综放开采

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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，显著提升了综采工作面的智能化水平。

基于对煤壁片帮基本形式的统计分析，采用数值分析软件研究了工作面机采高度、端面距、支架工作阻力等因素对煤壁稳定性的影响，得出了一些具有现实指导意义的控制参数和结论。

智能综放开采不仅涉及采煤机割煤，还需考虑支架后部放煤及顶煤回收。相比智能综采工作面，智能综放工作面设备更多、工况更复杂，生产中异常频发，导致人工干预频繁。为保障智能综放开采顺利进行，设计了智能综放工作面自动运行与人工干预分析系统。系统定义了自动化率、开机率、移架率、记忆割煤率和自动放顶煤率等关键指标，通过采集设备和采煤信息，判断设备运行状态，实现自动化率统计分析。依据运行状态门限和设备工作流程，建立了状态门限知识库，用于识别人工干预前的设备状态，判断是否解除自动化运行条件。基于专家知识分析形成规则库，实施人工干预控制，并分析干预原因。应用结果表明，该系统能够评估自动化率并优化生产系统控制逻辑。

陕北能源化工基地作为我国重要的能源生产基地，其煤炭开采活动对干旱半干旱地区的地下水资源产生了显著影响。通过对该区域多个大型矿井的煤炭产量和排水量进行统计分析，确定了平均吨煤排水系数，并计算了不同采煤强度年份的排水量。结合近20年的降雨量、观测井水位等资料，定量分析了采煤排水条件下的地下水位埋深、降雨入渗补给量、蒸发量等指标，并探讨了地表水与地下水、矿井水与地下水之间的转化关系。研究结果表明，大规模煤炭开采导致的矿井排水量增加是造成该区域水资源量衰减和三水转化关系改变的主要原因。