魏江波
- 作品数：18 被引量：184H指数：7
- 供职机构：西安科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球环境科学与工程农业科学更多>>
- 煤炭原位开发地质保障被引量：17
- 2024年
- “双碳”目标下,面对“缺油、少气、相对富煤”的资源禀赋特征,煤炭在一段时期内仍占据中国的主体能源地位,但煤炭的低碳、清洁开发转型势在必行。地下原位热解、气化、干馏、制氢等方式有望成为未来煤炭开发的重要抓手。当前对煤炭原位开发已有较多探索,但地质选址和开发过程的地质安全性、可靠性和环保性仍是制约其规模化和商业化的科学难题。因此,煤炭原位开发地质保障的理论和技术研究亟待深入。秉持“安全、经济、环保、可持续”原则,从煤炭资源禀赋特征和地质条件出发,分析了煤炭原位开发研究现状;基于煤炭开发全生命周期的科学理念,提出了“煤炭原位开发地质保障”的科学内涵;在查明采前地质条件的基础上,从物理机制角度揭示深部原位开发过程中围岩地质体响应特征和损害规律,阐明原位开发中岩体工程地质力学行为,构建原位开发地质条件动态评价模型,形成原位开发减损保障策略和方法,提出原位开发空间的再利用途径,并以煤炭地下气化和地下热解2种开发模式为例阐述了原位开发阶段性,明确了原位开发区设计的地质条件要素,强调开发过程中实时动态监测和评价围岩地质体响应保证开发区密封性与安全性,实现地质条件时空演化的评价及地质风险可控性,此外注重协同开发深部热能与共伴生资源,实现残余资源利用和地下空间再利用。煤炭原位地质保障研究体现了资源赋存条件、地质环境约束、原位开发技术、地质风险防控、资源协同开发等层面的要求,突出了原位扰动条件下的地质条件变化,强调开发扰动与地质体结构的整体研究,理解原位开发时空效应范畴的多相场耦合损伤机制,从多圈层角度揭示原位开发扰动效应下地质风险模式,破解资源开发与地质环境制约之间矛盾,对于推动未来煤炭低碳开发,实现
- 王双明孙强胡鑫耿济世薛圣泽刘浪刘浪魏江波
- 基于多场信息融合的采动覆岩宏-细观损伤演化及“两带”发育位置判识
- 2025年
- 【目的】黄河中游煤炭开采区采动覆岩破坏特征与“两带”空间结构演化是采空区注浆充填开采领域亟需破解的关键难题。【方法】为准确判识采动覆岩“两带”发育位置,以陕北凉水井煤矿42205工作面为地质原型,根据现场钻孔资料,采用颗粒流离散元方法构建采煤数值模型,模拟分析采动覆岩微裂隙发育、破断岩块分布、垂向位移变化、力链结构演化和空隙率演化等采动覆岩损伤特征和规律,综合判识采动覆岩“两带”发育位置和形态,结合现场实测对比验证模拟结果的准确性和可靠性,提出基于宏-细观多场信息融合的采动覆岩“两带”发育位置精准判识方法。【结果和结论】结果表明:(1)采动覆岩微裂隙发育数量随着工作面推进呈正相关关系,且表现为先幂指数增长后线形增长的两阶段特征;在基载比接近1.0且采动覆岩“上三带”完整条件下,采动覆岩破断岩块平均长度随岩层高度的增大呈非线性对数增长特征。(2)采动覆岩强力链拱随工作面的不断推进,其高度先增大后趋于稳定,而跨度同步工作面推进速度;受覆岩载荷不断增大,强力链拱的破坏是岩层破断致使导水裂隙带发育高度增大的内在原因;强力链拱内强力链结构自下而上表现出垂向密集分布和近水平稀疏分布的双区段特征。(3)采动覆岩空隙率与岩层高度呈负相关关系,垮落带沿两侧松散区向中部压实区,采动覆岩空隙率平均由30%逐渐非线性减小至10%左右;融合多源信息综合判识采动覆岩导水裂隙带发育高度平均为69.00 m,裂采比平均为19.71,垮落带发育高度平均为19.63 m,垮采比平均5.61;采动覆岩导水裂隙带形态呈“正梯形”特征。该研究结果相较于传统单因素分析方法具有较高的准确性,其在工程应用方面可为黄河中游采空区垮落带矸石浆体高效充填空间精准计算提供科学依据。
- 魏江波魏江波魏江波蔚保宁王双明刘智振刘浪蔚保宁周静
- 关键词：空隙率数值模拟黄河中游
- 基于颗粒流方法的堆积层滑坡变形破坏机理分析与冲击强度研究 ——以杨家湾滑坡为例
- 滑坡变形破坏机理与冲击强度研究是滑坡风险评估的一项关键内容。陕南山区是我国滑坡灾害高易发区,分布有大量的堆积层滑坡,严重威胁着人民生命财产安全及社会经济持续发展,该类型滑坡的形成与变形破坏机理分析及滑坡冲击强度的定量研究...
