摘要：覆土厚度对煤矸石充填复垦地表土中生物的活动具有重要影响.基于土壤呼吸速率在表征植物根呼吸和微生物活动方面的重要性,选择安徽省淮南市某煤矿塌陷生态修复区为研究对象,按照覆土厚度将研究区分为4类监测区:A区(20~40cm),B区(40~60cm),C区(60~100cm)和D区(大于100cm),分别测定其土壤呼吸速率、地表与土层(5cm和35cm)温度,以研究复垦土壤呼吸速率昼夜变化及其温度敏感性,为煤矸石充填复垦工程的表土厚度设计和土壤熟化技术应用提供理论依据.结果表明:土壤呼吸速率曲线均呈单峰形态分布,最低值为-0.08μmol/(m^2·s),最高值为9.22μmol/(m^2·s);煤矸石充填复垦土壤呼吸速率不随覆土厚度变化出现明显的规律性,土壤呼吸速率昼夜均值大小顺序为:C>B>D>A.A监测区土壤呼吸速率一直处于较低值,D监测区土壤呼吸速率上午快速增加,但下午14:00以后下降的速度明显快于其它3类监测区.60~100cm是研究区最有利于土壤生物活动的覆土厚度.不同覆土厚度监测区土壤呼吸速率与地表温度、5cm和35cm土层温度均存在指数型函数关系,相关系数在0.728 1~0.899 2之间,为极显著相关(P<0.01).A监测区土壤呼吸速率对温度的敏感性大于其它3类监测区.

摘要：为求取工作面有效透视宽度,推导了适合坑透仪器实测场强值的工作面坑透实测场强值计算公式,其场强H变化取决于初始场强值H_0、收发距r和吸收系数β。对于相同初始发射场强值的坑透探测,场强传播距离的制约因素为吸收系数值β,β值越小,场强传播距离越大,越适合于坑透探测。提出了利用发射巷近场源区场强数据计算初始场强值,再利用该初始场强值和接收巷透视场强数据计算吸收系数的方法,计算结果比单独的透视场强数据或发射巷场强数据计算更加可靠。提出了煤层工作面坑透有效透视宽度计算公式,由工作面初始场强值、吸收系数值和背景场强值可以计算出坑透探测仪器在某个工作频率探测下的工作面有效透视宽度。淮南矿业集团谢桥矿工作面实际坑透探测资料表明,利用双巷实测的场强数据所计算的初始场强、吸收系数是客观的,由初始场强值、吸收系数值和背景场强值所确定的工作面有效透视宽度值是可靠的,可以合理地指导工作面坑透设计与施工。

摘要：针对煤矿井下供水管网优化设计的特点,建立了符合工程实际的数学模型和关联矩阵,将求解问题用关联矩阵线性化表示.运用Visual Basic语言编写优化程序,实现了矿井供水系统的优化计算.实例计算结果表明:运用该程序对矿井供水系统进行优化,计算量小,效率高,结果可靠,能最大程度降低运行成本.

摘要：矿井巷道掘进过程中,利用瞬变电磁法超前探水因易受电磁干扰而使测试效果变差,尤以金属干扰最突出。因此,研究金属干扰特征对于井下水害超前探查技术的提高具有重要意义。针对超前探测情况,以锚杆作为主要干扰源,按现场实际干扰情况,设计井下实体模型试验。分析测试数据认为:锚杆对瞬变电磁探测的干扰程度及特征主要受其自身空间状态(x,y,L)决定;初步确定锚杆的最大干扰距离d为3 m,其中,1.5 m内具有强干扰,1.5~3.0 m区域干扰较弱;划定锚杆外露长度L在0.5 m内为干扰程度变化敏感区,0.5~1.7 m以上基本持水平状态。通过2根锚杆测试数据的对比,近似认为组合干扰信号为2根锚杆单独响应信号的垂直叠加,该结果为金属干扰的校正技术研究提供可循规律。最后,指出受金属干扰的数据需研究其有效性。

摘要：以淮南潘谢某采煤沉陷积水区为研究对象,通过设计室内模拟实验,对其农业耕作层土壤初期覆水条件下的氧化还原过程进行了考察.在此基础上研究了磷（P）自农业土壤内部向＂水-土＂界面迁移转化潜能,模拟实验持续近4个月.同时,实验采取土壤理化性质分析和孔隙水表征相结合的方法进行,土壤主要分析了淹水前后有机质含量（OM）、铁氧化物、P含量及其赋存形态等相关变化,而孔隙水则分析了pH、氧化还原电位（Eh）、溶解无机碳（DIC）和有机碳（DOC）、Fe2＋、NO3--N、SO42--S,较为保守元素Cl-作为其他可变指标的参考.结果发现,研究过程中观察到了微生物活动所对应的不同氧化还原过程,1~2周后土柱内部的NO3--N和SO42--S由于呼吸作用趋于耗竭,孔隙水Fe2＋持续升高,并伴随着活性磷（DRP）的释放.此后整个体系氧化还原反应趋于平衡,在＂水-土＂界面观察到了明显的Fe＂泵升＂现象,弱吸附态磷（NH4Cl-P）和有机磷（OP）有向金属氧化物结合态磷（NaOH-P）迁移转化的趋势,但孔隙水内部DRP能否向表层迁移短时间内不能确定.

