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2015年 第44卷 第04期    刊出日期：2015-04-15

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开采损害

采动覆岩导水断裂带发育高度研究方法探讨

李宏杰, 黎灵, 李健, 姜鹏, 舒宗运

2015, 44(04):  1-6. 

摘要 ( 931 )   PDF  

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导水断裂带高度是留设防隔水煤（岩）柱和水体下采煤安全性评估的重要参数，对矿井安全生产、保水采煤和生态保护具有重要实用价值。对经验法、现场实测、物理模法和数值模拟法等导水断裂带确定方法进行了总结、对比和实例分析，总结了各种方法的实用条件、优缺点，建议采用2种及以上综合观测和探测方法，以相互验证。以现场钻孔漏失液观测和钻孔电视观测为主，物探探测方法为辅来确定导水断裂带高度，采用物理模拟或数值模拟方法作为辅助研究方法从面和立体角度进行覆岩破坏规律动态研究，形成以点到面再到空间的全方位综合探测与分析技术方法体系，为煤（岩）柱合理留设、水体下安全采煤提供了重要依据和技术支撑。

良庄煤矿上保护层开采卸压机理与保护范围数值模拟研究

鲁明星

2015, 44(04):  7-11. 

摘要 ( 969 )   PDF  

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以良庄煤矿3213、3214上保护层工作面为工程背景，研究分析了上保护煤层开采卸压机理，为确定上保护煤层开采后下部保护范围，运用FLAC3D数值模拟软件模拟了实际地质条件下保护层开采行为。研究表明：随上保护层开采范围的增加，底板一定范围内的煤岩层在采空区内部呈现卸压，卸压区内卸压效果明显，卸压范围逐渐增大，应力分布由“V”型分布逐渐变为“U”型分布，但边界处应力集中情况逐渐增大，应力峰值与范围增加。通过综合经验法和卸压准则判定法得到3414工作面合理布置：3414工作面内错3214切眼位置19 m，停采线位置内错19 m，运煤巷内错17 m。

采动影响下厚黄土层沉陷规律研究

刘义新, 廉玉广, 李少刚

2015, 44(04):  12-14. 

摘要 ( 954 )   PDF  

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采动影响下厚黄土层沉陷规律研究对指导矿区进行“三下”压煤开采设计和完善开采沉陷预计理论等工作具有重要意义。为得到采动影响下厚黄土层沉陷规律，以阳湾沟煤矿6204工作面采动影响下上覆厚黄土层为研究对象，采用钻孔电视探测和多点位移传感器实时监测等方法，探测黄土层内裂隙分布情况以及黄土层内部采动沉陷规律。结果表明：厚黄土层完整性好，内部无明显裂隙；厚黄土层近于整体下沉，且其下沉值近似等于地表下沉值，黄土层与地表同步运动。

采煤沉陷土地损毁程度评价软件系统研究

匡伟, 时代, 刘立忠, 姜升

2015, 44(04):  15-17. 

摘要 ( 981 )   PDF  

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针对采煤沉陷区土地损毁程度评价工作量大、易出错的问题，以地表岩移预计为基础，建立多因素评价的指标体系，设计了土地损毁程度分级标准，提出了基于概率统计的土地损毁计算方法，并研制了Windows平台下的采煤沉陷土地损毁程度评价软件系统，使土地损毁程度评价更趋科学合理，同时工作效率大大提高。

煤炭开采对侯西铁路影响分析及保护煤柱设计

刘明, 张峰

2015, 44(04):  18-20. 

摘要 ( 886 )   PDF  

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王村煤矿按设计的侯西铁路保护煤柱开采后地表出现了大量裂缝，导致侯西铁路局部路段的路基产生下沉开裂，影响了路基的稳定及列车的安全运行。为确保王村井田内侯西铁路保护煤柱设计的科学、合理，对地表产生裂缝的原因进行了分析，主要由于该区域采深小、基岩薄、第四系黄土层塑性小等特殊地质条件，以及13506工作面开采后区段煤柱垮落，达到充分采动，从而导致地表移动变形加剧，地表裂缝比较发育。并根据分析结果对铁路保护煤柱进行了重新划定。

采空区关键层运动对震级的影响分析

陈学华, 刘奉超

2015, 44(04):  21-25. 

摘要 ( 1110 )   PDF  

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为有效预防采空区上覆关键层运动诱发工作面矿震事故的发生，根据现场实测数据并通过有限元数值模拟软件对采空区形成过程中上覆关键层破裂区范围的大小进行了模拟。得出鲍店煤矿103上04 工作面影响矿震震级大小的根源为赋存在煤层底板上方100～220 m范围内致密坚固细砂岩、中砂岩组成的关键层的破裂失稳，破裂区面积大小对应震级大小。依据103上04工作面实际震级发生情况提出针对性的解危措施：对工作面后方悬空顶板进行深孔大直径爆破技术改善岩体应力状态，释放关键层积聚过多的弹性能，能够有效防止关键层的整体运动，减小矿震事故发生的强度和频次。

厚火成岩下采煤地表移动规律研究

韩永斌, 高均海

2015, 44(04):  26-30. 

摘要 ( 1058 )   PDF  

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在厚火成岩下采煤,因火成岩硬度大，不易冒落而容易诱发冲击性地质灾害。为了研究火成岩下开采沉陷规律，解决火成岩下开采地面破坏及建筑物保护问题，建立了地表移动观测站。根据火成岩厚度分布情况，结合数值模拟计算，确定了煤层开采后火成岩随下伏岩层呈整体下沉。利用岩移预计软件计算无火成岩条件下地表变形，与实际观测结果对比,分析火成岩下采煤地表移动规律。

开采沉陷影响下高速公路变形破坏的试验研究

邓伟男, 张华兴, 贾林刚

2015, 44(04):  31-35. 

摘要 ( 1098 )   PDF  

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通过相似模型试验模拟，研究了煤矿开采沉陷影响下高速公路路基与路面的变形破坏规律，试验表明：路基随地表发生连续、渐变、有规律的变形，其内部发育的裂缝随工作面的推进逐渐闭合压实；路面破坏前与路基之间存在空区，路面内部有竖向裂缝发育。得出了路面与路基且与地表沉陷变形不一致的结论。并提出路面基层出现断裂是高速公路受开采沉陷影响发生破坏的标志，利用线弹性断裂力学理论推导出高速公路发生断裂破坏判据的力学计算式，解释了开采沉陷影响下高速公路变形破坏的机理。

基于温度场迭加法解析煤矸石山内部温度场

王海娟, 胡振琪, 夏清, 许立江, 张艳

2015, 44(04):  36-39. 

摘要 ( 938 )   PDF  

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为了探测自燃煤矸石山内部温度随时间和深度的变化情况，对煤矸石山的自燃深度和时间进行测算及预警。基于热传导理论模型，采用热源温度场迭加法解析自燃煤矸石山内部温度场。通过野外实际实验模拟，采用温度场模型对实验数据进行解析计算，得出结论：该模型适用于自燃煤矸石山内部温度场的解析计算，且计算简单，误差基本控制在10 ℃范围内，最大误差为20 ℃，模型精度较高，对自燃煤矸石山的火源位置探测及预警具有重要的指导意义。

高速公路隧道抗采动影响变形技术体系研究

王乐杰, 周锦华

2015, 44(04):  40-43. 

