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夏向学: 作品数：32 被引量：223H指数：8; 供职机构：华北科技学院更多>>; 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>; 相关领域：矿业工程天文地球理学自动化与计算机技术更多>>

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砂岩微观孔隙分形特征与宏观渗透性能的相关性被引量：2: 2017年; 为探索砂岩孔隙微观特征与宏观渗透性能的相关性,针对酸刺沟煤矿3个钻孔不同深度9个砂岩样本的SEM图像(放大1 000倍)进行统计分析,SEM图像中孔隙"周长-面积"具有较好的分形特征,分形维数值取1~1.3.之后,借鉴宏观砂岩孔隙中水体渗流的不等径毛束管模型,建立了基于微观孔隙分形特征的渗流不等径毛束管理论模型,推导了微观尺度下渗透系数和渗透率的计算理论模型,计算了各样本的渗透率和渗透系数,取值范围分别在0.002~0.09 m D和1.2~24.4 m/s.为验证理论模型的计算结果,对相同岩芯样本的渗透率进行了中尺度下的实测,实测值取值范围0.34~0.59 m D.最后经相关分析,建立了微观尺度和中尺度下渗透率的相关关系式,相关系数为0.7.可以得出结论,所建立砂岩孔隙微观尺度下渗透率计算的理论公式有一定的合理性,其与中尺度的渗透率存在一定的相关性.; 连会青冉伟夏向学; 关键词：微观孔隙中尺度渗透率

底板突水危险性评价研究进展: 2024年; 回顾了煤层底板突水危险性评价的发展历程,提出其危险性评价的体系:指标(指标体系的建立)—方法(评价方法的选取)—工具(处理工具的革新),并对3个环节进行总结。指出指标体系的发展不再是因素集的扩充,而是因素与因素之间非线性关系的处理以及对以开采条件及地质条件为两大基本要素集的化繁为简;将现有方法依据处理数据的逻辑分为3类:以数据的基础信息为基准,将原始数据对评价对象所产生的大小、高低、优劣性影响进行考量、排序及综合形成评价结果的第一类方法;对数据列进行人工评判、加工分析、拓展和延伸,挖掘数据的潜在信息,并形成最终评价结果的第2类方法;整理具有相同指标的数据集,通过数据信息处理技术发现数据间的共有信息,从而获得最终评价结果的第3类方法。指出未来评价方法的发展方向一方面是对突水系数法的传承,修正其在厚、巨厚、极薄隔水层的不良表现,另一方面是对机器学习新型方法的创新,对其本身及组合模型进行开发与应用。提出了处理工具所需实现的三大目标:矿井立体化模型的建立、评价结果的动态化演示、“定位、定量、定概率”三定指标的实现。分别探讨了三者面临的问题并阐述具体解决手段。在上述基础上,总体阐明了煤层底板突水危险性评价体系各环节的研究展望。; 姚辉尹慧超尹尚先侯恩科毕梦连会青夏向学梁满玉; 关键词：带压开采底板突水突水系数神经网络

煤层气田水文地质参数与煤层气井产能相关性被引量：8: 2013年; 为了解含水层水文地质参数对煤层气成藏和开采的控制作用,研究了河东煤田三交区块主采煤层的直接含水层组水文地质条件与该区煤层气产能的相关性.结果表明:水力边界、水动力场和水化学场和煤层气赋存特征存在相关性,水位标高、矿化度、影响半径三个水文地质参数的合理匹配可以可获取较好的煤层气富集区,并确定研究区中南部为有利于煤层气富集和成藏的区域;三交井组与碛口井组实际排采数据与该区相应三个水文地质参数也存在关联性,开采中的产气规律与水文地质控气规律相一致,且开采模式可以分为滞后型和同步型两类.该成果对煤层气富集靶区预测和开采具有一定的参考价值和指导意义.; 连会青尹尚先李小明夏向学; 关键词：煤层气田水文地质参数

薄基岩浅埋煤层覆岩运移流固耦合模拟实验: 2014年; 以石圪台矿薄基岩浅埋煤层为研究对象,解决了模型的密封性,实现了水压和水体的灵活加载,找到了隔水层材料配比。通过实验再现覆岩裂隙萌生、扩展及贯通全过程,上覆岩层不存在普通煤层开采的"三带",只存在垮落带和裂隙带"两带",导水裂隙带高度为6-16.4倍采高;顶板含水层使覆岩首先产生张裂隙,最终在采空区两端形成突水通道,造成顶板突水溃砂灾害。; 连会青夏向学冉伟晏涛; 关键词：薄基岩浅埋煤层流固耦合顶板突水

机器学习方法在矿井水防治理论体系研究中的应用思考: 2024年; 致灾机理、危险性评价、灾变预测共同构成矿井水防治理论体系基本内容,其在过去20多年里快速发展,目标是理解矿井水行为特征,预测演化趋势,服务矿区水害防治工作。机器学习是大数据时代进行数据分析和挖掘的有力工具。将机器学习应用于矿井水防治理论体系研究,已得到相对广泛的关注。针对理论体系的3项基本内容,重点讨论了机器学习在各内容建设中的具体应用,主要包括:根据不同水害类型分类简述致灾机理研究现状,指出机器学习应用暂为空白的原因为其不具备做出假设的能力。认为未来致灾机理研究方法依然以传统方法(理论分析、数值模拟、相似模拟等)为主,机器学习促进地质数据获取与处理,对机理研究作出贡献;分析方法优势,指出机器学习作用于危险性评价的主要方式为非结构化数据的处理及丰富评价方法;分析基于物理和基于数据的单一预测模式弊端,论述物理模型与数据驱动相结合的必要性,相应给出“模型-数据”双驱动预测模式的3种实现形式,并讨论了基于图像的灾变预测方法可行性。随着生产数据及地质数据的丰富,机器学习方法可推动理论体系研究快速发展,并为矿井水防治学科系统方法论研究作出贡献。; 姚辉尹慧超梁满玉尹尚先侯恩科连会青夏向学张金福吴传实; 关键词：矿井突水矿井水防治大数据