摘要：为实现煤与瓦斯突出的准确辨识和及时预警,构建了新的预警指标体系,并建立了实时预警系统。预警指标体系包括实时指标、动态指标、预测和基础指标,其中,实时指标主要有波动率、频率、体积分数瞬时增幅和均线,反映瓦斯涌出异常的本质和现象;动态指标有打钻异常、地应力显现、集中应力、地质构造等,主要反映瓦斯压力和地应力异常;预测指标和煤层基础信息主要反映煤层和瓦斯地质异常。然后,基于C/S架构,设计了煤与瓦斯突出实时预警系统,可实现数据分布处理、预警信息多渠道表达和分级发布。最后采用某矿瓦斯突出历史数据,进行了煤与瓦斯突出早期辨识与实时预警模拟,结果表明:根据设定的指标体系和判别标准,可提前近3 h进入响应预警级别,基本可实现突出早期预警与及时响应,并为事故的处理和科学决策提供支持。

摘要：深部开采成为新常态,为了研究深部地应力环境及其对煤系岩石力学性质的影响规律,基于地面千米钻孔水压致裂法、井下应力解除和AE法实测了淮南潘集深部勘查区地应力。采用MTS-816和RMT-150B岩石三轴压缩系统试验研究了深部地应力场下6种岩性共330件煤系岩石的强度特征和变形性质。结果表明:高侧压对煤系岩石力学性质变化起决定性作用,不同岩性煤系岩石强度均随侧压增大而增加,呈非线性关系;峰值应变随侧压增大呈线性增加关系;细砂岩、粉砂岩和灰岩的弹性模量随侧压增大线性增加,而粗、中砂岩和泥岩的弹性模量与侧压状态无关。建立了不同岩性煤系岩石三轴抗压强度和峰值应变与侧压间的预测方程,并给出各岩性影响系数,结果可为深部围岩稳定性评价与工程设计等提供科学依据和参数。

摘要：煤矿区用煤矸石作为基质进行土壤重构,恢复生态环境和土地复垦的立地条件工程大量存在。但是,煤矸石氧化放热过程会对重构土壤剖面的水气变化产生影响,进而影响矿区生态修复的效果。为了研究重构土壤的水气运动特征及其对温度梯度的响应,设计了一种重构土壤水气热耦合运移室内模拟装置。在重构土壤不同深度布设温湿度传感器连续监测重构土壤剖面含水量和温度,利用CO_(2)体积分数检测仪测定不同深度CO_(2)体积分数,并通过底部的加热装置对重构土壤进行加热,研究重构土壤温度分布及其对水气运动的影响。结果表明:Hydrus-1D软件能较好地模拟重构土壤剖面体积含水量分布,但水分入渗过程存在明显的滞后性,水分在土壤层累积。气体在扩散过程中也表现出了明显的滞后性,在80 cm矸石层累积。当底部加热时,重构土壤剖面会形成稳定的温度梯度。在温度梯度的作用下,重构土壤中的水分会从底部向上运动,导致底层含水量明显降低,而其他层的含水量均明显上升,其中60 cm层的含水量增速最大,为0.057%/h。此时,气体易在矸石层及层间界面累积,并且累积效应随着温度梯度的增加而增强。温度和含水量均会影响重构土壤气体的扩散,但温度梯度的增加会削弱含水量对气体扩散的影响。另外,在重构土壤层间界面可能存在一个“障碍带”,当水分和气体接触到层间界面“障碍带”时开始受阻,从而导致水分在土壤层开始累积,气体在矸石层及层间界面累积。

摘要：在复杂地表条件下,利用瑞雷面波进行勘探时,需要考虑地形对瑞雷波场传播地影响。针对倾斜地表两层地质模型,通过设计不同展布方向的检波器排列进行瑞雷波信号采集,利用高精度交错网格有限差分法,讨论经过快速傅里叶变换后的地震记录F-V频率谱,通过对比信号频率谱与理论多阶频散曲线,分析在不同地形条件下瑞雷波传播能量的变化特征,并提取叠加频散曲线;运用遗传算法对采集到的地震记录进行基阶与高阶瑞雷波联合反演得到目的层厚与初始模型层厚进行误差对比;并对理论正演初始模型的频散曲线与各地质模型利用F-K法提取的频散曲线进行全局拟合误差计算。分析表明:倾斜地形进行多道瞬态瑞雷面波勘探,相对于下部激发、上部激发会产生高阶频散趋势,因此对下部激发的地震记录进行反演产生的厚度误差相对较小。

摘要：【目的】底板突水受特定地质构造、水-岩-应力及采掘扰动等因素叠加作用影响,具有复杂性、隐蔽性、突发性等特点。【方法】物理模拟试验能较好地还原底板岩层与承压水赋存环境、直观展现采动底板裂隙扩展及突水路径演化全过程、实时获取灾变各阶段多源数据信息,因而在底板突水研究方面具有独特优势。【结果和结论】对底板突水经典理论、标准规范、模拟试验及工程实践等方面的研究成果进行了回顾,重点梳理了试验加载装置及水压模拟方式、相似材料研制及其特性指标、监测技术及其观测系统设计3个方面的研究进展,其中在模拟水-岩-应力耦合环境下的三维模型底板突水全过程信息捕捉方面有较大突破。面对数智化研究大背景,分析当前底板突水物理模拟试验领域存在的不足,并据此指出未来应重点关注大型三维底板突水综合试验平台研制、基于标准化的多特性相似材料配比数据库建立、多相多场多维耦合监测预警系统构建、人工智能等数智化技术融合应用研究等发展方向。提出的思考有助于从装置、材料、技术等方面提升未来物理模拟试验水平,从而更好支撑煤矿底板水害数智化防治基础研究工作高质量发展。