摘要:针对现有局部反循环打捞工具存在打捞对象单一、反循环能量不足、碎屑采集率低等问题，提出了一种集收集和打捞于一体的新型局部反循环打捞工具，采用计算流体动力学（CFD）对该型工具作业时的流场进行模拟，揭示该型工具形成反循环的机理。在此基础上，开展该型工具结构优化数值模拟研究。结果表明：该型局部反循环打捞工具利用喷嘴形成的高压水射流的卷吸作用形成反循环系统，适当增加喷嘴数量能够提升该型工具的性能；局部反循环打捞工具性能随着喷嘴直径增加呈现先增大后减小的趋势，继续增大喷嘴直径将导致无法形成有效反循环系统；改变喷嘴的几何形状会影响局部反循环打捞工具性能，采用圆锥形喷嘴的局部反循环打捞工具性能最强，但是所需排量较大。研究结果可为局部反循环打捞工具的优化设计提供参考，为局部反循环打捞工具现场作业提供理论指导。

摘要:为了查明河流下渗对露井联采采空区和回填区影响的范围及程度，采用瞬变电磁法对鄂尔多斯呼和乌素沟与乌兰木伦河附近井工开采采空区及露天开采回填区进行探测试验，根据距离河流的远近不同从"线、面、体"等角度全方位分析电性响应特征情况，并结合物探区域内钻探抽水试验结果，探讨瞬变电磁法定量探测富水性的可行性。结果表明：瞬变电磁法可精确勘查河流流域露井协采煤矿浅埋深地质异常体（埋深不超过150 m）富水范围及强度，河流附近不含水（或弱含水）采空区高阻特征明显，而河流附近含水回填区低阻特征明显；附近河流对回填区影响较大，横向可达500 m，回填区呈现明显的富水"漏斗"，横向影响范围随深度增加缩小，富水强度随深度增加也减弱，基本与露天剥离回填空间范围相吻合，而附近河流对采空区及上部岩层影响较小，横向不超过80 m，纵向主要影响采空区上部含水层，对采空区补给较少，采空区基本不含水（或弱含水）；尝试建立钻孔单位涌水量与视电阻率之间的关系式，并用瞬变电磁法定量探测区域单位涌水量从而确定富水性等级。

摘要:水平井分段压裂可使人工裂缝与页岩发育的大量天然裂缝、层理等结构弱面相交形成复杂缝网，剪切滑移型裂缝是缝网的重要组成部分，寻求由页岩剪切滑移作用主导的可压性具有重要意义。考虑真实页岩破坏的平面应变和沿晶断裂条件，从裂纹（裂缝）微观形态入手，建立了断裂韧性计算方法；该方法的计算结果与实验测试结果对比，平均误差为2.93%；以某页岩气水平井测井数据为基础，绘制了基于断裂韧性指数进行可压性评价的全井筒连续剖面，对比压后测试结果，证实该可压性评价方法的可靠性，为页岩气高效开发提供理论参考。

摘要:随着露天矿生产计划问题规模的扩大，生产计划求解的难度急剧增加，传统求解方法难以在合理时间范围内获得高质量的解。针对以上问题，根据矿床开采过程中的特点，设计了一种具有惩罚的凝聚层次聚类算法（agglomerative hierarchical clustering algorithm with penalties，AHCP）与二进制入侵式杂草算法（binary intrusive weed algorithm，BIWO）相结合的方法来求解大规模露天矿生产计划问题。首先采用AHCP算法对块状矿床模型进行块体聚类处理，然后将聚合体作为对象建立01整数规划模型，并使用BIWO算法对其进行求解。实验结果表明，AHCP算法可以显著地提高BIWO算法求解大规模露天矿生产计划问题的能力。在保证解的质量的前提下，可将问题的整体求解时间缩短近90%。

摘要:近年来中国的风能太阳能发电取得了巨大的进步，装机容量跃居世界第一。由于相关配套储能设施的匮乏，造成了大量的弃风、弃光、弃电等现象。目前中国的电网储能主要依靠抽水蓄能电站。采用废弃煤矿建设抽水蓄能电站可以提高中国对风能太阳能的高效利用，同时实现废弃煤矿资源化和水资源保护。从采空区的可储空间和采空区的地下布置问题初步研究了废弃煤矿采空区抽水蓄能水库的可行性。研究发现：采空区的渗透系数越大，则越多的水可以被抽出或注入，其有效库容也越大。若是满足有效库容系数（有效库容与总库容的比值）大于0.8，则采空区的渗透系数需大于8×10^-8 m²，采空区上下水库间距越小，上水库水量的漏失量也越大。