摘要 ( 911 )   PDF  

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隧道是高速公路重要构筑物，当其通过煤矿井田上方时，将压覆大量的煤炭资源。压覆资源解放与隧道建设如何协调是亟待解决的问题。为此，从隧道衬砌结构形式、围岩等级以及设计参数开始分析隧道自身抗采动变形的能力，并从隧道初期支护、二次衬砌、仰拱和防水层材料入手考虑，建立隧道抗采动影响变形技术体系，通过采取一系列综合措施，达到隧道既安全运营又可实现安全采出压覆资源的目的。

构造裂隙大水矿床帷幕注浆工程试验及参数研究

杨柱, 王军, 赵恰

2015, 44(04):  44-47. 

摘要 ( 916 )   PDF  

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构造裂隙大水矿床含水介质复杂多变，基建难度大，突水风险高，防治水技术难度大。借鉴岩溶大水矿床治水经验，设计采用矿山地面帷幕注浆技术，解决黄屯硫铁矿火山岩构造裂隙大水矿床地下水害。通过帷幕注浆生产性试验，从注浆前后帷幕体透水性、检查孔压水试验、注浆前后钻孔岩芯揭露情况分析，证明火山岩裂隙地层高压灌注水泥黏土浆后，大的构造导水通道及微细裂隙都能被浆液有效充填，注浆堵水效果显著，该方法可为同类矿床防治水工作借鉴。

毛坪铅锌矿最大主应力测试及地应力等级的确定

周高明

2015, 44(04):  48-51. 

摘要 ( 945 )   PDF  

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为了初步了解毛坪铅锌矿的地应力状态，采用地质构造形迹法、声发射Kaiser效应等方法对矿山的主应力进行了分析，并对地应力水平进行了判别。研究结果表明：毛坪铅锌矿的最大主应力方向界于N60°～70°W与N45°～50°W之间，最大主应力约12.14 MPa，以岩石强度应力比为判断标准，认为毛坪铅锌矿存在由低地应力向中高地应力发展的趋势。

开采影响下砂壤土裂缝发育特征研究——以汝河侯村段为例

陶海亮, 李学强

2015, 44(04):  52-55. 

摘要 ( 925 )   PDF  

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作为一种开采引起的地表非连续破坏形式，裂缝受到井下开采强度、地层结构、表土性质等多种因素影响。以汝河侯村段为例，开展开采影响下砂壤土裂缝发育特征实测研究。土体物理力学性质测试和理论计算表明，砂壤土结构较为松散，黏聚力小，节理性强，较黏土更易产生开采裂缝，裂缝极限发育深度大于黏土区域裂缝深度。同时对研究区域裂缝平面方向呈串珠状，深度方向呈束口状的原因进行了分析。研究成果可为类似地质采矿条件下煤炭资源开采和地面建筑物保护提供技术支持。

近郊采煤沉陷积水区人工湿地构建技术——以唐山南湖湿地建设为例

鲁叶江, 李树志

2015, 44(04):  56-60. 

摘要 ( 1062 )   PDF  

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为了近郊采煤沉陷积水区生态治理问题，在综合分析近郊采煤沉陷破坏特点和城市发展需求的基础上，以唐山南湖人工湿地建设为例，对近郊采煤沉陷积水区人工湿地构建过程中的水域不稳定、水源不足、水体污染等问题进行了研究，通过扩湖形成了稳定水域面积；通过水平衡分析为人工湿地建设提供了可靠的水源保障；通过采取排污口封堵、固废造景绿化和湿地内部水循环模式建立等技术措施提高了湿地水维系能力，使唐山市南部采煤沉陷区生态环境得到了根本改善。研究成果为类似近郊采煤沉陷区的生态治理提供了借鉴。

朝国露天矿动态复垦模式研究

张丙涛, 刘艳章, 李海龙, 张群, 鲁培培, 刘伟

2015, 44(04):  61-65. 

摘要 ( 1060 )   PDF  

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为更好地改善和恢复朝国露天矿开采破坏的矿区生态环境，结合矿区的自然条件、开采技术条件和生态环境破坏预测，提出一种动态复垦模式。该动态复垦模式将矿区复垦工作动态地贯穿于采矿整个生命周期中，在采矿的设计、施工生产和闭坑不同阶段分别对采场、排土场、运输公路和工业场地进行复垦规划、动态复垦推进和剩余复垦，并在初期复垦结束后进行复垦效果评价与补充复垦。特别是在采场采剥期间，采用喷播绿化技术和覆土播种方法对采场台阶进行动态复垦，形成了边采矿边复垦的作业模式。针对目前矿区复垦存在的问题，进行了该动态复垦模式和采后复垦模式下的矿区复垦比较，结果表明该动态复垦模式可提前完成矿区复垦，且采场复垦效果好。建议矿区从现阶段开始依据该动态复垦模式进行复垦。

选煤厂下伏多层倾斜煤层采空区稳定性评价与治理技术研究

张刚艳

2015, 44(04):  66-70. 

摘要 ( 939 )   PDF  

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介绍了目前煤炭采空区地基稳定性评估与治理技术的研究现状。研究分析了承德兴隆矿业有限责任公司选煤厂的建（构）筑物和采空区概况，需评估采空区的存在对建构筑物的建设和使用的危险性，通过计算分析建筑物荷载影响深度与裂缝带发育高度之间关系，确定了需要治理的煤层采空区，并进行了采空区的治理设计，最后通过钻探等检测手段说明实际注浆效果较好，说明采空区评估与设计方案较好地指导了本次采空区注浆治理工程施工。

小工作面开采地表下沉系数探讨

成枢, 隋冰冰, 王涛

2015, 44(04):  71-73. 

摘要 ( 1012 )   PDF  

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生产实践中，受采煤技术、地质条件等因素的影响，所开采的工作面往往是煤层走向或倾向不能同时达到充分采动，因此面临的问题是如何将小工作面开采条件下的概率积分法计算参数换算为充分采动或接近充分采动条件下的计算参数，对于下沉系数的修正又是小工作面概率积分法计算参数的关键所在。通过对比某矿地质条件相似的不同工作面下的计算参数后，表明现有的下沉系数修正规律适用于某矿区。

蒙西深部复合水体下高强度安全疏控水开采技术

张玉军

2015, 44(04):  74-78. 

摘要 ( 820 )   PDF  

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针对蒙西矿区纳林河二号矿井开采深度大，主采煤层受多层含水层威胁、开采强度大的特点，在确定该矿区水害威胁类型的基础上，采用数值模拟、物理相似模拟和经验类比的方法研究了主采煤层覆岩破坏高度，分析了各含水层的充水规律，提出了复合水体下安全“疏控水”技术方案。研究结果表明：蒙西矿区开采主要防治水问题是复合水体威胁下安全采煤；预计得到纳林河二号矿井3-1煤开采垮落带高度按照垮采比4.5倍选取，裂采比按照15倍选取；提出的复合水体下“疏控水”采煤的总体方案为对于白垩系志丹群含水层采取“顶水开采”的方案，对于直罗组底部砂岩含水层采取“边回采边疏降”的控水方案，对于延安组含水层则采取“钻孔疏干或疏降与回采疏干或疏降相结合、先疏后采与边疏边采相结合”的疏水方案。

煤矿工作面上方地表裂缝分布、宽度与水平变形之关系研究

陈冉丽, 李亮, 张连贵, 吴侃

2015, 44(04):  79-82. 