- 魏江波
- 关键词：堆积层滑坡变形破坏机理
- 文献传递
- 一种滑坡冲击力测试实验装置
- 本实用新型公开了一种滑坡冲击力测试实验装置，包括滑坡槽、堆积槽、置于滑坡槽底部的支撑调节装置、置于堆积槽内不同位置处的滑坡冲击力感应装置、置于实验模型槽外并与滑坡冲击力感应装置相连接的数据采集装置，以及置于滑坡槽之上的降...
- 赵洲魏江波
- 文献传递
- 一种厚煤层上分层受小窑破坏复采条件下老空水防治方法
- 本发明公开了一种厚煤层上分层受小窑破坏复采条件下老空水防治方法，包括以下步骤：步骤一、确定定向钻孔的目标靶区；步骤二、建设钻场；步骤三、利用瞬变电磁法和高密度直流电法探查巷道迎头前方老空富水异常区；步骤四、在巷道迎头布置...
- 李晓龙董书宁陈文飞胡振阳关欣杰马留柱魏江波王小刚
- 文献传递
- 一种多功能滑坡冲击强度测试平台
- 本发明公开了一种多功能滑坡冲击强度测试平台，包括滑坡槽、堆积槽、置于滑坡槽底部的支撑调节装置、置于堆积槽内不同位置处的滑坡冲击力感应装置、置于试验模型槽外并与滑坡冲击力感应装置相连接的数据采集装置，以及置于滑坡槽之上的降...
- 赵洲马建全魏江波
- 文献传递
- 一种面间煤柱回收方法及巷道充填设备
- 本发明涉及充填技术领域，具体提供一种面间煤柱回收方法及巷道充填设备，方法包括：利用掘锚一体机对待置换煤柱进行掘进，并利用梭车和皮带输送机进行煤炭回收，进而形成煤柱空区；将巷道充填设备移动至靠近煤柱空区的最内端，且巷道充填...