摘要:全尾砂胶结充填料浆流变性能直接影响其工作性能。采用Brookfield RST-SST型流变仪定量分析了聚羧酸（PC）、萘系（PNS）和三聚氰胺系（PMS）3种类型高效减水剂与粉煤灰单掺和复掺时对料浆流变性能的影响。结果表明：无论减水剂类型，掺入料浆后均可降低其屈服应力和塑性黏度且减水剂掺量越高降低幅度越大，料浆流变性能改善效果越好。3种类型减水剂对料浆流变性能改善程度存在差异，其中PC作用效果最好。减水剂的改性效果随着胶结料的持续水化而出现缓慢退化；随粉煤灰掺量的增加，料浆的屈服应力和塑性黏度呈整体降低趋势，其作用机理主要源于"形态效应"；减水剂与粉煤灰两者在改善料浆流变性能方面具有协同效应，复掺后可显著改善料浆的流变性能，效果明显优于单掺改性效果。

摘要:探讨矿产资源预测方法。通过研究发现地球化学元素含量分布规律与广义帕累托分布（GPD）理论原理吻合，从而构建矿产资源预测GPD模型，在此基础上对模型的阈值和参数选取进行了探讨。将设计的GPD模型应用到实际矿区进行矿产预测，结果发现设计出的模型能够有效圈定出地球化学元素异常分布区域，圈定出的区域范围与矿体分布吻合，有利于圈定找矿靶区。

摘要:为准确预测深井垂直充填管道磨损程度，建立了深井垂直充填管道磨损风险评估云模型。以金川龙首矿等国内4家深井矿山为例，选取料浆体积分数等14项因素作为风险评估指标。以指标作为云模型变量，根据云模型理论，选取适当的云模型数字特征；考虑指标之间的相关性以及指标内部变异程度对指标权重的影响，引入改进CRITIC法获取指标权重，计算评估对象隶属于风险等级的综合确定度，得到深井垂直充填管道磨损风险等级。研究结果表明，金川龙首矿、冬瓜山铜矿、孙村煤矿、广西高峰矿业垂直充填管道磨损风险等级分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅲ级。与其他评估方法进行对比显示，该计算模型将模糊性与随机性转化为确定度这一定量值，实现了定性到定量的映射，为深井垂直充填管道磨损类似问题的研究提供了新方法。

摘要:研究了目前有限元软件难以计算的煤与瓦斯突出过程中煤体破坏问题。采用Python语言对ABAQUS前处理模块进行了二次开发，通过Python脚本程序将煤体网格重新划分，并且插入零厚度黏结单元。利用有效应力原理，与ABAQUS基于摩尔库伦准则的摩擦接触结合，实现了瓦斯压力对煤体影响的仿真。利用黏结单元模拟了煤体裂缝的产生与扩展，以及煤体的突出过程。实际仿真计算结果符合实验规律，证明了有限元二次开发技术可以很好地计算煤与瓦斯突出过程中煤体破坏问题，也为Python的二次开发在其他领域的应用提供了参考和借鉴。

摘要:为解决原有高水材料存在韧性差、可收缩量小等问题，通过分析现场充填体破坏特征，运用"让抗"支护机理将充填体划分为充填体层和让压层，采用正交配比试验对高水材料性能缺陷进行改进，并对改性前后的材料固结体进行微观对比分析。同时采用施加不同支护的方式模拟试验得到充填体在侧向约束条件下最优支护条件。试验结果表明：改性后的高水材料充填层28 d强度达到12.18 MPa，让压接顶层膨胀率为9.60%，引入发泡剂、纤维等外部添加物剂对材料生成钙矾石等水化产物无影响，侧向约束条件下最优支护组合表面位移仅占试样宽度的3.65%。最后，将改性后的高水材料应用现场，现场试验结果表明：充填体侧表面位移仅为229 mm，顶板下沉量控制在216 mm左右，改性后的高水材料能够很好地满足沿空留巷要求。

摘要:煤矿进入深部开采后，煤体的力学性质发生改变，致使煤层的可注性降低，且煤层注水效果随着时间的推移逐渐变差。选用螯合剂增加煤层注水效果，通过实验分析发现：所注低渗透煤层中含有一定量的矿物质，螯合剂亚氨基二琥珀酸四钠（IDS）可以使矿物质解络成离子，使原本处于封闭状态的孔隙被疏通，水在煤层中的流动性增强；煤层中矿物质离子的浸出量随螯合剂IDS质量浓度增加逐渐增大，IDS用量在质量浓度为2 000 mg/L时性价比最高；IDS作用后煤样的冲击倾向性下降；含硫矿物质（例如黄铁矿）中金属离子被螯合后硫被释放，从源头上减少了硫的含量，同时IDS又是可降解环保型螯合剂，其使用对环境无毒性影响。煤层注水添加螯合剂为复合动力灾害防治提供参考。