摘要 ( 901 )   PDF  

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煤矿工作面上方地表经常会出现一些裂缝，确定地表裂缝的分布、宽度及其与水平变形之间的关系，有助于对其引起的地面破坏进行预防和治理。通过对现场实测的裂缝分布情况的研究，得到了裂缝在平面上的分布形态、裂缝在宽度上的分布规律和裂缝与开采引起的地表变形的关系，并给出了相应的拟合公式。研究表明：开采引起的裂缝宽度与水平变形之间存在密切的相关；裂缝区与拉伸变形区对应；裂缝区裂缝宽度之和总是小于水平变形之和，仅有部分水平拉伸变形可以通过地表裂缝反映出来。

不同配合比种植混合土的植物营养特征研究

石鹤飞, 许暤, 赵爽, 赵文廷, 胡哲, 尹海魁

2015, 44(04):  83-88. 

摘要 ( 1092 )   PDF  

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我国矿山固体废弃物生产量大、堆存量大、综合利用率低，成为威胁矿山生态环境等问题的关键因素。利用铁矿废石分别与铁尾矿、山皮土、校内土、农场土配制成不同层次的种植混合土，并进行了种植紫花苜蓿的盆栽试验。结果表明：各类种植混合土的化学性质与掺入的细粒成分质地有关，各类种植混合土的化学性质随着加入土类细粒（d<0.075 mm）成分的增加而提高；并且山皮土、校内土、农场土相对于尾矿来说对铁矿废石的改善效果显著；当各类种植混合土细粒成分掺入量约为废石质量的90%时，各类种植混合土养分状况与紫花苜蓿的生长情况与各细粒成分对照差异不显著。

急倾斜多煤层开采地表移动规律与岩层破坏特征

阎跃观, 戴华阳, 吕志强, 郭俊廷, 田秀国

2015, 44(04):  89-93. 

摘要 ( 1021 )   PDF  

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急倾斜多煤层开采覆岩破坏和地表移动规律不同于缓倾斜煤层开采。采用相似材料模型实验对赵各庄矿急倾斜多煤层开采进行了模拟研究。通过对7次观测数据分析，得出了不同开采阶段地表移动变形规律及岩层破坏特征。实验结果表明：地表下沉盆地具有分区沉降突变性和沉陷分布格局控制性特点，岩层的空间破坏范围随着煤层开采层数的增加和开采深度的加大而扩大，其破坏特征主要表现为累积性和突变性。

借助充填体回收采空区顶底柱的方法

施东风

2015, 44(04):  94-96. 

摘要 ( 805 )   PDF  

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介绍了遂昌金矿回收浅孔留矿采场空区内遗留的矿石顶、底柱，嗣后采用掘进废石干式充填采空区等处理措施，并借助充填体作为凿岩、出矿等作业平台，利用二次应力测试（光应力计）等监测手段，安全回收顶、底柱残矿，消除了安全隐患的同时，减少了地表废石堆放面积。获得一定的经济和社会效益。

采空区积水下急倾斜厚煤层水平分层综放开采安全性分析

贾立明, 张玉军

2015, 44(04):  97-101. 

摘要 ( 798 )   PDF  

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第四系沙砾含水层及采空区积水是梅河矿区急倾斜特厚煤层残采区综放安全复采的主要威胁，也是亟待解决的重要问题。以三井5109区为研究区域，在对采空区积水瞬变电磁探测和对急倾斜特厚煤层水平分层覆岩破坏高度预计的基础上，对F4断层留设了足够的隔水煤柱，并针对岩层移动规律，求算出工作面采动影响波及到的采空区积水区的范围，评价结果认为：在回采前要确保采空区积水降至+172 m标高以下方能保证安全开采。

东露天矿采空区塌陷爆破参数优化

倪景峰, 陈月宁, 王明君

2015, 44(04):  102-106. 

摘要 ( 926 )   PDF  

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为消除平朔东露天矿前期小煤窑开采破坏所形成的采空区给正常开采带来的危害，从采空区成因切入，对采空区爆破穿透孔进行探测以及预处理，采用穿透孔底部空气间隔器与岩渣0.6 m和0.4 m交替填塞的方式处理穿透孔，处理后的穿透孔起到了支撑承载上部大药量的作用。针对该矿在爆破生产过程中遇到的塌陷率低及塌陷深度低等问题，对爆破参数进行优化。利用数理统计和工程实测方法对爆破参数优化前后进行对比分析，通过改变和调整孔网参数、装药结构、连线方式等技术措施，使得上部覆盖层塌陷填实采空区，进而改善了塌陷爆破效果，验证了优化后的爆破参数的实用性，为煤矿的后续正常开采提供了安全保障。

综放工作面过运煤公路下开采技术

白国良, 高均海, 王国平

2015, 44(04):  107-110. 

摘要 ( 1321 )   PDF  

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为了解决公路下安全高效开采技术问题，将工程实践、岩移观测、数值计算、理论分析相结合,对黄土沟壑区开采沉陷特征及公路下开采技术进行了研究。结果表明：由于煤层埋藏浅，第四系冲积层厚度大强度低，覆岩破坏剧烈，导水裂缝带直达地表，综放回采初期在上下顺槽内侧和切眼外侧出现台阶裂缝，裂缝走向与回采边界平行，落差较小；煤层开采达到或超过充分采动后在回采边界岩体沿煤壁整体切落，地表出现大的台阶裂缝；地表台阶裂缝的出现受地形影响比较明显，边坡土体在重力作用和开采沉陷影响下，地表裂缝更加发育；路基下部的厚黄土层可吸收部分开采沉陷变形，对减轻公路破坏发挥了一定作用；可按台阶裂缝角划定公路保护煤柱，煤柱内不放煤，地表及时采取措施可实现公路的安全运行。研究成果为相似地质条件公路下煤矿开采提供了技术参考。

基于正交试验的全尾砂胶结充填配比方案优化

孙光华, 魏莎莎, 苏东良

2015, 44(04):  111-113. 

摘要 ( 1081 )   PDF  

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为获得全尾砂胶结充填最优配比，降低矿山充填成本，保证空区稳定，以全尾砂胶结充填体试块为研究对象，试块的单轴抗压强度为指标，综合考虑充填体强度的影响因素，采用正交试验开展研究，并运用极差和方差分析法对充填体强度影响因素的敏感性和显著性进行分析。研究表明：试验最优配比方案为浓度75%，灰砂比1∶6，养护龄期28 d；影响试块的敏感性顺序是养护龄期>灰砂比>浓度；养护龄期对充填体强度的影响最显著。因此，矿山在生产实际中要保证充填体的养护时间。

基于Mindlin基本解的压力型锚索受力分析

叶红, 陈燕平

2015, 44(04):  114-118. 

