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本發明公開了一種共伴生資源礦區水與瓦斯綜合利用系統及應用方法。所述共伴生資源礦區水與瓦斯綜合利用系統，包括地質機構、運行機構、開發機構、修復機構、轉化機構，地質機構設置表層、鈾藏、煤藏、油氣藏，運行機構設置油氣罐、蓄水湖、集鈾液罐、溶浸液制備罐、抽液泵、注液泵、抽液井、注液井、注液管、抽水泵、抽水井、輸水管道、采油機、油氣叢井、油氣管道，開發機構設置采煤充填體、沿空巷道、充填管、混凝土體、連通閥，修復機構設置凈水池、凈化器、蓄水池、注水泵、注水井，轉化機構設置集氣室、尾氣室、燃燒室、充填墩、輸氣管、導熱管。本發明通過五大機構配合，實現共伴生資源礦區全生命周期能源化與功能化高效開發利用。
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本發明公開一種大傾角煤層飛矸致災精準模擬實驗臺及應用方法，包括飛矸滑道凹槽模型、飛矸啟動模型、擋矸模型、測速模型。本發明利用飛矸啟動模型發射巖塊，采用飛矸滑道凹槽模型、擋矸模型分別模擬工作面底板和飛矸防護系統，最后通過測速模型進行飛矸運動軌跡的監測與記錄，通過各模型間的高效配合，實現不同地質條件下大傾角煤層飛矸致災的精準實驗模擬。本發明提供的一種大傾角煤層飛矸致災精準模擬實驗臺可進行多角度、復雜地質條件下飛矸致災全過程的精準物理模擬，對大傾角煤層飛矸防治具有重要意義。
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本發明公開了一種滑移泄壓式特種錨桿,包括桿體，桿體的軸向上安裝有至少一個泄壓模塊，桿體上設置有注漿通道、端部部分、泄壓環，泄壓環外套裝有泄壓模塊，泄壓模塊與泄壓環之間發生軸向移動以進行泄壓；泄壓模塊包括兩個泄壓座、兩個泄壓半環，兩個泄壓座、兩個泄壓半環分別安裝在泄壓環的兩側，每個泄壓半環與對應的泄壓座之間分別安裝有一個第一彈簧，第一彈簧對泄壓半環施加阻礙其向對應泄壓座移動的彈力；兩個泄壓半環可在泄壓蓋板內側沿著桿體軸向滑動；泄壓座與錨孔壁相對固定。本發明可以通過泄壓模塊進行主動泄壓，從而在沖擊地壓、地質活動時自動釋放應力，可以應對地質活躍、沖擊地壓多發的支護環境。
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本發明提供了一種用于預測礦井坍塌及人員定位救援的井下安全預警裝置，屬于井下安全預警領域，包括STM32主控制器、地質硬度檢測模塊、礦井大裂痕檢測模塊、井下人員定位模塊和報警模塊；所述地質硬度檢測模塊包括89C51單片機、雙輸出開關電源、壓力傳感器、濕度傳感器、信號放大器和液晶顯示器；所述礦井大裂痕檢測模塊包括電子監控器、振動傳感器、X射線衍射儀和模數轉換器；所述井下人員定位模塊包括人體熱釋電紅外傳感器、紅外掃描圖像、無線傳輸、人員分析與定位；所述報警模塊包括振動頻率顯示器、人員位置顯示器、蜂鳴報警器和閃光燈報警器。本發明可有效預測礦井坍塌時間，準確定位井下被困人員，減少礦難發生率。
本發明提供一種孔隙型含水基巖段煤礦立井單層井壁外荷載設計取值方法，本方法包括如下步驟：S1假定井壁為貼壁式狀態，分析井壁的外荷載，計算出井壁外荷載的表達式；S2根據步驟S1計算出的
的表達式來判別井壁的狀態；S3根據步驟S2中所判別出的狀態分別進行相應的荷載解析，并得出井壁為貼壁式襯砌時的井壁外荷載解析為
井壁為離壁襯砌時的井壁外荷載解析為Pb；S4根據步驟S3所得到的結果帶入已知的地層參數和立井井壁初步設計的尺寸參數，得到井壁外載荷的取值區間，再根據所設計的地層參數在取值區間內選取井壁的外荷載值。本發明所得到的井壁外荷載更符合實際工況，更有利于針對具體的地質條件下的立井施工的順利進行。
