一、Study of the engineering geologic feature of weathering zone of bedrock in 810 producing area of Luling Mine(论文文献综述)
姜子豪[1](2021)在《高承压厚松散层下开采覆岩“双行裂隙”模型及应用研究》文中指出两淮矿区广泛分布有高承压富水厚松散层,在此条件下开采,松散层下基岩风化带内原生裂隙异常发育,容易形成连通上覆松散含水层和下部基岩的“下行裂隙”。同时,高水压作用下的煤层采动极易破坏原有的顶板岩层结构,使原有顶板岩层发生断裂破坏,从而形成自下而上的贯穿裂隙,称“上行裂隙”。在“上、下行裂隙”充分发育条件下,裂隙带极易沟通上部松散含水层,从而导致顶板水害的发生。因此,研究“双行裂隙”的产生机理以及发育特征,为两淮煤田今后的安全开采以及提高矿井经济效益提供了良好的理论基础,具有较好的应用前景。本文主要取得以下成果:(1)本文立足于两淮矿区,在分析两淮矿区松散层水文地质特征的基础上,着重分析了祁东煤矿松散层含隔水层特征。通过分析祁东煤矿多次松散层突水事故,总结出了两淮矿区极易发生煤层顶板覆岩松散层突水的一般条件。(2)通过理论分析得出了“上行裂隙”的发育机理,并对其发育异常行作出了分析。结合祁东煤矿7131工作面地质条件,运用FLAC3D软件模拟不同水压下“上行裂隙”发育高度。结果从初始发育值的39.58m,逐步增大至5MPa水压下的59.88m。裂采比也随着水压的增大从13逐渐增大到19。通过简易水文观测、彩色钻孔电视法对祁东煤矿“上行裂隙”发育高度进行测试,71煤、32煤综采中硬覆岩裂采比分别达到20.7~34.1、15.3~28.1,远大于其他煤矿。(3)通过理论分析得出了“下行裂隙”的发育机理,并以数值模拟方法模拟了丁集煤矿1121(3)工作面的采动情况,通过分析松散层下风化带内应力场的以及塑性破坏区的变化,证实了“下行裂隙”的存在。通过高水压下裂隙渗透性试验得出风化细砂岩试件的渗透系数增加幅度最大。“下渗带”形成路径深度与压水钻孔水压值满足正比例关系。通过测井证明了基岩风化带原生裂隙含水,而现场实测结果得到“下渗带”形成路径深度与压水钻孔水压值存在正比例关系。(4)通过对“上、下行裂隙”发育高度的理论推导,提出了“双行裂隙”模型。在以祁东煤矿7114、7122、3222、7130工作面为样本的突水危险性评价中,“三下”规程经验公式计算导水裂隙带发育高度仅有一个工作面判定结果与实际相符,而“双行裂隙”模型判定结果全部符合实际情况。表明该模型在实际矿井生产中具有一定的借鉴指导意义。图[36]表[10]参[101]
李远[2](2019)在《界沟煤矿含水层下10201工作面开采可行性研究》文中指出我国薄基岩煤层开采规模大,开采范围广,水害灾害频发,不仅造成巨大的经济损失,而且破坏地下水环境,造成严重的社会危害。界沟煤矿10201工作面初步设计时,留设61.790.9m的防水煤岩柱,压煤168.7万t,资源损失严重;缩小防煤柱离含水层近,有发生突水的危险,因此开展缩小防水煤柱开采可行性研究是十分必要的。以界沟煤矿10201工作面为研究对象,根据两区水文勘察及实测资料,结合矿区开采地质条件,对钻孔所取岩样进行了岩石力学与水理性质分析测试。结果表明:10201工作面开采区域四含的厚度为9.9531.55m,单位涌水量为0.004520.04592l/s.m,渗透系数0.0448830.092m/d,含水层富水性弱,“四含”呈固结半固结状态,强可塑性,故采空后经过压实易弥合,具有很强的阻隔水性能。开采煤层顶板覆岩抗压强度为:属软弱-中硬覆岩岩层,含粘量高,具有较好的隔、阻水能力;采动后再生隔水性能较好。