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[发明专利]一种黄土丘陵浅埋厚煤层采煤塌陷区地表防排水设计方法-CN202310890129.3在审
发明人：穆文平;熊水生;武雄;徐能雄;吕远洋;寇天昊 -专利权人：中国地质大学（北京）
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种黄土丘陵浅埋厚煤层采煤塌陷区地表防排水设计方法，包括如下步骤：S01：基于数值模拟预测煤层开采地表塌陷范围；包括：S011：建立煤层开采地表塌陷三维工程地质模型；S012：选取本构模型；S013：确定计算参数；S014：预测煤层开采地表塌陷范围；S02：确定导水裂隙带发育高度；S03：对比导水裂隙带顶部标高和河床标高，确定地表河床与导水裂隙带的接触关系和导通范围；S04：对地表水渗漏危险性进行评价；S05：对采煤塌陷区进行截排水设计。本发明提出的防排水设计方法针对黄土丘陵浅埋厚煤层采煤塌陷区的地表水进行治理，从地表塌陷预测到防排水设计提出了一套系统性的治理方案，实现了矿山生态地质环境保护与地表塌陷灾害防治的有机融合。
一种黄土丘陵浅埋厚煤层采煤塌陷地表排水设计方法

[发明专利]开采诱导岩质边坡变形破坏的离散元模拟方法及装置-CN202211480462.9在审
发明人：李文琦;张晓娜;梅钢;徐能雄 -专利权人：中国地质大学（北京）
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本申请涉及一种开采诱导岩质边坡变形破坏的离散元模拟方法及装置，其中，方法包括：选定研究区，获取研究区概况；采用MIDAS/GTS软件并根据研究区的地形等高线建立地表，并进行网格划分，通过特定的接口将MIDAS/GTS中生成的模型导入3DEC块体离散元软件中，在3DEC中添加多组关键节理，将模型划分为多个区域并生成最终的计算模型，同时获取岩体和结构面的物理力学参数，设置边界条件；采用本构模型对岩质边坡进行数值模拟；构建关于能量的时间序列，进行开采诱导节理岩质边坡变形与破坏分析。由此，解决了对于部分岩质边坡而言，相关技术难以衡量某个复杂岩质边坡发生变形破坏的程度等问题。
开采诱导岩质边坡变形破坏离散模拟方法装置

[发明专利]一种采空区深部地层沉降监测装置及其制作方法-CN201910390940.9有效
发明人：王海;黄仰收;张中俭;张明欣;董方政;徐能雄;张彬;杨朝晖;李文强;韩文斌;董清志;马秋红 -专利权人：山西省交通规划勘察设计院有限公司;中国地质大学（北京）
申请日： 2019-05-11 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G01C5/00 文献下载
摘要：本发明涉及沉降监测装置，具体是一种采空区深部地层沉降监测装置及其制作方法。本发明解决了现有沉降监测装置不适于对采空区深部地层进行沉降监测的问题。一种采空区深部地层沉降监测装置，包括开设于岩土体上的钻孔、外层套管、细沙基础层、下承托盘、内层套管、刚杆、上承托盘、水泥填充层、细沙填充层、水泥砂浆填充层、安装台、垫板、磁性表座、百分表；其中，外层套管穿设于钻孔内，且外层套管的轴线与钻孔的轴线重合；外层套管的外侧面与钻孔的孔壁接触；外层套管的下端面与钻孔的孔底接触；外层套管的上端面与钻孔的孔口齐平。本发明适用于采空区深部地层的沉降监测。
一种采空区地层沉降监测装置及其制作方法

[发明专利]适用于煤矿采空区覆岩及地表变形的数值模拟方法及装置-CN202211358462.1有效
发明人：秦严;徐能雄;乐章;董建兴;王海;韩文斌;李文强;张海蛟;郝梦龙 -专利权人：中国地质大学（北京）;山西省交通规划勘察设计院有限公司
申请日： 2022-11-01 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01N3/28 文献下载
摘要：本申请公开一种适用于煤矿采空区覆岩及地表变形的数值模拟方法及装置，其中，方法包括：基于预设模型试验，拟合不同荷载条件下垮落带岩体蠕变参数随荷载的变化方程；构建采空区围岩、覆岩以及地表的三维计算模型，从而模拟工作面的开挖过程，得到工作面开挖后研究区域的重分布应力场；进而读取垮落带范围内每一个计算单元的荷载，并代入垮落带岩体蠕变参数随荷载的变化方程，计算垮落带范围内每一个计算单元的蠕变参数；基于蠕变参数，模拟垮落带岩体在荷载作用下的蠕变过程，得到煤矿采空区覆岩及地表长期变形模拟结果。由此，解决了相关技术中未能考虑垮落带不同区域的岩体蠕变特性的差异，降低煤矿采空区长期变形数值模拟结果的准确性等问题。
适用于煤矿采空区地表变形数值模拟方法装置