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本發明涉及一種基于GIS和斷層分維的斷裂構造復雜程度評價方法，步驟包括：步驟A，統計并處理斷層，選擇合適的步距開始分維；步驟B，根據分維結果求解分維值；步驟C，將分維值賦值給方格中心點并繪制等值線圖，取等值線上對應礦區鉆孔坐標處的分維數值；步驟D，在GIS中建立斷層分維矢量分區圖；步驟E，結合礦區其他地質資料對分區圖作綜合評價分析。本發明可以彌補原本以斷層分維方法描述斷層構造復雜程度的不足，可將斷層分維理論與其他方法相結合對礦區地質構造復雜程度做綜合分析，邏輯清晰，過程簡單明了，便于學習和推廣。
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一種煤層開采底板灰巖水防治方法，可解決我國石炭二疊系煤炭資源開采過程中，容易發生底板灰巖水害的技術問題。包括以下步驟：S100、煤層底板灰巖水文地質條件綜合勘探；S200、劃分煤層底板灰巖巖溶含、隔水層位置，確定實施改造具體層位；S300、根據具體層位實施注漿改造和疏水降壓；S400、采用物探對煤層底板垂向導水通道進行探測，然后注漿封堵；S500、基于注漿改造層進行探測驗證與鉆探取芯分析相結合，綜合評價注漿和治理效果，確定安全開采可行性。本發明在煤層底板灰巖水文地質條件綜合勘探基礎上劃分出底板灰巖巖溶含、隔水層，并確定實施改造具體層位，實施注漿改造與疏水降壓，并采用物探對通道進行探測，然后注漿封堵。最后采用突水系數、數值模擬、物探與鉆探檢測多種方法綜合評價，確定安全開采可行性。
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本發明提供了一種煤巷穿層瓦斯防治鉆孔設計計算方法，所述計算方法包括：S1、預抽煤巷穿層鉆孔的設計模型確定以及設計；S11、穿層鉆孔設計：依據數據庫、規則庫、輸出參數進行設計；S12、各鉆場終孔點坐標；S13、各鉆場開孔點坐標；S2、穿層鉆孔設計模型確定以及設計；S21：穿層鉆孔設計規則；S22：穿層鉆孔計算。本發明基于動態三維瓦斯地質模型，建立瓦斯防治鉆孔信息數據庫、提出瓦斯防治無人化智能鉆孔設計原則與方法，實現了三維瓦斯地質模型的自動建立與精準糾正、抽采單元的自動劃分與更新、鉆孔智能設計與動態調整、鉆孔合理性評判以及智能補救。
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本發明提供一種巖層產狀參數獲取和計算方法，其中，包括：獲取得到巷道一幫巖層偽傾角和迎頭剖面巖層偽傾角；獲取巷幫揭露巖層的初始位置；根據所述初始位置、巷道一幫巖層偽傾角和迎頭剖面巖層偽傾角，通過畫法計算得到巖層走向、傾向和傾斜角。采用上述巖層產狀參數獲取和計算方法，可以根據實際生產中很容易測量確定的巷道一幫巖層偽傾角、迎頭剖面巖層偽傾角和巷幫揭露巖層的初始位置，通過畫法計算得到巖層的產狀，從而避免了在復雜環境中使用地質羅盤，使井巷工程、隧道工程中地質資料收集整理更加安全、高效，節約了測量所需的人力成本和時間成本，具有積極的實際推廣意義。