其次,根据钻孔数据,运用FLAC3D软件建立地质模型,模拟推进距离不同下采空区的采动压力,位移和塑性区变化,模拟结果揭示:随着采空区范围的增大和推进速度的加快,采空区围岩应力和位移增大。另外,工作面中部的应力和位移大于工作面端部的应力和位移,即在设置防水煤柱时,要以工作面中部剖切面破坏范围为依据。为了满足生产安全条件,用工程类比法设计工作面巷道,巷道由锚梁网+锚索支撑。巷道顶部由锚杆、12#槽钢、6mm钢网支撑+锚索支撑。侧面由地脚螺栓、180毫米钢带和塑钢复合网支撑。以实际现场资料,计算留设的防水煤柱高度,依据“三下”采煤规范、数值模拟以及实测类比的数值为23.0米、22.7米、22.0米,对比三种方法留设的防煤柱,认为缩小10201工作面防煤柱开采是实际可行的。最后,评价10201工作面开采的有利和不利条件以及安全技术措施,结论如下:对比附近具有相似地质条件的工作面的成功经验,以保证完善的水害防治为基础,可以安全开采10201工作面。
杜明泽[3](2018)在《注水法预防井筒破坏机理及其工程应用》文中研究说明井筒是煤矿的咽喉,井筒的稳定与否关系到煤矿的人员安全和经济效益。1987年以来,黄淮地区立井井筒破坏时有发生,给煤矿安全生产带来巨大威胁。经过多年的研究和实践发现,深厚松散冲积层底部含水层疏水是导致井筒破坏的根本原因。为保证井筒长期安全稳定,基于井筒破坏的机理,提出了一种注水稳定水位的方法预防井筒破坏并应用于煤矿现场。然而,在注水过程中,发现注水流量逐渐减小,注水效果逐渐减弱,其根本原因在于对注水法预防井筒机理认识不足。本文以济三煤矿注水法预防井筒破坏为工程背景,在分析了松散冲积土层的工程性质以及深部黏土失水的变形机理的基础上,通过理论分析和现场实测,研究注水过程中水位变化、地层变形和井壁垂直微应变三因素的耦合关系,进而提出了注水有效性的工程判据以及合理注水效率的判定准则。同时,通过相似模拟和数值模拟研究了注水过程中砂土细小颗粒运移的宏、细观规律及其内在机理,探索了偏心注水的可行性,提出了增大流量的技术防治措施,建立了立井非采动破裂的的判别模型,并探讨了注水法在水位大降深工况下应用的可行性及合理的技术防治途径。论文的主要研究内容和结论如下:(1)通过对黄淮地区多个矿区79组深埋黏土物理力学性质分析,得出深埋黏土的密度随埋深整体呈增大的趋势,黏土液性指数随着埋深的增大而减小,说明埋深增大,黏土由可塑向硬塑或半固态转变,黏土流动性变差。通过容量瓶和热重分析,得出黏土吸附结合水的含量大于黏土的含水率,得出黏土中的水全部为吸附结合水,含水层疏水黏土不变形的结论,并对黏土中结合水存在形式的温度界限进行了划分。通过XRD测试,得出深埋黏土的矿物成分主要为高岭石、伊利石和石英,部分黏土夹杂着蒙脱石和长石等,说明深埋黏土具有吸水膨胀的特点,并从微观角度分析了疏、注水过程中黏土、砂土释水和吸水的过程,阐述了注水法预防井筒破坏的微观机理。(2)通过对济三煤矿井筒附近的地质条件分析发现,工业场地冲积层底部存在比较稳定的黏土层,具有底含厚度小、渗透系数小、连通性较差的特点,对注水法防治工程的实施有利。同时,从时效性、经济性等方面对济三煤矿采用注水法的适用性进行了综合分析,得出济三煤矿井筒附近地层具有可注性,采用注水法预防井筒破坏具有可行性。(3)根据地下水动力学知识,推导了稳定流注水群井水头分布公式,奠定了注水法可行的理论基础。根据土力学知识,推导了注水过程中地层膨胀量和井壁垂直附加应力公式,从宏观力学的角度揭示了注水法预防井筒破坏的机理。①群井注水水头分布公式:(?)②注水过程中地层膨胀量:(?)