摘要 ( 1013 )   PDF  

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为了进一步对压力型锚索的锚固机理进行理论研究，借鉴半无限体内部作用有集中荷载的Mindlin基本解，推导了在圆形均布荷载作用下压力型锚索的锚固段注浆体受到的压应力近似解和锚索孔壁与注浆体之间接触面上的剪应力近似解。在此基础上，分析了锚索孔半径、承压板半径和岩体的泊松比对注浆体受到的压应力和锚固段接触面上的剪应力的影响。研究结果表明：锚索孔半径对注浆体受到的应力分布的影响很大，承压板半径的影响较大，泊松比的影响较小。研究成果进一步丰富了压力型锚索锚固机理内容，可为压力型锚索设计提供理论参考。

深厚表土层井壁温度竖向附加应力分析

何朋立, 郭力, 王在泉

2015, 44(04):  119-122. 

摘要 ( 1158 )   PDF  

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深厚表土层竖井井壁破裂是严重危害煤矿生产的地质灾害。温度作用是导致井壁内竖向应力增大而诱发井壁破裂的一种重要因素。为了分析深厚表土层立井井壁因温度作用产生纵向膨胀对井壁受力状态的影响，在分析井壁与土体相互作用的基础上，根据热力学和弹性理论建立了井壁和土体剪切作用的弹塑性模型，推导了井壁温度竖向附加应力的计算公式。进一步分析表明：井壁内温度竖向附加应力随深度呈不断增大的趋势，并在基岩附近达到最大值；温度竖向附加应力随着弹塑性剪切段分界点的深度近似呈线性增加。这些结论有助于加深对深厚表土层井壁破裂机理的认识，并对井壁破裂预防治理具有理论指导作用。

厚黄土下综放高强度开采地表沉陷与覆岩破坏实测

朱伟, 滕永海, 郑志刚

2015, 44(04):  123-126. 

摘要 ( 1004 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

为研究厚黄土下厚煤层综放开采地表沉陷和覆岩破坏规律，通过在工作面地表建立岩移观测站和地面钻孔水文勘探，进行了地表沉陷变形实测和覆岩破坏高度钻探测定。总结研究地表岩移观测站实测资料和覆岩破坏探测钻孔水文观测资料，得出厚黄土综放高强度条件下地表沉陷剧烈，曲线较陡，在下沉盆地边缘沉陷变形曲线收敛较慢，最大下沉速度偏大，采动影响范围偏远；覆岩破坏探测结果显示综放覆岩破坏异常发育，导水裂缝带高度与综放采厚近似成正比，裂高采厚比例系数平均为19.75。研究成果为黄土区综放地表开采损害防治和水体下采煤及顶板水害防治提供技术支撑。

松散沙层煤矿区采动影响试验

刘立忠, 李虎民, 姜升

2015, 44(04):  127-131. 

摘要 ( 1000 )   PDF  

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村庄压煤问题严重制约着村庄密集型煤矿的发展和生产接续，亟待解决。目前的解决方法是对涉及到的村庄进行搬迁，但这样做有成本高、用地指标紧张和农民不愿搬离原址等弊端。因此，充分利用拟沉陷区进行村庄采前就地重建为村庄压煤问题的解决提供了新思路。通过小纪汗煤矿抗变形结构试验房和地表移动变形观测站，进行建筑物变形观测和地表移动变形观测，开展采动区影响和不搬迁开采试验研究。结果表明：采取相应抗变形结构的民房可以抵抗该矿的采动影响，可以进行该地区的不搬迁开采推广，具有很好的应用价值。

混凝土矿柱嗣后充填法采场稳定性监测与分析

张晓朴, 官在平, 王湖鑫, 张达, 周磊

2015, 44(04):  132-136. 

摘要 ( 1086 )   PDF  

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兴隆磷矿为提高资源回收率，采用两步骤回采法，先矿柱胶结充填，后矿房废石充填。为保障作业的安全，验证胶结矿柱的强度，优化采场结构参数，采用区域的微震监测与局部的点监测相结合的方式，对胶结矿柱及顶板覆岩应力显现进行立体、实时动态监测。通过分析开采过程中获取的应力、应变及位移变化数据，得到了回采工作面前方的采动超前影响距离约为20 m；当矿房回采跨度约36 m时，覆岩累积应力集中较大，顶板局部会有冒落，但采场顶板移动诱发的应力远小于胶结混凝土矿柱强度，胶结矿柱无破坏。结果表明：采用两步骤回采嗣后充填的开采方法及采场结构参数等，能够保证采场稳定。该监测方法能够及时准确地为采场稳定性做出评价，为安全高效生产提供指导。

佛子矿104号矿体复杂多层采空区处理技术研究

叶鹏, 王文杰, 钱立, 龚韩林, 潘春艳

2015, 44(04):  137-141. 

摘要 ( 1022 )   PDF  

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佛子矿104号矿体经过多年浅孔留矿法开采，在矿体上部遗留了大量的采空区及矿柱；由于前期的无序处理，形成了复杂的空区赋存现状，对下部矿体的安全开采带来了严重威胁。为了科学地制定空区处理措施并回收矿柱，通过数值计算结合理论公式法对104矿柱稳定性进行对比分析，确定了各空区残留矿柱的安全系数；结合矿山现有技术条件，在综合考虑采空区安全处理及矿柱有效回采的基础上，提出了崩落充填相结合的处理方案；采用FLAC3D软件对拟定方案进行了数值模拟分析。计算结果表明：崩落充填相结合的处理方案通过强制崩落法与充填法相结合，使上部应力集中区围岩得到充分移动垮落，下部空区得到充实，达到崩柱放顶卸压、控制岩移的目的，能有效地消除空区隐患并回收矿柱，为矿山安全、经济、合理地处理采空区提供了指导。

采动影响下三连铁路桥维修加固方案

田迎斌

2015, 44(04):  142-145. 

摘要 ( 955 )   PDF  

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动影响铁路桥梁的安全运行，应用概率积分法预计了S₂S₇工作面开采对三连铁路桥产生的最大移动与变形值。在此基础上分析了下沉、倾斜及水平变形对桥梁结构的影响。结果表明：桥梁下沉后铁路桥下过水断面净空高度满足规范要求；桥梁纵向倾斜不影响行车，可通过不断调整轨面来满足规范要求的桥梁横向倾斜且不影响墩台的稳定性；桥梁纵向压缩不会影响正常使用，但桥梁基础横向拉伸变形已达Ⅲ级。针对桥梁基础有可能遭受到较大损害的情况，提出了采用扁钢对桥墩及桥台进行加固的设计方案，并提出了保证线路正常运行的安全措施。实践表明，经过加固的铁路桥经受住了S₂S₇工作面的采动影响，达到了铁路桥下安全采煤的目的。

井筒采动损坏评价方法

易四海

2015, 44(04):  146-149. 