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本發明公開了一種天然源煤槽地震波勘探方法，先在巷道內布設觀測系統，然后利用觀測系統進行天然源槽波數據的采集，由于天然源槽波的頻散特征與煤層厚度、煤層縱橫波速度以及圍巖縱橫波速度相關。接著采用擴展空間自相關法提取出天然源槽波的頻散特征曲線；并采用波長深度轉換系數法對獲得的頻散曲線進行解釋，從而能得出巷道周圍煤層及圍巖不同深度各自的縱橫波速度剖面圖，最后根據煤層及圍巖不同深度各自的縱橫波速度剖面圖確定周圍煤層及圍巖的地質信息。本發明通過利用天然源槽波進行地質探測，使其能在保證對煤層進行精準探測的前提下，具有觀測系統布設方便使其每次探測效率高，且探測范圍較廣。
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本發明公開了一種針對煤礦頂板放水試驗求取滲透系數方法，包括以下步驟：根據礦區水文地質條件，設置頂板本次放水試驗所需的放水孔、并選定觀測孔；收集本次放水試驗之前預定時間內，在工作面鉆孔放水的條件下觀測孔的觀測數據，即時間?水位數據；打開本次放水試驗的放水孔，以某一恒定的水量開始放水，并同步觀測觀測孔的水位，以獲得放水過程中觀測孔時間?水位數據；利用總降深減去預測的工作面鉆孔造成的降深，獲得本次單孔放水試驗的放水孔單獨對觀測孔造成的降深；以及利用本次單孔放水試驗的放水孔對觀測孔的降深來計算含水層滲透系數。本發明消除了放水試驗過程中由于其他工作面疏放水干擾，提高了礦井水文地質參數值的準確性。
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本發明涉及一種地質鉆探裝備，公開了一種模塊式鉆桿自動運移裝置，其包括機械手底架(2)，機械手底架(2)上設有能夠360°旋轉的轉動件(3)，轉動件(3)上固定有鉆桿運移機械手(4)，鉆桿運移機械手(4)包括固定在轉動件(3)上的連接架(401)和設置在連接架(401)上的機械手抓取部(6)。本發明能夠實現鉆桿運移機械手(4)整體回轉，360°抓取、運移鉆桿，將鉆桿裝卸由人力作業轉變為自動化作業，提高地質鉆探的自動化水平。
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本發明提供了一種測試孔隙度、給水度與滲透系數的循環實驗裝置，該裝置主要由砂土容器、濾網、測壓板、穩壓供水箱、水箱、水泵、升降支架、若干進水管、若干出水管以及若干開關閥門等組成。本發明使用方便，可同時測定孔隙度、給水度以及滲透系數等水文地質參數?？梢赃M行定水頭、不定水頭情況下的達西滲流實驗，并能在實驗中做到水資源的循環利用，如能應用于水文地質研究中，作為教學儀器有助于學生更好理解孔隙度、給水度與各種水頭變化下滲透性的測定原理；如能應用到生產實際中，可以很好地為土地利用、工程建設提供最佳的實施方案。
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本發明公開了一種共生資源礦井精準開發與退役服務系統及應用方法。所述共生資源礦井精準開發與退役服務系統，包括地質體機構、地表開發機構、地下構筑機構、退役服務機構，地質體機構設置有地表層、含礦含水層、煤層、油氣儲層，地表開發機構設置有綜合儲備庫、采油機、抽注泵、抽注井、油氣叢井、抽注管、輸油管，地下構筑機構設置有智能采煤充填體、工作面、運輸巷道、回風巷道、煤柱、壩體、運維走廊，退役服務機構設置有凈化池、補給池、儲油池、凈化泵、補給井、水驅井、凈水體。本發明通過四大機構的密切配合，開展既定工藝時序下共伴生資源開發，充分發揮廢棄儲層空間功能，實現共伴生資源全生命周期安全精準開發與廢棄儲層綠色高效利用。