③注水后水位恢复至注水前水位井壁附加应力释放量:(?)(4)采用专门的NM2dc数值模拟软件研究了疏、注水条件下井筒受力和地层变形的内在机理,得出水位下降,井壁产生竖直向下的附加应力,水位上升,井壁附加应力明显减小。注水过程中地层发生抬升,井壁垂直压应力减小,且在注水位置地层抬升量最为明显,注水呈环形向周围扩散,随着与注水距离的增大,地层抬升量逐渐减小。模拟结果表明,注水法能有效预防井筒破坏。(5)通过短期工业试验和长期注水防治工程实测分析,得出:短期注水取得了良好的预期效果,即水位上升,地层膨胀,井壁垂直微压应变减小,短期注水水位变化量、地层微应变变化量和井壁垂直微应变化量三因素存在良好的耦合关系。地层微应变变化量与水位变化量整体上符合y=aebx的函数关系,其中,y为地层微应变变化量,x为水位变化量,a、b为常数;井壁垂直微应变变化量与地层微应变变化量呈二项式z=k1y2+b1y+c1函数关系,其中,z为井壁垂直微应变变化量,y为地层微应变变化量,k1,b1,c1为常数。长期注水过程中,防治效果减弱,尚未达到稳定水位、减小井壁垂直压应力的目的。注水流量逐渐减小,受注水不均匀的影响,导致局部水位变化量、地层微应变变化量和井壁垂直微应变变化量三因素的耦合关系差异性大,尚无统一的函数关系可以描述。(6)对短期和长期注水效果进行了定量评价,得出短期注水逆向改变了井壁垂直微压应变增大的趋势,长期注水虽然没有改变井壁微压应变增大的趋势,但有效缓和了井壁微压应变增大的速率。结合前期工业试验注水的经验,提出了注水有效性指数k的工程判据以及合理注水效率的判定准则。①注水有效性指数k的工程判据:k的计算公式为:k=(y-b)/x,式中,k为有效性指数,即井壁垂直微应变与注水时间线性拟合的斜率,y为井壁垂直微应变,x为从注水开始到某时刻所经历的时间(月),b为常数。k的工程判据为0≤k<35注水效果理想,可长期维持井筒稳定k<0注水效果不佳,难以长期维持井筒稳定②合理注水效率的判定准则:η≥20(m3·h-1·Mpa-1)Q≥5(m3·h-1)注水工效值的计算公式:η=Q/P,式中,η为注水工效(m3﹒h-1﹒MPa-1);Q为瞬时流量(m3﹒h-1);P为注水压力(MPa)。合理注水效率的判定准则(单孔)为(?)(7)研制了注水过程中含水砂层细小颗粒运移密实圈形成机理的试验装置(专利申请号:201721548417.7),采用该装置对黏土粉、高岭土和膨润土细小颗粒在注水过程中的运移特点进行了分析。结果表明,选用黏土粉作为细小颗粒,出水口每小时出水量随时间呈幂函数关系减小,与现场注水孔瞬时流量减小的规律趋于一致;高岭土溶解度高,易随水流流失;膨润土胶结性相对较强,水流流动缓慢,且在出水开始阶段出水流量随时间呈增大的趋势,与现场注水结果不符。通过对比分析,得出选用黏土粉模拟含水砂层中的细小颗粒最为合适。(8)采用相似模拟研究了注水过程中含水砂层中细小颗粒运移密实圈形成的机理,得出细小颗粒含量越多,出水所需的时间越长,出水开始阶段每小时出水量相对越小;注水压力越大,出水所需的时间越短,出水开始阶段每小时出水量越大,但随后递减较快。试验结束后,出水口端砂土的密度整体大于注水口端,渗透系数整体小于注水口端,说明水压作用下砂土中细小颗粒从注水口向出水口运移。同时,采用PFC5.0数值模拟软件对水压力分布、颗粒的接触力链、配位数、孔隙率以及颗粒移动趋势等细观参数进行了分析,得出各参数反映注水过程中细小颗粒的运移机制在本质上具有一致性,即随着注水的进行,细小颗粒逐渐向出水口端运移,随着水流通道的逐渐形成,注水压力损失减小,模型内各点的水压达到颗粒启动的动力时颗粒开始运移,注水口附近水压大,颗粒移动快,远离注水口端的水压较小,速度相对慢,逐渐在运移通道中堆积。