摘要 ( 955 )   PDF  

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目前国内外对井筒的采动损坏缺乏定量的评价方法，井筒的采动设计与保护容易产生安全隐患。为此，通过总结井筒采动变形、破坏的形式和特点，并根据井壁破坏与围岩变形的关系，主要针对混凝土、钢筋混凝土井壁，建立了科学可行的井筒采动损坏评价方法和指标：以井壁与围岩的竖向变形关系为主要评价指标，分别建立了表土、基岩段井壁竖向压缩（拉伸）变形破坏的计算公式。通过井筒采动损坏实例分析，印证了该评价方法和指标的可靠性。研究成果解决了井筒采动损坏的安全性评价问题，为井筒煤柱开采的安全设计提供了可靠的技术保障。

采动矿区风电场工程的建设与保护技术

郭轲轶, 易四海, 滕永海

2015, 44(04):  150-153. 

摘要 ( 1024 )   PDF  

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在压覆矿区兴建的风电场受井下采动影响存在着较大的安全隐患。通过分析风电场内主要建（构）建物——风机的采动变形特点，针对性地提出了风机“避、抗、测、修”一体的安全保护技术体系：结合地面与地下的条件，提出了对风机优化选址的原则；根据风机的结构特点，提出了风机抗变形结构技术措施；以风机倾斜为主要观测目标，进行了风机采动变形观测设计；针对风机受采动影响可能倾斜过大的安全风险，提出了适合于风机的基础纠偏维修措施。研究成果可实现采动影响区上方兴建风电场无保护煤柱条件下的长久安全运行，为压覆矿区兴建风电场开创了一条有效技术途径，具有较高的应用价值。

采动地表裂缝发育范围异常扩大成因分析

张峰

2015, 44(04):  154-156. 

摘要 ( 1127 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

蔚州矿区单侯煤矿的二采区6208工作面在村庄保护煤柱外进行常规开采过程中，工作面靠近村庄一侧的地面裂缝发育范围出现了异常的扩大，并引起了地表裂缝扩大区的村庄建筑物出现了严重的损坏。通过对地表裂缝发育的位置、延展特征进行的详细分析，结合研究区域地表裂缝规律、开采条件及地层状况等，确定了6208工作面靠近村庄侧的综合裂缝角，采用类比、排除等方法对地面裂缝发育及村庄损害范围扩大的成因进行了深入研究，得出结论：在单侯煤矿6208工作面东北侧为逆断层上盘的断裂带发育区，断层带区域岩层破碎，致使岩层整体硬度降低、结构松散，进而改变了原有的采动影响传播规律，造成了地表裂缝发育及村庄建筑物损坏范围扩大。

岩性劣化对露天矿山边坡稳定性的响应规律

辛保泉, 谭钦文, 谢羽佳, 王永强, 万露

2015, 44(04):  157-161. 

摘要 ( 881 )   PDF  

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针对岩性条件劣化导致边坡稳定性下降的问题,以某露天矿山边坡为研究对象，运用SIR-20型地质雷达探测矿山滑坡体内部缺陷,并结合Slide软件模拟分析了不同岩性条件下边坡稳定性的变化规律。结果表明：软弱夹层、降雨入渗和爆破动荷载等内外因共同作用造成边坡岩性劣化，进而导致边坡后期出现滑移失稳；黏聚力c值降低是岩性劣化过程中的主要力学表现，安全系数与c值呈部分抛物线关系，且c值降为50 kPa是边坡特殊工况的失稳临界值。在综合分析矿山运行特征和岩性劣化条件基础上，提出通过减小上部第四系台阶坡面角和最终边坡角提高其永久稳定性的建议，安全系数经验证符合要求。研究结果可为矿山后期安全开采和边坡控制参数取值提供重要依据。

特厚易自燃煤层综放开采采空区防灭火技术

戚旭鹏, 郝朝瑜, 王雪峰, 李文波, 贺飞

2015, 44(04):  162-165. 

摘要 ( 916 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

针对特厚煤层综放开采过程中工作面推进速度慢、采空区遗煤量大、漏风严重、极易自燃的特点，建立特厚煤层综放开采采空区渗流及扩散数学模型。利用富力矿-380 m前部22#层采空区的特征，对该特厚煤层采空区作出相应的假设，对该工作面采空区自燃“三带”进行划分，最终确定氧化带为采后距工作面25~60 m的范围。根据模拟结果，采取注氮注浆防灭火措施，取得较好的效果。利用该工作面现场数据进行数据拟合，验证防火措施效果，较好地达到防灭火的目的。

齐大山铁矿排土场增高扩容稳定性分析

李传林, 王永增, 王瑞

2015, 44(04):  166-168. 

摘要 ( 1048 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

由于露天矿开采量的增大和土地资源的紧缺，迫使企业在老排土场上进行增高扩容，由此引起的安全问题日益突出。以齐大山铁矿某排土场为例，分析验算该排土场增高扩容方案的可行性。通过室内实验取得的边坡散体力学参数，根据工程地质勘察成果建立排土场边坡模型，利用极限平衡法计算排土场分别坐落于基岩、黏土层之上，边坡体内无地下水，低水位、高水位情况下的边坡安全系数，获得了地下水对于排土场边坡安全的影响规律；尤其是当排土场坐落于黏土层之上时，边坡安全系数随着地下水位的不断升高而迅速降低，严重影响边坡安全。由排土场180~230 m不同高度的边坡稳定性分析可知，在180~220 m，排土场安全稳定性系数由1.122降到1.116；而在230 m，安全系数则增长到1.142。所获边坡稳定性随地下水位和边坡高度的变化规律为边坡安全性评价及整治方案确定提供了有力依据。

采煤塌陷区综合治理问题分析与建议

李太启, 高荣久

2015, 44(04):  169-172. 

摘要 ( 1143 )   PDF  

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我国是煤炭生产大国，长期的煤炭开采导致矿区及周边出现了地表沉陷、房屋倒塌、农田损毁、生态环境恶化、工农关系紧张等一系列问题，严重影响着经济的发展和社会的稳定。尽管国家在此方面做了大量的工作，也取得了显著的成效，但由于难度大，任务重，目前仍存在着很多需要解决的问题。在收集采煤塌陷区综合治理相关资料的基础上，有针对性地从我国东、西部2方面总结分析了采煤塌陷区治理技术的原理、重点和现状，并深入研究了实施压煤村庄搬迁、塌陷区土地综合治理存在的问题及其造成的影响，从村庄搬迁选址、规划、实施方面以及土地综合治理中的政策、模式、技术等方面提出了解决问题的方案和建议，为解决采煤塌陷问题提供参考和借鉴。

矿山测量

概率积分法预计参数反演方法研究进展

朱晓峻, 郭广礼, 方齐

2015, 44(04):  173-177. 

摘要 ( 1000 )   PDF  

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概率积分法是我国矿山开采沉陷预计的主要方法，其预计的精度直接取决于参数的准确性，如何利用合适的方法准确稳定地求取预计参数是实际应用中的关键问题。全面总结了概率积分法预计参数反演的常用方法并分析了各种方法的优缺点，着重介绍了具有全局搜索能力遗传算法在参数求取中的应用。最后，从概率积分法求参误差、求参准则、求参范围、参数相关性及其模型的非线性等角度，提出概率积分法预计参数求取中存在的问题及需要进一步研究的内容。

高斯函数模型在变形监测数据处理中的应用

王江荣

2015, 44(04):  178-181. 