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本發明公開一種鉆孔分層充填方法，具體包括以下步驟：S1、根據地質鉆孔巖性對地質巖組進行劃分，并繪制巖層位置圖；S2、測試不同巖組的密度、強度及變形參數；S3、選擇填充材料，利用交叉試驗的方法，獲得不同巖組的填充材料配比；S4、將測溫光纜垂直的植入鉆孔中；S5、預計不同巖組所需的注入量，按照1.5倍體積進行準備注漿；S6、利用測溫光纜的變化準確定位已充填位置，結合巖層位置圖，達到準確分層充填的目的。本發明利采用不同配比的填充材料，其密度、強度及變形參數與對應巖層吻合，再利用測溫光纜的變化準確定位充填位置，可以準確分層充填，解決了因統一材料無差別注漿充填導致監測誤差較大的問題。
本發明公開了一種基于FLAC3D內置FISH語言的采動塑性區體積確定方法，包括：步驟A，收集具體礦區的地質資料，包括地層巖性、厚度、巖石力學參數等；步驟B，基于相應的實際地質情況，將其概化為數值模型，利用FLAC3D軟件建立采動破壞模型；步驟C，利用FLAC3D內置FISH語言編寫相關命令流，分別遍歷不同破壞類型的采動塑性單元體，獲取單元體的體積累加求值并輸出到文本文件中。本發明依據FLAC3D內置FISH語言，具有一定的新穎性，且本發明操作簡單，易于實際應用，為采動塑性區的體積確定提供了一種新的方法和思路。
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本發明公開了一種基于最小二乘?粒子群策略的直流電阻率聯合反演方法，采用直流電阻率法對選定區域進行地質勘探，獲得實際觀測數據dobs；首先構建初始電阻率模型m0，利用有限元法進行電阻率正演計算，得到正演響應f1(m)；將獲得的正演響應f1(m)和實際觀測數據dobs代入初始反演目標函數中，使用最小二乘法進行直流電法電阻率的反演，得到反演電阻率數據集m1；將反演電阻率數據集m1作為新初始電阻率模型m2，利用粒子群算法求解更新后的反演目標函數φ2(m)；最后采用更新后的反演目標函數φ2(m)進行直流電阻率法反演探測，獲得空洞的精確位置，進而得出巖溶地質發育帶的大小、延伸方向和埋藏狀態。
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本發明公開了一種超長工作面無線電波透視CT測試方法,利用工作面巷道條件,構建無線電波透視CT測試系統,進行面內構造探查,對在巷道中揭露及隱伏的斷層、薄煤區、陷落柱等地質異常進行探查與解釋,為工作面安全高效回采提供技術參數。
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本實用新型公開了一種具有注漿裝置的無損實芯錨索，包括圍繞在錨索外圈的多組插孔，通過注漿端向錨索中注入漿液或者空氣時，氣囊內部可被不斷進入其內部的漿液充滿而膨脹變形，當氣囊膨脹變形時抵觸支撐板向靠近空心槽內壁的位置的移動，支撐板移動時帶動不銹鋼插桿在多組插孔中移動，不銹鋼插桿的端部伸出錨索的外圈并卡合在錨索外圈的地質層中，形成咬合狀的錨固結構，可將錨索錨固在地質層中，此裝置中，當放出注入氣囊中的漿液或者空氣時可繞使得支撐板失去抵觸作用，而彈簧被壓縮后的恢復力作用可帶動不銹鋼插桿伸入錨索的內部，使得錨索可順利從地質層中抽出，起到了循環利用的目的。
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本實用新型公開了一種自封型中空注漿礦用錨索，包括：錨索和氣囊之間形成供注漿時漿液進入的氣囊腔，漿液經過錨索時進入氣囊腔產生壓強使氣囊向外膨脹變形以密封在錨索與其外部的地質層之間，氣囊向外膨脹變形之后繼續往錨索中注入漿液，漿液通過錨索注入地質層中對地質層進行錨固，氣囊一側的錨索中設有阻隔部，第一封板受注漿時漿液壓力往第一空心槽一側移動，第一封板受持續注漿的漿液壓力繼續往第一空心槽一側移動至第二空心槽中，此時，漿液可通過殼體繼續注入殼體另一側的錨索中，注漿時氣囊通過注漿產生的壓力自行封堵錨索周圍，注漿完畢之后，失去壓力的第二封板復位，將第二空心槽封堵住，防止漿液回流。