随着水流通道进一步畅通,水压损失逐渐减小,细小颗粒继续向出水口端运移,最终在出水口端密集堆积,形成密实结构。(9)采用FLAC3D数值模拟软件,通过设置不同注水压力(或流量)、注水孔与井筒不同距离等因素研究了偏心注水对井壁受力的影响,从井壁垂直压应力变化和井壁受力不均两方面分析,得出理想条件下采用低压(0.3MPa),距离井筒50m处注水对井筒受力无明显不利影响。考虑长期注水流量逐渐减小,建议注水压力不小于0.3MPa时,距井筒注水位置随着注水压力的增大适当增大。根据注水流量逐渐减小的原因,结合注水过程中砂土中细小颗粒运移的机理,提出了洗井、振荡加压和补打注水孔等技术防治措施。洗井是从注水孔轴向方向考虑,利用液态CO2气化,人为制造井喷,从而将细小颗粒带出井口,达到清理淤积物的目的;振荡加压在透水花管径向方向通过产生类似声波的疏密波,使水的瞬时能量增大,从而部分消除堵塞现象,增加注水量;在有条件或洗井、振荡加压注水效果不佳的情况下,可通过补打注水孔增大注水流量。(10)对于尚未破裂的井筒,选取地表沉降速度、地表累计下沉量、主压缩层埋深、井筒净直径、井壁厚度因素、施工方法和井壁施工质量及井塔因素7个影响因素为判别因子,建立井筒初次破裂的Fisher判别和模糊聚类分析模型,并依据判别模型,综合评判了朱仙庄煤矿大降深工况下主、副和西风井发生破坏的可能性,得出三个井筒发生破坏的可能性很大,可能性从大到小排序为副井>主井>西风井。对于重复破裂的井筒,考虑井筒的治理方式,选取井筒直径、松散冲积层厚度、水位降、卸压槽压缩率、破裂等级、服务年限率、治理方式和冲积层压缩速率8个影响因素为判别因子,建立井筒重复破裂的Fisher判别和模糊聚类分析模型,此次样本Fisher模型回判判对率达100%,模糊聚类回判判对率为95%。依据两种判别模型,综合评判了2016年济三煤矿6月主、副和风井的稳定状态,得出济三煤矿2016年6月主、副和风井不发生破坏的结论。(11)针对底含水位大降深对井筒稳定性产生影响的问题,以朱仙庄煤矿五含“L”形帷幕截流疏干引起四含水位下降为工程背景,结合前期GMS数值模拟结果,设置了四含水位不同降深速率的方案,采用NM2dc数值模拟软件模拟了快速、中速和低速疏水情况下井筒受力及地层变形情况,得出快速、中速和低速方式期间井筒最大压应力均大于井壁强度,井壁破坏可能性高。当前自然疏降的井筒工况条件,四含疏水速率0.2m/月时,虽然近2年破坏可能性低,但是井筒应力有增大的趋势,长期破坏的可能性仍然高。并在此基础上,对注水法在朱仙庄煤矿大降深疏放条件下进行应用的可行性进行分析,对比注水法、开卸压槽和地层注浆加固等技术防治措施的优缺点,得出注水法在水位大降深的情况下不适合使用,相比而言,地层注浆加固技术最为合理。
任启寒[4](2017)在《厚松散含水层下薄基岩采场水—岩耦合致灾机理研究》文中进行了进一步梳理华东矿区普遍存在新生界巨厚松散含水覆盖层,且煤层上方基岩厚度薄、风化严重,在临近厚松散含水层采煤过程中,工作面来压期间顶板压力异常释放,发生多起致灾事故。本文以淮南潘谢矿区顾北矿1202(3)工作面为研究对象,基于矿区及工作面具体水文地质资料,结合理论分析、相似模拟、数值模拟和现场实践等研究方法,对厚松散含水层下薄基岩采场水-岩耦合致灾机理进行研究:(1)建立了厚松散含水层下薄基岩采场结构力学模型,得到了采场初次来压时液压支架需负担的覆岩总重量。采用相似模拟试验,对比分析了有、无承压含水层作用下采场覆岩移动、变形特征及采场支承压力演化规律。薄基岩采场在无承压水含水层作用下时,松散层自重及所施加载荷不是全部向下传递,覆岩前垮落角始终小于后垮落角。