摘要 ( 947 )   PDF  

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建立了一种结构简单、精确度高、可操作性强的大坝变形数据高斯函数预测模型，克服了已有方法的不足。建模时利用MATLAB 遗传算法工具箱的主要函数ga（）求出模型系数的初始值，再用搜索工具箱中的fminsearch 函数求出模型系数的最终值。用16期观测数据建模，再用4期变形数据对模型进行检验，检验结果表明所建模型具有很高的精确度，预测效果远好于已有的一些预测模型，为变形预测提供了一种新方法、新思路。

山区地表移动观测站布设新方法探讨

张广伟

2015, 44(04):  182-185. 

摘要 ( 942 )   PDF  

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我国西南矿区受地形条件的限制，布设规则观测站并采用传统观测方法存在较大难度。为此提出了一种新的山区地表移动观测站布设方法。首先建立任意观测线的求参模型，在分析的基础上提出可在山区复杂地形条件下布设不规则观测站。然后将GPS测量技术和常规测量手段相结合优化了观测站。最后，对联合测量的原理和观测步骤进行了阐述。实践表明，该方法能够很好地适应复杂山区地形条件，为更好地研究山区地表移动变形提供了基础保障。

现代勘查技术在蒙东地区煤炭火区中的应用

吉宏泰, 梁璐

2015, 44(04):  186-190. 

摘要 ( 945 )   PDF  

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内蒙古自治区东部五盟市地区即蒙东地区,其褐煤资源丰富，煤炭自燃等级达Ⅰ~Ⅱ级，自燃倾向性为容易自燃—自燃。该地区煤炭资源的燃烧造成严重的人类健康、环境污染和经济损失问题。收集了蒙东地区26处煤（矿）田火区勘查报告、物探总结等资料，结合蒙东地区环境、地质和煤质特点，以现代勘查技术在该区域的实际应用为基础，总结了蒙东地区煤炭火区的遥感影响和地球物理技术特征，综合利用勘探提供的信息圈定火烧区范围、建立燃烧模型，各区均成功地完成了深部钻探验证工作，为灾害区的治理提供了准确的依据。蒙东地区煤炭火区勘查的经验，能够为今后的煤炭火区勘查工作提供指导。

北斗RTK测量系统在矿山测量中的应用探讨

李玉立, 程钢

2015, 44(04):  191-194. 

摘要 ( 1027 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

北斗卫星导航系统的发展为矿山测量提供了新的技术手段。利用理论分析和实测比较的方法，对北斗卫星导航系统应用于矿山测量进行了可行性分析和精度探讨。介绍了北斗卫星导航系统的发展及定位原理，通过实测数据分析得出了北斗RTK与GPS RTK的精度关系。得到结论:北斗RTK的精度已达到GPS RTK同等水平，北斗卫星导航系统在矿山测量中的应用不仅提高了矿区测量的效率、准确性，而且也有利于促进矿区的可持续发展。最后分析了北斗RTK在矿山测量实际应用中应注意的问题。

基于D-InSAR与概率积分法的开采沉陷监测与预计

杨俊凯, 陈炳乾, 邓喀中, 何强, 赵伟颖

2015, 44(04):  195-200. 

摘要 ( 1161 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

为掌握采动区附近高等级公路的变形趋势，针对传统开采沉陷监测方法存在诸多缺陷的问题，将合成孔径雷达技术(D-InSAR)与概率积分法相结合，提出了一种矿山开采沉陷监测与预计方法。该方法首先利用D-InSAR技术对兖州某矿9308工作面进行了监测和分析，并将监测结果与路面水准测量数据进行了对比，然后基于D-InSAR的监测值，求取了9308工作面非充分采动下的概率积分法预计参数，再根据三下采煤规程对参数进行修正得到工作面全采时的预计参数，最后利用修正后的参数预计出工作面全采对附近高等级公路的影响程度。结果表明D-InSAR技术高精度的优势可以为开采沉陷预计提供可靠的监测数据，该方法可以为实现矿山开采沉陷监测与预计一体化提供有力支持。

厚冲积层大采深条件下的地表岩层移动规律探讨

孔素丽, 庞庆刚

2015, 44(04):  201-204. 

摘要 ( 966 )   PDF  

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针对某矿厚冲积层大采深条件下的地表和岩层移动规律展开研究，通过建立地表移动变形观测站，获取了现场实测数据，采用理论分析和数值模拟等相结合的方式，求取了该矿厚冲积层大采深条件下的地表和岩层移动变形规律。利用1stOpt数据处理软件分析了地表移动变形特征，得到了实测岩移角量参数，采用1stOpt软件回归分析得到了地质采矿要素与岩移参数间的关系式；并通过数值模拟，分析了厚冲积层大采深条件下采动岩体的应变特征和地表移动变形分布特征。

露天深孔台阶爆破炮孔测量技术探讨

郝亚飞, 周桂松, 黎勇, 刘庆, 周宇

2015, 44(04):  205-207. 

摘要 ( 1073 )   PDF  

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在露天深孔台阶爆破中，炮孔的倾角和深度是保证爆破效果的重要因素，而传统炮孔测量方法工作量巨大，成为数字化爆破施工发展的短板。针对上述问题，并基于炮孔测量试验，分别论述了人工皮尺、声波、激光3种炮孔测量方法，包括3种炮孔测量方法的测试原理、优缺点、适应条件及相应的改进措施。其中基于声波和激光的炮孔测量方法具有潜在的改进和应用空间，可以为露天深孔台阶爆破数字测孔技术的发展提供借鉴。

基于无线传感网与静力水准集成的矿区地表沉降监测

杨文环, 孙久运

2015, 44(04):  208-211. 

摘要 ( 1092 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

随着社会的发展，对矿区地表沉降与重要建筑物等监测的实时性、自动化、精确度要求越来越高，传统的精密水准测量需野外作业，且周期长、花费大，不利于进行长期、实时、自动化监测。为此，将无线传感器网络技术与传统的静力水准监测相结合，构建了一套结合低成本ZigBee无线技术与GPRS技术的无线静力水准监测系统。静力水准仪作为传感器连接于无线网络子节点，子节点将采集到的数据发送至主节点，再通过DTU模块，利用GPRS网络发送到远程的数据库。系统可实现远距离实时、高精度的矿区地表沉降监测，具有广阔的应用前景。

CAN总线在采矿塌陷区大型厂房监测系统中的应用

丁爱华

2015, 44(04):  212-215. 

摘要 ( 1120 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

针对采矿塌陷区上建现代大型单层厂房、温室急需进行监测的要求，采用基于CAN总线技术的检测系统方案，通过单片机系统完成沉降数据的采集，实现智能节点的设计。同时采用CAN总线技术，实现数据的实时可靠的传输。再将数据直接传给计算机，进行数据集中分析处理。通过VB制作的监控管理软件，实现温度的查询与实时显示。以唐山马家沟矿区波及区上建设的凤凰花卉温室大棚为对象进行的监测试验表明，该地区塌陷明显，7个月的沉陷达到了几十毫米，最大点可以达到83 mm。本系统改变了传统集散控制系统的检测方式，节省了人力物力，并可以实现实时可靠的检测。

废弃小窑掩埋井井筒探测及封堵技术探讨

方军

2015, 44(04):  216-219. 

