进行了分析,分析认为:12121采煤工作面... 为研究完整型底板突水机理,文章理论分析了突水事故发生的三大要素,即水源、水压、突水通道,分析了采动突水通道形成的发展规律及突水灾害实现的条件。对演马庄矿12121采煤工作面突水事故时空特点进行了分析,分析认为:12121采煤工作面突水事故在时间上,恰逢直接顶初次来压(工作面推进31 m)前夕;空间上,突水点位于煤壁附近,靠近回风巷位置。其原因是,直接顶来压前夕,支承压力峰值较大,对底板岩体的破坏作用较大,而靠近回风巷位置为应力叠加区域,支承压力峰值最高。在强大的矿山压力和水压作用下,底板破坏带和承压水导升带沟通,高水压通过底板裂隙涌入工作面,产生突水。 展开更多

关键词 完整型底板 突水机理 时空特点 突水通道

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煤层底板突水预测的PCA-OPF模型 被引量：3

9

作者 江泽华 袁志刚 +1 位作者 谢东海 邵耀华 《矿业工程研究》 2021年第1期49-54,共6页

矿井突水是常见的突发性强烈的矿井灾害.由于矿井突水的突发性和危险性,有必要对煤层底板突水进行更快且更准确地预测.为此,本文提出了基于PCA-OPF模型的煤层底板突水预测方法.通过选取断层分维值、取芯率、隔水层厚度、单位涌水量、渗... 矿井突水是常见的突发性强烈的矿井灾害.由于矿井突水的突发性和危险性,有必要对煤层底板突水进行更快且更准确地预测.为此,本文提出了基于PCA-OPF模型的煤层底板突水预测方法.通过选取断层分维值、取芯率、隔水层厚度、单位涌水量、渗透系数、底板含水层总厚度、承压含水层水压作为底板突水预测的因子,利用主成分分析(PCA)将样本的7个因子降维为3个主成分,进一步简化数据结构和提高预测速度.利用最优路径森林算法(OPF)对降维后的30个样本数据进行训练和预测,并与实际情况进行对比.结果表明:基于PCA-OPF模型得到的测试集中6个样本的预测结果与实际情况相符,为煤层底板突水预测提供了一种新的方法. 展开更多

关键词 主成分分析 最优路径森林算法 煤层底板突水 预测模型

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工作面涌(突)水点充水水源系统化多维度模型分析 被引量：2

10

作者 秦立涛 徐博会 +2 位作者 韩暖 房银祥 张红 《中国煤炭地质》 2022年第S01期50-56,共7页

针对煤矿工作面涌(突)水点充水水源分析问题,以往多依据水质开展,缺乏将水量、水质、充水通道系统化多维度的综合分析。本研究建立了一种以工作面为中心,综合顶底板含水层地下水以及老空水的多维度水质、水量、充水通道系统化考虑的判... 针对煤矿工作面涌(突)水点充水水源分析问题,以往多依据水质开展,缺乏将水量、水质、充水通道系统化多维度的综合分析。本研究建立了一种以工作面为中心,综合顶底板含水层地下水以及老空水的多维度水质、水量、充水通道系统化考虑的判别模型,并采用该模型分析了东于煤矿涌水情况,效果良好,可以为同类项目提供较好的借鉴。 展开更多

关键词 充水水源 充水通道 多维度模型 相符性分析 相符性路径

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基于权值时变模型的矿井突水最优逃生路径的动态选择 被引量：4

11

作者 于丹 颜伟 李劭昱 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第12期4762-4771,共10页

为了减少矿井突水发生时造成的矿工伤亡,为井下矿工动态选择出合理的逃生路径。综合考虑随时间变化的水位高度和水的流速对矿工逃生路径选择的影响,将其量化为对人体稳定性的影响,并将所研究的时间进行分段,根据不同时段下巷道内平均水... 为了减少矿井突水发生时造成的矿工伤亡,为井下矿工动态选择出合理的逃生路径。综合考虑随时间变化的水位高度和水的流速对矿工逃生路径选择的影响,将其量化为对人体稳定性的影响,并将所研究的时间进行分段,根据不同时段下巷道内平均水流速与临界流速之比求得动态危险系数,并实时加权到邻接矩阵上,建立以巷道初始当量长度与危险性程度为衡量最优路径的权值时变数学模型,运用改进的Dijkstra算法进行求解,并结合W煤矿矿井进行实例分析。结果表明:优化后的模型更能反映突水时巷道内的实际情景,同时,改进的Dijkstra算法能够有效应用于突水时期最优逃生路径的动态选择中,使选择的逃生路径更加安全可靠。 展开更多

