深部开采

针对深部煤层开采过程中可能出现的动力灾害，如量级大、破化程度高等问题，采用理论分析方法。首先，利用王家山煤矿深部急倾斜煤层开采的微震数据，通过CMEAS算法优化微震台网布局，得到最佳解。其次，建立了综合微震多参数预警指标体系，并根据实际监测数据制定危险判断标准。最后，在最优微震台网下，基于实地监测数据，探讨了工作面顶底板岩层及正前煤层震动的时空演化规律。另外，采用数值计算模拟了工作面开采过程中煤岩体位移场和应力场的变化，以及周边断层的活化模式，揭示了深部开采对力学响应的影响规律。

探讨了多媒体数据挖掘的原型，通过建立包含媒体库、特征库和知识库的体系结构，全面展示影像数据的特征，从而有效解决了影像数据表示的问题。

介绍了水下开采地表移动数据观测方法和导水裂缝带发育高度井下探测方法，并对山东某矿区多个煤矿的导水裂缝带发育高度与岩移参数进行了统计分析。研究中分析了二者的拟合函数关系，并利用云模型处理了拟合数据。结果显示，通过云模型处理后的岩移参数拟合数据更为准确，能够用于指导和预测其他类似条件的煤矿水下开采。

开采活动是导致煤矿产生强矿震和冲击地压的根本原因。本研究通过理论分析、数值模拟和现场实测，探讨了回采速度对采场围岩弹性能释放的机制影响。研究结果显示，随着回采速度的增加，采场支护压力和顶板破断释放的能量显著增加。此外，快速回采导致单位时间内释放的总能量和峰值能量增加，围岩能量积聚程度随开挖次数增加而加强。通过实际统计分析验证，确定了适宜的回采速度区间，为矿山开采强度优化提供了依据。

统计分析了开滦矿区唐山矿和赵各庄发生的冲击地压事故，阐述了该区域深部冲击地压灾害的显现特征，并探讨了构造应力、煤岩体物理力学性质、开采深度和开采技术条件等因素对冲击地压发生的主导作用。结合开滦矿区的实际情况，提出了治理该地区深部冲击地压灾害的合理措施。

本研究深入探讨深部高应力条件下裂隙煤岩体的变形破坏特征及改性强化机理。通过现场实测和数值模拟分析，研究了不同埋深条件下煤岩体的地应力分布、裂隙特征及其摩尔强度特性。在此基础上，建立了裂隙悬臂梁力学模型，分析了裂隙扩展的临界条件及改性强化过程中的压力曲线特征。通过实验得出，改性强化压力通常在15~30 MPa范围内。综合研究结果，提出了深部裂隙煤岩体改性强化的基本原则及工程应用建议。

为解决泾河区域下沟煤矿地表泾河和厚白垩系砂砾岩双重水体威胁下的安全采煤问题，通过统计分析和经验类比方法，研究了覆岩结构特征、覆岩破坏高度及防水安全煤岩柱留设宽度。研究结果显示，泾河区域的覆岩类型为中硬偏软弱，选择16倍裂高采高比预估导水裂缝带高度，并推荐3倍综放开采高度的保护层厚度。建议按照19倍采高留设防水安全煤岩柱，以满足大部分区域的安全需求。设计合理的开采高度可以有效支持泾河区域的水体下综放开采。

为了探究潞安矿区不同开采工艺对裂隙带高度的影响规律，通过地面施工20余个勘探钻孔，并采用水文观测、注水试验等多种手段，详细研究了采空区顶板岩层裂隙的分布情况。统计分析大量实测数据后发现，综放开采工艺在相同煤层条件下裂隙带发育最为显著，裂隙带高度相较于分2层综采工艺降低了24%。但裂采比值约为20，与初分层开采裂采比基本持平。研究还确定了潞安矿区裂隙带高度的计算经验公式，为水体下采煤提供了科学依据。

深部综采工作面厚顶板的不稳定性常导致煤岩动力灾害。为应对这一问题，基于煤岩力学特性，建立了爆破弱化顶板的力学分析模型。采用LS-DYNA有限元程序、ALE算法和3DEC离散单元法，计算爆破对岩体裂纹扩展的影响范围，确定了爆破位置和卸压高度，为爆破减灾方案提供了理论支持。研究表明，爆破作用能有效消除应力集中区域，通过21102工作面顶板深孔爆破方案验证了其显著的断裂效果。

煤矿综采自动化技术的研究已逐步成熟，但由于自动化综采工作面采煤工艺复杂，智能化系统庞大，各设备作业条件复杂。分析显示，各自动化子系统间存在信息孤岛现象，现有综采自动化设备和系统不能有效联通，数据可用性较低。为了在海量、噪声大、模糊和随机的实际数据中，提取和挖掘具有潜在价值的控制和生产决策信息，研究人员探索了如何通过深度数据挖掘技术实现对综采自动化系统的精准开采。基于数据挖掘技术建立的开采模型，通过融合数据分析实现实时工况数据和传感器测量数据的实时控制反馈，应用智能开采模型算法和控制算法进行迭代优化。随着数据挖掘技术的不断进步，系统和装备的分析决策功能得到增强，最终转化为精准开采决策，显著提升了