巨厚砂岩含水层下煤层群开采顶板突水机理研究: 2022年; 为研究巨厚砂岩含水层下煤层群开采覆岩破坏及顶板突水机理,防止开采过程中出现突水事故,采用理论分析、流固耦合相似模拟、三维激光扫描等研究手段对导水裂隙发育、初次及周期来压、含水层内部渗流、工作面涌水量预测进行研究。结果表明:(1)下部煤层开采后,覆岩破坏剧烈,裂隙率显著增加至70.9%,导水裂隙异常发育至K3含水层底部;(2)重复采动会导致初次、周期来压步距明显缩短,且随着采动次数增多,来压频率逐渐升高;(3)在渗透压差和封闭离层空间负压的联合作用下,K3含水层的各向异性非均质低透特性导致其下部形成多个叠加的降落漏斗,出现非统一渗流场,内部不同层位水位降深有所差异,工作面涌水量总体可控。在此基础上,提出了优化回采参数的建议,为矿井后期实现安全高效生产提出切实有效的防治水措施打好基础。; 王瑞夏向学闫国成杨博徐斌唐忠义黄文先; 关键词：煤层群三维激光扫描渗流场

采动条件下井壁变形对井筒涌水量的影响被引量：1: 2015年; 大口径深立井开挖过程中,较准确预测井筒涌水量一直是工程实践中需要解决的难题.以山东龙固矿主井为例,采用理论分析、实验测试和数学计算探讨井筒开挖阶段涌水量的合理预测方法.首先,开展了实验测试分析应力应变-渗透性的关系,提出了覆岩的渗透性与岩石性能有关,且渗透性在岩石破坏前后其值达到最大.其次,采用岩石力学理论和Flac3D数值模拟对井筒破坏带范围进行计算,得出风化基岩段产生2.5 m左右的破坏带,二叠系砂岩中产生5 m左右破坏带,在石炭系岩层中产生3 m左右的破坏带.最后,分别对是否考虑岩层破坏带影响的2种情况,使用解析法、数值模拟法、达西渗流断面法计算了井筒涌水量.得出结论:忽视井筒破坏带对涌水量的影响导致预测值偏小;达西渗流理论公式应用在上覆第四系松散层中应用效果较好,在深部基岩裂隙岩体中数值法效果更好.; 连会青夏向学王世东; 关键词：采动条件井壁变形井筒涌水量数值模拟

基于DRN-BiLSTM模型的矿井涌水量预测被引量：5: 2023年; 针对矿井涌水量预测中存在的深度学习模型预测精度不高和适用性不强的问题,提出了一种基于深度残差网络(Deep Residual Network,DRN)和双向长短记忆网络(Bidirectional short and long memory network,BiLSTM)的矿井涌水量预测方法。首先,将矿井涌水量数据进行小波分解和归一化处理,得到趋势项数据和细节项数据;其次,采用DRN网络方法对趋势项数据进行预测,采用BiLSTM网络方法对细节项数据进行预测;最后,将2部分预测结果进行重构得到矿井涌水量预测结果。研究结果表明:DRN-BiLSTM模型相比于单一模型预测精度更高,说明该模型具有更好的泛化性。; 梁满玉尹尚先姚辉夏向学徐斌李书乾张丐卓; 关键词：矿井涌水量小波分解

含水层微观孔隙分形特征与渗透性关联研究被引量：4: 2014年; 为了探索宏观渗透性能与微观孔隙结构之间的相关性,本文研究了宏观参数渗透率与微观孔隙分形特征之间的关系。在分析砂岩孔隙介质分形模型的基础上,以林南仓矿补勘孔含水层段的9个岩芯样本为研究实例,采用切片制样和SEM技术,扫描断面微观结构,辅以MATLAB计算SEM图像中微观孔隙结构参数、计算其分形特征参数D f,建立了渗透率与分形特征参数D f的理论关系,并利用该公式计算了渗透率的理论值。为验证理论关系的正确性,对样本渗透率参数进行了实测,对比实测值与理论值,误差小于10%,说明微观孔隙分形特征与宏观渗透性能之间确实存在相关性。结论:利用钻孔岩芯微观分形特征及文中理论公式获取宏观渗透性规律将是一条可以尝试的技术路线。; 连会青夏向学王世东冉伟刘德民; 关键词：含水层微观孔隙渗透性

综采条件下煤层顶板导水裂缝带高度计算研究被引量：65: 2013年; 针对"三下"开采规程中有关导水裂缝带的经验公式已不能完全适应综采条件的现状,通过收集国内大量实测统计数据,在不同覆岩条件下,充分考虑开采厚度、开采深度、煤层倾角、工作面斜长的影响,利用功能强大的SAS数学软件对数据进行了分析。通过不同方法结果对比得出,综采开采条件下"三下"开采规程中导水裂缝带高度经验公式与实测相差较大,优选出综采条件下较为精确的计算经验公式,能满足现场工程实践新要求。; 尹尚先徐斌徐慧夏向学; 关键词：上覆岩层导水裂缝带 SAS软件

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