关键词 矿井突水 危险系数 时变网络 改进的Dijkstra算法 最优逃生路径

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基于蚁群算法的矿井突水灾害预测研究 被引量：2

12

作者 任传建 刘吉波 +2 位作者 雷勇 王志红 汪李辉 《测绘与空间地理信息》 2021年第9期46-48,52,共4页

矿山开采深度的不断增加,使得水文地质条件变得更加复杂多变。矿山突水灾害时刻威胁着矿山的安全生产,因此,对于矿山水害的预测与清除变得越来越重要。本文采用蚁群算法结合矿山水文地质条件,利用C#编制了基于蚁群算法的矿山水害程序,... 矿山开采深度的不断增加,使得水文地质条件变得更加复杂多变。矿山突水灾害时刻威胁着矿山的安全生产,因此,对于矿山水害的预测与清除变得越来越重要。本文采用蚁群算法结合矿山水文地质条件,利用C#编制了基于蚁群算法的矿山水害程序,程序运行结果清晰显示了水源路径,通过该路径可预测水害到达位置,有利于提前做好突水防范。 展开更多

关键词 矿山突水 蚁群算法 地质条件 路径

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基于Dijkstra算法的矿井突水应急救援人员疏散路径选择 被引量：2

13

作者 张宏利 《内蒙古煤炭经济》 2019年第3期102-103,109,共3页

随着我国能源需求不断增大,矿井开采深度加大,矿井突水威胁越来越大,对矿井突水应急救援的研究,对提高生产安全有十分重要的意义。本文就突水后水流蔓延路径选择和人员逃生最优路径选择提出相应算法。该算法成果为相关的矿井突水应急救... 随着我国能源需求不断增大,矿井开采深度加大,矿井突水威胁越来越大,对矿井突水应急救援的研究,对提高生产安全有十分重要的意义。本文就突水后水流蔓延路径选择和人员逃生最优路径选择提出相应算法。该算法成果为相关的矿井突水应急救援提供参考。 展开更多

关键词 突水蔓延 最优路径算法 应急救援

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面向矿井突水避险的双向搜索多最优路径算法 被引量：5

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作者 赵作鹏 宗元元 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期590-596,共7页

为节省煤矿水灾状况下的逃生时间,提高应急救援效率,在传统的Dijkstra算法基础上提出一种基于双向搜索的K则最短路径算法.首先综合考虑煤矿特殊巷道分布,提出井巷长度当量权值,然后利用灰色理论模型预测特定时间段内每条巷道的人流量,... 为节省煤矿水灾状况下的逃生时间,提高应急救援效率,在传统的Dijkstra算法基础上提出一种基于双向搜索的K则最短路径算法.首先综合考虑煤矿特殊巷道分布,提出井巷长度当量权值,然后利用灰色理论模型预测特定时间段内每条巷道的人流量,进而根据人流量对行走速度的影响关系式得到每条巷道的通行时间值,最终通过双方搜索策略改进算法,实现事故点到逃生井口的多条最佳逃生路线.根据井下巷道拓扑结构提取构建一个无向带权网络图,在MATLAB环境下利用上述优化算法进行仿真验证.结果显示,该改进算法具有更好的准确率和实用性. 展开更多

关键词 矿井水灾 DIJKSTRA算法 K则最短路径 双向搜索 灰色预测理论模型

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基于主应力状态转换的采场底板突水机理分析 被引量：2

15

作者 董书宁 柳昭星 王皓 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期691-703,共13页

为揭示采场底板突水过程中主应力状态转换与水压共同作用机理,笔者采用理论分析、室内试验和数值计算等手段,研究了煤层底板采动应力扰动突水判据、饱和岩层损伤试验特征、主应力转换特征。结果表明:基于采动底板岩层扰动程度判别指标... 为揭示采场底板突水过程中主应力状态转换与水压共同作用机理,笔者采用理论分析、室内试验和数值计算等手段,研究了煤层底板采动应力扰动突水判据、饱和岩层损伤试验特征、主应力转换特征。结果表明:基于采动底板岩层扰动程度判别指标、底板起裂压力阈值判别指标和底板含水层失稳判别指标得到的采动底板突水判据阈值为1;底板灰岩试样损伤在卸压后存在明显的延迟效应,而在失稳时产生应力跌落现象;采空区前后底板最大主应力由水平应力转换为垂直应力。底板卸荷后,最大主应力又从垂直应力转换为水平应力。采动底板最大与最小主应力差值在不同深度呈现不同分布特征,但总体均增大,且集中在采空区前后煤壁附近。 展开更多

关键词 底板突水 采动应力状态 应力路径 突水判据

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