[发明专利]可破碎碎石的离散元建模方法及装置-CN202310202654.1在审
发明人：张兹钰;徐能雄;秦严;赵昀昀;王海;郭超;张利民;马秋红 -专利权人：中国地质大学（北京）;山西省交通规划勘察设计院有限公司
申请日： 2023-03-02 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本申请涉及岩石工程技术领域，特别涉及一种可破碎碎石的离散元建模方法及装置，其中，根据碎石粒径统计数据绘制粒径分布曲线，确定粒径分布规律，并建立符合粒径分布规律的完整岩石维诺块体模型,导出完整岩石维诺块体模型后对完整岩石维诺块体模型进行四面体剖分，得到维诺块体网格模型，将维诺块体网格模型导入离散元程序，按照网格模型的不同属性，建立离散元块体模板，根据离散元块体模板建立碎石维诺块体，进而生成可破碎的碎石维诺块体。本申请实施例可以获取能够反映碎石形状特性、描述碎石粒径统计分布规律并模拟碎石可破碎性的离散元模型，从而提高了模拟结果的真实性，降低了模拟过程中计算量，更加便捷实用。
破碎碎石离散建模方法装置

[发明专利]连续-非连续地质模型建立方法及装置-CN202310225991.2在审
发明人：张兹钰;徐能雄;秦严;王海;韩文斌;赵昀昀;李文强;刘新文 -专利权人：中国地质大学（北京）;山西省交通规划勘察设计院有限公司
申请日： 2023-03-02 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本申请涉及一种连续‑非连续地质模型建立方法及装置，其中，方法包括：根据地质勘察资料建立三维地质模型，并对三维地质模型进行网格剖分；获取地层岩体力学参数；基于网格剖分后的模型，预判非连续变形范围；根据非连续变形范围建立临时伺服边界面；标定非连续模型参数；根据初始应力场获取临时伺服边界面所在位置的法向应力值；删除所有临时伺服边界面；利用连续‑非连续耦合模型进行迭代计算。由此，解决了相关技术中，常规连续元地质模型，难以考虑发生的非连续变形现象，不适用于地下开采、硐室开挖等发生围岩大变形现象的模拟，而采用非连续元地质模型，又难以优化计算时间，模型整体计算效率低等问题。
连续地质模型建立方法装置

[发明专利]开采诱发地表形变监测方法、装置、电子设备及存储介质-CN202211456748.3在审
发明人：吴映涵;刘子阳;梅钢;徐能雄 -专利权人：中国地质大学（北京）
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01S13/90 文献下载
摘要：本发明公开一种开采诱发地表形变监测方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括：根据数据资料获取目标区域的第一形变结果，并分析第一工作区内地面潜在危害，根据目标区域的附近区域的数据资料获取附近区域的第二形变结果，得到第二工作区内地面潜在危害，从而确定实际地面潜在危害；从无人机图像中获取高分辨率数字地面模型和正射影像，建立三维地表模型并获取目标区域的地形地貌变化特征；基于卫星光学遥感影像建立解译特征，对地形地貌变化特征分类，进而评估地表形变对不同类型地面设施的潜在危害。本申请实施例可以有效降低人力物力成本，提升对采空区地表形变监测的实时性和精确性。
开采诱发地表形变监测方法装置电子设备存储介质