摘要 ( 1091 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

废弃小窑由于长期荒废无人治理，井口被工业废渣及建筑垃圾等杂物充填、掩埋，导致井筒确切位置难以确定。若未对井筒有效回填封堵，在动载或地震等外力作用下，井壁可能出现破损，特别是冲积层段内出现损坏后，流砂将通过井壁溃入井下，导致井筒附近地基被淘空以致地表出现变形，给行人及周边建筑物带来极大的安全陷患。为此，通过分析废弃小窑井筒物理特性，针对性地提出了掩埋井井筒探测及封堵技术及思路。

寒区充填开采地表变形监测数据稳定性分析

郭庆彪, 郭广礼, 王金涛

2015, 44(04):  220-223. 

摘要 ( 908 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

为了准确获取充填面地表移动变形数据，有必要对各期监测数据的质量进行检验。利用F检验和t检验方法对寒区充填面观测站中监测点进行稳定性分析，结果表明观测期间控制点具有稳定性，进一步分析发现目标点存在3种形式的竖向移动：一是采煤引起的地表沉降，二是长期的汽车荷载作用下路基沉降现象，三是季节性冻土层的融沉现象。最后一种现象在我国高纬度地区较为普遍，该现象的产生将扩大地表移动盆地边界，减小主要影响正切值，不利于该类地质采矿条件下地表移动变形预计参数的准确获取。

基于PSO-RBF神经网络的主要影响角正切求取方法

陈俊杰, 王明远, 武君, 闫伟涛

2015, 44(04):  224-228. 

摘要 ( 955 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

主要影响角正切tanβ是采用概率积分法进行矿山开采沉陷预计的主要参数之一，决定着开采沉陷的影响范围。为了提高tanβ求取精度，在分析tanβ及其影响因素的基础上，选取tanβ的5个主要影响因素作为输入层神经元，将粒子群(PSO)快速搜索全局最优解算法与径向基(RBF)神经网络相结合，提出一种求取tanβ的PSO-RBF神经网络预测模型，获得tanβ和地质采矿条件之间的非线性映射关系。运用我国30个典型观测站的实测数据作为学习训练和测试样本，进行了PSO-RBF神经网络模型的适应度和泛化能力测试，对预测结果与实测值进行了对比分析。结果表明：应用PSO-RBF神经网络模型预测tanβ，收敛速度快，预测精度高。预测结果的最大相对误差为6.54%，最小为2.56%，所得到的tanβ精度有了一定的提高。

厚黄土区大采高一次采全高地表移动变形规律

郑志刚, 戴华阳

2015, 44(04):  229-232. 

摘要 ( 928 )   PDF  

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厚松散层下大采高一次采全高工作面开采强度大，回采率高，地表沉陷变形和岩移参数有其自身特点和规律。为研究大采高工作面地表移动变形规律，在王庄煤矿8101工作面上方设置了地表移动观测站。通过对观测资料的分析研究，揭示了厚黄土覆盖区、厚煤层一次采全高条件下地表沉陷变形特征，获得了该地质采矿条件下地表岩移预计参数和各种角值参数，分析了地表裂缝的发育、分布特征、裂缝宽度和深度等规律。与综放开采条件下的观测成果相比，大采高一次采全高工作面地表移动变形更加剧烈，沉陷过程在空间上和时间上更加集中，对地面建构筑物的影响更为显著。

副井振动信号处理的提升小波变换方法

蒋晨, 于瑞鹏, 鲍国, 吴丰波, 张书毕

2015, 44(04):  233-237. 

摘要 ( 1024 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

高层结构受气象、地基沉陷等外界因素影响，会产生一系列的振动变形；为研究其振动特性，保障结构安全，须对其进行变形监测。利用GPS对高层结构进行变形监测时，得到的变形信号往往包含大量的无用信息，为准确把握结构体的变形信息，可以用提升小波变换的方法对信号进行处理。以皖北矿区某副井提升台为研究对象，将监测点设于振动台上，利用天宝R10对监测点进行监测试验，对得到的振动变形信号进行提升小波变换以初步降噪，然后对降噪后的信号进行小波分解。结果表明，GPS监测获取的振动信号中包含大量噪声，通过提升小波变换处理及小波分解之后，将噪声与振动信息分离开来，提取出了有效的结构振动信息，这对于实践中的GPS数据处理及形变信息提取工作具有着重要的参考价值。

数字矿山

建设数字矿山形势下的矿山测量人才培养

赵威成, 祁向前, 马福义

2015, 44(04):  238-241. 

摘要 ( 1017 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

在建设数字矿山的形势下，矿山测量工作的内容有所变化，这就对矿山测量从业人员的素质、能力提出了更高的要求，高校对矿山测量人才培养模式也要做出适应的调整。为此，在分析数字矿山建设中矿山测量的任务、矿山测量人才应当具备的能力素质要求后，明确了矿山测量人才培养目标，据此提出普通矿业类高校在现今的教学环境、条件下，为了培养合格的矿山测量人才必须构建新的矿山测量教学体系，从教学内容、教学方式、教学过程、课程设计、实践教学等几个环节进行教学改革，为矿山测量人才培养模式探索贡献一份力量。

三维场景中虚拟漫游路径的优化设计方法

修春华, 孙秀娟, 车德福, 高广亮

2015, 44(04):  242-245. 

摘要 ( 1102 )   PDF  

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场景漫游路径的优化设计是三维场景流畅性的关键。首先，根据OpenGL相机控制原理，定义了路径数据格式，包括路径点坐标等基本属性。然后基于三维模型的特点，提出了用路径点交互拾取、手动漫游和地下巷道中心线转换方法获取路径，并通过路径拼接、路径拟合和碰撞检测方法对获取的路径进行优化。最后实现了手动和自动2种方式控制漫游。实验结果表明，这种方法简化了路径的创建步骤，达到了理想的漫游效果。

矿区基础地理信息服务平台的构建与应用

李太启, 孙尚宇, 王崇倡, 高荣久

2015, 44(04):  246-249. 

摘要 ( 912 )   PDF  

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主要论述了建设矿区基础地理信息服务平台的目的和意义，给出了服务平台的数据内容与服务模式，对平台基础地理空间数据的发现、获取、调用方法做了详细的介绍，并以矿区土地复垦规划信息管理系统作为应用案例展示服务平台在数据集成、发布、共享等方面的优势。

基于物联网的露天矿智能爆破系统设计研究

韩新平, 吴崇, 王明君

2015, 44(04):  250-254. 