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本發明涉及瓦斯災害預測技術領域，且公開了一種煤礦瓦斯災害預測方法，包括以下步驟：S1，確定影響煤礦瓦斯災害預測的主控因素；S2，對已發生過的全國煤礦瓦斯災害事故進行規律分析，取得相應數據值；S3，采用主動測壓法對礦井進行測定壓力，測定煤層瓦斯壓力值；S4，對各地煤礦瓦斯的地質土壤進行檢測，地質構造、水溫地質條件進行數據監控和分析；S5，采用分源預測法對瓦斯涌出和突出進行預測；S6，對各地煤礦瓦斯的出入進口安裝紅外線熱像儀實時發熱性檢測，迅速檢查熱源點；S7，將煤礦瓦斯災害事故規律分析數據的臨界點、爆炸點分成等級，預置等級范圍值，將濃度、溫度達到預置值點則進行相應等級報警。
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本發明公開了一種用于探測巷道圍巖地質的勘探支架、勘探裝置和勘探方法?？碧窖b置包括激光測距儀、LTD探地雷達和勘探支架。所述勘探支架包括移動支架、軸向旋轉支架、徑向旋轉支架和驅動裝置。軸向旋轉支架架設于移動支架上，且與移動支架構成轉動配合，徑向旋轉支架與軸向旋轉支架成十字交叉。徑向旋轉支架沿其自身軸向可伸縮。驅動裝置驅動軸向旋轉支架旋轉且帶動徑向旋轉支架旋轉。本發明相比現有技術具有以下優點：本發明的一種用于探測巷道圍巖地質的勘探支架、勘探裝置和勘探方法可對巷道斷面進行連續精確勘探，且可對探測結果進行精確定位，有助于形成準確有效的區域內巷道圍巖三維地質變化圖。
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本發明公開了一種坑道三方向視電阻率超前探測方法，適用于坑道等地下工程施工過程中坑道前方隱蔽災害地質體及其賦水性探測：先在坑道內設計電法測線，在測線上依次布置s個供電點和n個測量點，并施工供電電極和三方向測量電極組；將供電電纜和接收電纜與電法儀連接，完成不同供電點的供電電流I與測量點三個方向的電位差ΔUx、ΔUy及ΔUz數據采集，計算三方向視電阻率；再采用基于光滑約束的最小二乘反演算法對獲得的三方向視電阻率數據進行反演，得到坑道掘進前方地質體的三維電阻率圖像，提取坑道掘進前方水平和垂直電阻率剖面，判定坑道掘進前方隱蔽災害地質體的空間位置及其賦水性，從而為坑道安全掘進提供技術參數。
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本發明提出了一種坑道三方向視極化率超前探測方法，適用于坑道等地下工程施工過程中坑道前方隱蔽災害地質體及其賦水性探測：先在坑道內設計電法測線，在測線上依次布置s個供電點和n個測量點，并施工供電電極和三方向測量電極組；將供電電纜和接收電纜與電法儀連接，而后在各測量點觀測供電時長T時刻和斷電后t時刻電極對P1P2、P1P3、P1P4之間的電位差，計算三方向視極化率；再依據最小二乘法反演得到坑道掘進前方地質體的三維極化率圖像，判定坑道掘進前方隱蔽災害地質體的空間位置及其賦水性，從而為坑道安全掘進提供技術參數。