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- 浅埋煤层过沟开采覆岩裂隙与地表裂缝演化规律数值模拟被引量：18
- 2022年
- 浅埋煤层过沟开采在陕北矿区普遍存在,严重威胁着矿井安全生产和生态健康发展。覆岩采动裂隙及地表裂缝的发育是岩体微裂隙的延伸和扩展的结果,为更加系统地研究浅埋煤层过沟开采覆岩微裂隙的演化规律,以陕北安山井田125203工作面为背景,根据现场沟道剖面及钻孔资料,采用Particle Flow Code (PFC)数值模拟平台构建颗粒流数值采煤模型,模拟分析覆岩微裂隙的发育特征、数量变化规律和力链演化特征,揭示微裂隙的发育规律和地表裂缝发育机理。结果表明:浅埋煤层过沟开采过程中,覆岩微裂隙发育表现为“产生–延伸和扩展–聚合成群–贯通成缝”的动态演化过程;根据微裂隙的基本发育特征及分布规律,可将发育全程划分为非连续跳跃式、连续贯通式和横向扩展式3个微裂隙发育阶段;覆岩微裂隙数量随工作面推进距离的增大而增多,非连续跳跃式和连续贯通式发育阶段呈现指数增长特征,分别累计发育微裂隙547和2 867条,覆岩微裂隙逐渐发育至地表;横向扩展式发育阶段呈线性增长特征,累计发育微裂隙11 705条,微裂隙数量随岩层高度的增大而减小;覆岩力链演化过程中,强黏性力链的破坏致使微裂隙发育,局部产生应力集中,强黏性力链拱自下而上逐渐破坏并贯通至地表,导致微裂隙延伸发育至地表形成地裂缝,力链在未贯通岩层的微裂隙两侧和尖端及地表裂缝两侧形成强力链区,微裂隙处形成弱(无)力链区。该研究成果可为陕北矿区浅埋煤层过沟开采覆岩及地表损害防控提供理论指导。
- 魏江波王双明魏江波王双明
- 关键词：浅埋煤层裂隙演化地裂缝颗粒流
- 一种应用于掘充留作业中的充填装置及方法
- 本发明涉及充填技术领域，具体涉及一种应用于掘充留作业中的充填装置及方法，以解决现有在充填料浆过程中，使用的充填挡板支架拆模时间长、掘充不平衡和充填效率低的问题，而提供一种应用于掘充留作业中的充填装置及方法。本发明所采用的...
- 刘浪王双明夏磊朱梦博蔚保宁屈慧升何伟邵成成庄登登魏江波郇超
- 陕北黄土覆盖区煤层上覆岩系层状结构对开采区土壤损伤效应研究被引量：2
- 2025年
- 煤炭开采区生态保护是黄河流域高质量发展亟需破解的重大难题。科学认识煤层上覆岩层对煤炭开采采动损害向地表传递的响应规律是实现煤矿区生态环境全生命周期保护的重大需求。以陕北黄土覆盖区煤炭开采区为研究对象,综合运用野外地质调查、采样测试、数值模拟、室内实验和理论计算方法,针对覆岩层数、层厚、岩性、厚硬岩层与煤层的空间位置等层状结构对地下采煤的“响应-传递”特点,研究了相同采矿条件下煤层覆岩层状结构对采动覆岩应力场的影响规律,揭示了不同煤层覆岩层状结构下土壤物理、化学、微生物、侵蚀四大特性的损伤特征及煤炭开采区土壤物理、化学、微生物特性变化对侵蚀特性的作用机制。结果表明:①相同或相近的采矿条件下,采煤沉陷区地表生态损害结果的迥异主要取决于煤层上覆岩(土)层对地下采煤活动的应力应变响应、由下向上的传递及土壤损害特点。在覆岩层状结构与采动应力传递的耦合下,煤层覆岩自下而上形成了垂向强力链塑性变形区(VCP)、水平强力链弹塑性变形区(HCEP)、水平强力链弹性变形区(HCE)的采动损害特征。其中,煤层覆岩下部的互层结构及特征对塑性变形区界面高度具有重要影响。煤层上覆岩(土)层和地表土层(壤)均是地下采煤活动及其损害作用的响应载体。岩层层数、层厚、岩性、厚硬岩层与煤层的空间位置及地表变形等是影响土壤损害类型及特点的重要地质因素。②厚砂岩在覆岩中的位置是地下“VCP-HCEP”界面、“HCEP-HCE”界面发育高度和地表形变程度的第一主控因素,决定了“两界面”的发育位置和地表变形的程度,高位厚砂岩对“两界面”发育和地表形变具有较明显的抑制作用;砂层系数作为第二主控因素,在既定厚砂岩位置且砂层系数小于73%条件下与“两界面”发育和地�
- 王双明宋世杰宋世杰刘浪魏江波魏江波谈庆钰刘浪
- 关键词：土壤