摘要 ( 1211 )   PDF  

相关文章 | 计量指标

以矿山物联网、矿山智能化和采矿自动化、无人化的发展趋势为背景，以实现露天矿爆破的智能化为方向，以解决目前露天矿爆破在管理、安全和信息处理方面存在的问题为目的，以现代通信技术、自动化技术和软硬件技术为基础，重点研究了露天矿智能爆破的总体架构、核心内容、关键技术等。设计的主要内容：①露天矿用钻机的自动钻进与行走流程、钻孔精确定位与导航、穿孔数据记录、易损件和消耗件信息记录等功能;②适用于露天矿爆破工程的通信网络与数据库;③露天矿监控与爆破设计软件。该系统在实践中得到了良好应用。

基于3DMine的露天采矿设计

高艳磊

2015, 44(04):  255-258. 

摘要 ( 1144 )   PDF  

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采矿设计是矿山建设和运营的一个关键环节。采矿设计需要综合考虑矿山资源状况、开采技术条件、矿产品销售价格、矿石开采及处理成本等多种因素，以实现经济效益最大化。目前三维矿床模型和采矿三维设计方法的完美结合使采矿设计更为简化，并可获得良好的动态效果。以利比里亚某铁矿为例，利用3Dmine三维矿业软件，建立了地表地形、矿体实体和块体模型。在此基础上进行了露天开采境界优化、开拓运输系统布置、采剥进度计划编制等采矿设计。结果直观反映了采矿设计方案及数据变化关系。同时讨论了不同矿石价格及不同台阶对露天境界的影响，分析了不同条件下剥采比的变化情况。在实际生产中，可根据不同情况适时调整露天开采境界，以实现最优的矿山经济效益。

露天矿边坡影像三维重建技术

刘军, 王鹤, 李峰, 刘小阳

2015, 44(04):  259-261. 

摘要 ( 987 )   PDF  

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针对边坡稳定性评价研究的需要，提出了一种基于影像的露天矿边坡全自动三维重建方法。该方法利用普通数码相机获取露天矿边坡序列影像，基于运动恢复结构（SfM）和多视图立体视觉（MVS）算法,生成了稠密三维点云；通过构建不规则三角网和纹理映射，制作了边坡数字表面模型。试验结果表明：重建模型可全面表达露天矿边坡整体形态和局部细节特征，为有效评价边坡稳定性提供了科学依据；该技术具有成本低、高效、全自动等特点，非常适合存在潜在隐患的露天矿边坡动态变形监测。

基于Unity3D的虚拟矿山漫游仿真系统设计与实现

修春华, 孙秀娟, 苗坡, 车德福

2015, 44(04):  262-266. 

摘要 ( 1662 )   PDF  

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针对三维虚拟矿山系统在高逼真度、强交互性和跨平台等方面的不足，提出了一种基于Unity3D平台的三维虚拟矿山的实现方法。其主要过程：采集矿山的地形地质等三维坐标数据、属性数据，建立矿山三维模型，并导入到Unity3D引擎中，对数字矿山进行实时渲染并实现三维模型数据与二维空间数据整合，在此基础上利用C#语言编写脚本实现系统功能，最后将虚拟矿山漫游仿真系统移植到多个平台上。根据唐山钱家营煤矿的测试结果，该系统实现了在3种平台(Windows、安卓智能手机、Web网页)上均流畅运行，画面真实，界面友好，实现了虚拟矿山漫游仿真以及矿山属性信息的查询等功能。

凡口铅锌矿区地下水自动监测预警系统开发

欧阳仕元, 时永桂, 曹文生

2015, 44(04):  267-272. 

摘要 ( 922 )   PDF  

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凡口铅锌矿矿山帷幕截流工程完成后，地下水流场发生了变化。为及时掌握地下水动态，预防突水事故，为采区防治水工程设计提供科学依据，矿山开发了地下水自动监测预警系统。该系统由数据采集传输、数据处理分析、地下水动态预警和三维可视化4个部分组成，系统对矿区地下水水位、流量、水质等参数实时监测、自动统计、分析和处理，及时反映地下水的储藏、运移、补排特征和动态变化规律，进行预警。应用表明，系统运行状态、数据监测、成果输出等准确反映了矿区地下水流场变化情况，预警信息可靠。

最短路径算法在矿山巷道三维模型网络分析中的应用

车德福, 陈军伟, 赵西亭

2015, 44(04):  273-277. 

摘要 ( 1204 )   PDF  

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矿山巷道三维模型能真实地模拟井下的工作场景，基于该模型的网络分析对煤矿井下安全救援十分重要。根据巷道的网络特点，将实际的测量数据中点状和线状元素抽象为节点-弧段图，该图的生成对应着一维中心线和二维双线巷道的构建，在此基础上根据断面的拱高、墙高及拓扑关系进行井巷模型基本单元自动的装配以及三角化生成巷道的三维模型。网络分析采用能适应拓扑变化的Dijkstra算法，从减少搜索节点和采用邻接表的存储结构两方面对传统的Dijkstra算法进行优化，并分析了算法的效率。最后编写程序实现了改进后算法在巷道三维模型中存在障碍的情况下的最短路径分析，并能在三维巷道中漫游显示，结果表明该算法快捷有效。

基于TIN模型的煤炭资源储量计算

张文波, 胡海峰, 张雪芹

2015, 44(04):  278-281. 

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为精确计算煤炭资源储量，建立了基于TIN模型的煤炭资源储量计算方法。通过利用ArcGIS软件，对原始的钻孔等数据构建Delaunay TIN，再由此TIN按线性内插转栅格，进行栅格数据运算和块段分布图叠加后，由分区统计技术计算每个块段的煤炭体积，最后按体积与容重之积计算储量。通过实例应用可发现，此方法与传统块段法的计算结果相比，具有明显效果。此外，本方法非常适用于无煤层底板等高线等资料仅有钻孔数据的矿产勘探期资源储量估算和村庄下资源压覆量计算。

远程集中控制技术在调节通风系统风压平衡中的应用

王剑波, 周伟, 吴冷峻, 贾安民

2015, 44(04):  278-281. 

摘要 ( 856 )   PDF  

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围绕三山岛金矿深井开采中出现的两矿区系统风压不平衡问题，采用通风系统远程集中控制技术、风机变频技术以及井下通风参数监测技术，对分布于井下各处机站的风机及主要通风巷道的风流风压参数进行计算机远程集中监测监控。在保证系统总风量达到设计要求的基础上，通过对两矿区主回风机站风机运行频率适时综合调控，各贯通处流动风量由90.60 m3/s减少至13.6 0 m³/s，有效缓解了两矿区之间污风相互串联影响。通风远程集中监控系统的稳定运行为加快推进矿山数字化建设进程迈出坚实一步。

动力煤期货对现货市场影响

张耕菩

2015, 44(04):  282-287. 

摘要 ( 1249 )   PDF  

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中国是以煤炭为最大能源原料的国家，也是世界最大的煤炭生产国和消费国，动力煤期货的上市对现货市场将产生影响；影响我国动力货价格的因素主要有国内宏观经济形势、国际动力煤价格变化、动力煤下游电厂消费量、主要铁路运输干线（大秦线）运量等方面。通过综合运用定性与定量的方法，就动力煤期货上市后的发展状况，按照动力煤现货市场价格变化与期现货价格的互动关系，探讨动力煤期货对煤炭现货市场规避价格波动风险的影响。研究结果表明：动力煤期货的推出为动力煤产业链主要涉及的行业提供了规避价格波动风险的工具。