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本發明公開了一種坑道三方向視頻散率超前探測方法，適用于坑道等地下工程施工過程中坑道前方隱蔽災害地質體及其賦水性探測：先在坑道內設計電法測線，在測線上依次布置s個供電點和n個測量點，并施工供電電極和三方向測量電極組；將供電電纜和接收電纜與電法儀連接，先后在各供電點分別供入高頻以及低頻交流電，記錄兩種頻率下電極對P1P2、P1P3、P1P4之間的總場電位差，計算三方向視頻散率；再依據Cole?Cole模型進行數據反演得到坑道掘進前方地質體的三維頻散率圖像，判定坑道掘進前方隱蔽災害地質體的空間位置及其賦水性，從而為坑道安全掘進提供技術參數。
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本發明公開了一種判斷煤與瓦斯是否會突出的方法，涉及礦井或隧道中的安全方法技術領域。包括如下步驟：獲取煤層所在實際的地質構造、地應力、煤體結構、瓦斯賦存條件以及瓦斯參數；根據上述條件，構建煤與瓦斯突出影響因素虛擬模型；在實驗室內通過實物模擬構建煤層三維地質模型；人為誘發煤層三維地質模型引起瓦斯突出現象，并記錄引起瓦斯突出現象時的參數值；根據新獲取的權重度比例重新建立煤與瓦斯突出影響因素虛擬模型，對虛擬模型進行修正；使用新的煤與瓦斯突出影響因素虛擬模型判斷是否會存在瓦斯突出現象。所述方法通過對構建的煤與瓦斯突出影響因素虛擬模型進行權重比例的更新，提高了瓦斯突出判斷的準確性。
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本發明公開的煤油氣共存礦井立體綜合高效精準治理技術方法，包括如下步驟，S10、計算煤層瓦斯地質儲量和圍巖油氣地質儲量；S20，建立鉆孔布置合理參數模型；S30：在煤層中施工順煤層定向長鉆孔，并進行分段水力壓裂施工；S40：通過抽采數據監測，結合抽采達標周期等參數，綜合評價治理效果，為類似地質條件下的治理區域提供設計依據。形成了針對煤油氣共存礦井災害的多維度立體化圍巖油氣—煤層瓦斯的綜合抽采防治技術，實現采動空間災害氣體動態的時空立體抽采，提高礦井采掘和瓦斯抽采效率，從根本上解決礦井氣體災害問題。
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本發明公開了一種多震源同時激發的巷道地震反射超前探測方法，采用一次性同時激發多個震源，產生多道地震波，檢波器持續接收各個電控震源產生的多道地震直達波及各道地震直達波遇到前方異常地質構造后反射的多道地震反射波；然后采用互相關處理從檢波器接收的多道地震波中各道地震反射波的共檢波器道集，并得出各道地震反射波到達檢波器的初至波走時；最后根據各個電控震源和檢波器之間的位置關系及初至波走時，采用已知的疊前繞射偏移成像進行處理，得到巷道前方地質異常分布。由于無需等待放炮間隔，通過一次性同時激發多個震源，即能提取得出地震反射成像所需的數據進行地質探測，從而有效提高采用巷道地震超前探測方法進行巷道前方探測的效率。
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一種構造對太原組灰巖水運移控制的確定方法，屬于水文地質含水層水動力條件分析技術領域。利用水文孔、地質孔和建井的相關資料，對太原組的灰巖進行了原始水位判別。若非原始水位，利用在開采區建立虛擬井方法，對開采區進行受人為擾動的太原組灰巖水進行降深計算。并利用線性條件下的水位疊加方法，獲得開采區的太原組灰巖水的原始水位。最后獲取的原始水位疊加構造綱要圖，判別深部開采區太原組灰巖的地下水的運移規律。有助于工作人員利用該規律進行深部開采的合理工程布置。本發明的所利用的資料均是從常規的水文地質工作中獲得，且該方法相對簡單，易于技術人員學習操作，應用前景廣泛。
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