[发明专利]开采区地形数据清洗方法、装置、电子设备及存储介质-CN202211476818.1在审
发明人：邵凯旋;高凯锋;梅钢;徐能雄 -专利权人：中国地质大学（北京）
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G06F16/215 文献下载
摘要：本申请涉及一种开采区地形数据清洗方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括：搜集选定的目标区域的地形高程数据，对该数据进行预处理，得到数据集，并生成训练集和测试集；基于局部点密度与径向基函数的形状参数之间的关系，根据局部点密度自适应确定径向基函数的形状参数，构建基于自适应径向基函数的地形数据清洗方式，以对目标区域的地形数据集的缺损值进行恢复以及空间加密处理；同时，结合机器学习模型，对空间插值和机器学习算法在地形数据清洗应用方面的有效性进行分析。由此，解决了科研和工程应用中高成本精细化地形数据获取困难，及空间插值地形数据清洗中最优形状参数难以选择等技术问题。
开采地形数据清洗方法装置电子设备存储介质

[发明专利]地下开采沉陷区智能识别方法、装置、电子设备及存储介质-CN202211456756.8在审
发明人：席宁;刘子阳;梅钢;徐能雄 -专利权人：中国地质大学（北京）
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G01S13/90 文献下载
摘要：本申请公开一种地下开采沉陷区智能识别方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括：采集目标研究区的合成孔径雷达SAR影像；基于差分干涉测量小基线集时序分析技术SBAS‑InSAR，获取目标研究区的时间序列地表形变信息，生成地表形变速率图像；根据地表变形监测数据和工程地质资料生成的模型训练数据集，并利用训练数据集训练DeepLabv3+深度学习模型，得到地下开采沉陷区识别模型，以利用地下开采沉陷区智能识别模型识别任一研究区地表形变中由地下开采诱发的沉陷区。由此，解决相关技术中难以学习大规模地表形变监测数据中潜在的复杂特征，降低了从大规模地表监测信息中识别地下开采沉陷区的准确性和智能性等问题。
地下开采沉陷智能识别方法装置电子设备存储介质

[发明专利]计算地表沉降的复杂地质模型四面体网格划分方法及装置-CN202211456764.2在审
发明人：王涪江;王博文;梅钢;徐能雄 -专利权人：中国地质大学（北京）
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G06T17/20 文献下载
摘要：本申请公开了一种计算地表沉降的复杂地质模型四面体网格划分方法及装置，其中，方法包括：基于选定的目标区域的实际工程地质背景信息，构建三角化网格的三维地质模型；利用预设的高质量四面体网格生成算法对三维地质模型的表面三角网格进行高质量四面体网格划分，生成四面体网格；使用FLAC3D的网格质量评价标准生成四面体网格的质量评价结果，并将四面体网格导入FLAC3D软件中，以通过FLAC3D软件计算任一区域的实际地表沉降量。由此，解决了相关技术中在网格数值计算时容易发生畸变，降低了计算结果的精确度，并且无法为复杂地质模型生成高质量计算网格，无法满足计算复杂地质条件下采空区的地表沉降量的需求等问题。
计算地表沉降复杂地质模型四面体网格划分方法装置

[发明专利]适用于采空塌陷区桥桩嵌岩深度计算方法及装置-CN202210006068.5有效
发明人： 徐能雄;韩文斌;桑齐文;秦严;王海 -专利权人：中国地质大学（北京）;山西省交通规划勘察设计院有限公司
申请日： 2022-01-05 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本申请涉及采矿技术领域，特别涉及一种适用于采空塌陷区桥桩嵌岩深度计算方法及装置，其中，方法包括：获取采空影响范围的土层厚度，并根据土层厚度计算嵌岩桩的桩后法向应力，且计算土层中由桩后法向应力作用下嵌岩桩基岩顶面水平剪力和弯矩；基于岩体质量及所处应力状态影响的Hoek‑Brown岩体强度破坏准则，获取极限平衡条件下嵌岩桩在岩体的嵌固端桩侧岩体水平抗力；在岩层内部，通过对嵌岩顶端水平力与顶部中心力矩平衡计算，以嵌岩桩的嵌岩深度公式得出关于嵌岩桩基岩顶面水平剪力、弯矩和嵌固端岩石水平抗力的嵌固深度。由此，解决了相关技术中通常是根据移动角确定注浆范围，注浆耗资较大，经济性较差等问题。
适用于塌陷桥桩深度计算方法装置

[实用新型]岩石杠杆式单轴蠕变试验装置-CN202221247226.8有效
发明人：黄雪风;孙达;徐能雄;张仕硕;王旭东;赵果萍;李陶然;姚元明;刘伟博;谢洪文 -专利权人：中国建筑股份有限公司;中国建设基础设施有限公司;中国地质大学（北京）;山西省交通规划勘察设计院有限公司
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本申请提出了一种岩石杠杆式单轴蠕变试验装置，包括：放置蠕变试验岩石的平台；杠杆加压件，杠杆加压件与平台相连，通过杠杆加压件将轴向载荷传递至岩石，从而根据杠杆原理，通过手工加载方式对试件施加载荷，无需电力驱动，可使试验过程最大限度免除外界条件干扰，大大简化了试验操作程序，保证了试验长周期内载荷的恒定。由此，解决了现有蠕变试验仪器无法达到岩石蠕变试验所需的载荷要求，且试验过程中仪器损耗大、成本高，以及试验精度较低、试验数据不可靠等问题。
岩石杠杆式单轴蠕变试验装置

[实用新型]破碎岩石蠕变试验仪-CN202221237849.7有效
发明人：张璐;张瑞;徐能雄;骆逸然;杨帆;郑刚;王旭东 -专利权人：中国建筑股份有限公司;中国建设基础设施有限公司;中国地质大学（北京）;山西省交通规划勘察设计院有限公司
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本申请提出了一种破碎岩石蠕变试验仪，包括：放置蠕变试验破碎岩石的平台；对破碎岩石施加载荷的加载件；控制件，控制件与加载件相连，根据蠕变试验控制加载件开启或关闭，以向破碎岩石施加目标载荷，完成蠕变试验。试验仪整体刚度高，部件抗变形能力强，操作简单，试验误差小，部件可以根据岩石大小进行调整，并且实验过程中可以直接观测岩石的变化。由此，解决了相关技术中岩石蠕变试验误差较大、操作复杂、试验模拟尺寸受限，以及无法直观观察到压实过程中颗粒位移、破碎现象等问题。
破碎岩石试验

[发明专利]采动覆岩离层注浆条件下地表沉陷模拟方法及装置-CN202211076397.3在审
发明人：岳鹏;徐能雄;郝燕奎;高泽鑫;李伟;寇天昊;姚文涛;穆文平;贾穗子 -专利权人：中煤地质集团有限公司;中国地质大学（北京）
申请日： 2022-09-05 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种采动覆岩离层注浆条件下地表沉陷模拟方法及装置。模拟方法包括：S100，对研究区地层进行概化；S200，构建研究区域的三维工程地质模型；S300，在三维工程地质模型中确定本构模型、屈服准则、边界条件及计算参数；S400，在三维工程地质模型中将上层的第一网格组与相邻下层的第二网格组之间设置为双节点状态；S500，进行分步开采，目标层位离层开始发育，向离层空间中充填网格以模拟注浆；S600，注浆浆液转变为注浆结石体，将注浆网格参数增强为结石体参数，同时撤销注浆压力；直至工作面开采完成。本发明实现了离层注浆的全过程模拟，贴近实际注浆过程。可以预测工程注浆减沉效果，为实际工程提供指导。
采动覆岩离层注浆条件下地表沉陷模拟方法装置

[发明专利]基于FLAC3D的采动覆岩离层模拟方法和装置-CN202210845331.X在审
发明人：林中湘;徐能雄;郝燕奎;高泽鑫;姚文涛;寇天昊;穆文平;贾穗子 -专利权人：中煤地质集团有限公司;中国地质大学（北京）
申请日： 2022-07-19 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本公开涉及基于FLAC3D的采动覆岩离层模拟方法和装置。该方法包括获得研究区的岩层底板高程数据；建立三维工程地质模型；在FLAC3D中确定针对工程地质模型的本构模型、屈服准则、边界条件及计算参数；在工程地质模型中，确定彼此相邻的第一网格组和第二网格组，第一网格组对应于上岩层，第二网格组对应于下岩层，并且上岩层的刚度大于下岩层的刚度；分离第一网格组和第二网格组之间共用的一个或多个节点并且填充界面单元；以及在工程地质模型中采用分步开采的方法进行采动覆岩离层模拟。以此方式，能够在采场上覆岩层中的软硬岩层分界面处实现非连续变形，从而模拟离层空间的产生和发育过程，同时在其他岩层之间保持连续协调变形。
基于 flac3d 采动覆岩离层模拟方法装置

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