与之相比,承压含水层对于采场覆岩大范围运移起到推动作用,开采初期覆岩前垮落角小于后垮落角,随着开采范围扩大,覆岩前垮落角突然增大,采场覆岩表现为整体破断,破断形状沿煤壁呈切落状;覆岩载荷压实作用明显。(2)建立了流-固耦合和无耦合两种数值模型,在无耦合条件下,采场上方松散层内部最大主应力随煤层开挖而显着降低,前方最大主应力值增长缓慢。在流-固耦合条件下,采场受到承压水渗流场与采动应力场双重作用,煤岩体内部应力集中程度整体提高,采场前方最大主应力值近似呈线性增长。(3)厚松散含水层下薄基岩采场开采工程实践表明,初采期间两巷变形量及支架工作阻力随推进距离增加快速增长,顶板压力异常释放,导致液压支架受到瞬时冲击载荷作用,其无法支撑初次来压时失稳岩层重量。综上可知,在厚松散含水层下薄基岩单一主关键层条件下进行煤层开采工作时,承压含水层传递的载荷增加了采场围岩应力集中程度,整体破断的基岩块体重量及上覆载荷超过了液压支架的额定工作阻力,是工作面致灾的主要原因。研究成果对类似条件下的煤层开采具有一定的借鉴意义。
宋马可[5](2015)在《祁东煤矿近松散层煤层开采“下渗带”发育规律研究》文中研究说明祁东煤矿井田范围内第四系松散层普遍较厚,底部赋存着一层含水层,通常称为“四含”或“底含”,该含水层主要由渗透性较好的非胶结砂土、砂砾等组成,直接赋存在煤系基岩顶部,当水头较高时,该含水层水具很高承压性。自矿井投产以来,先后发生17次该松散承压含水层水通过顶板突涌入工作面的事故。通过分析这些事故案例发生突水事故的工作面均按相关规程留设了足够的防水煤(岩)柱,结合突水工作面开采水文、工程地质条件研究,研究高承压松散层水下基岩顶部裂隙扩展渗流带(简称“下渗带”)存在的水文工程地质条件及发育规律,根据“下渗带”发育规律探讨“三下”规程中导水裂缝带高度计算公式适用性和选择性问题。以7131工作面为例,分析了松散层及基岩水文地质、工程地质条件,研究工作面覆岩基岩风化带原生裂隙发育规律,统计分析基岩风化带的岩性构成特征;通过类比相似水文、工程地质条件的张集矿“下渗带”深度测试现场试验结果计算7131工作面“下渗带”深度为9.21m;基于弹性力学和流体力学理论,研究了高承压松散含水层直接覆盖于基岩风化带之上条件下,高承压水对基岩风化带原生裂隙扩展作用机制,推导出“下渗带”发育深度的计算公式,并计算出由基岩原生裂隙及其受水压影响的扩展深度组成的“下渗带”深度为10.35m。根据“下渗带”发育规律研究成果把“下渗带”底界作为“四含”底界和导水裂缝带的上界,按照“三下”规程中相关公式为7131工作面计算、留设防水煤岩柱,同时以突水的7114工作面为例,按“下渗带”原理计算防水安全煤岩柱高度,通过与工作面突水时煤岩柱高度比较,说明高承压松散含水层下开采工作面按照“三下”规程计算防水煤岩柱高度较实际偏小。“下渗带”原理计算留设防水煤柱高度是科学合理的。
董明[6](2014)在《薄基岩下开采的水文地质与工程地质特征研究 ——以潘谢矿区为例》文中进行了进一步梳理潘谢矿区为安徽淮南煤田的主体部分,煤系地层被新生界松散层所覆盖。在浅部煤炭资源开采过程中,既受到新生界底部含水层的影响,同时也与基岩面起伏程度、风化带性质、煤层顶板岩性结构以及薄基岩的富水性等诸多因素有关。上提工作面在开采过程中,常发生压架事故,给矿山安全生产带来威胁。为此,论文在查阅国内外文献资料的基础上,以潘谢矿区薄基岩下煤层开采为对象,通过系统整理与分析基础资料,开展了水文地质与工程地质条件研究,获得以下的认识与结果:(1)研究了古地形特征、新生界底部沉积物特征,建立了新生界底部沉积物的沉积模式,揭示了洪积、坡积以及河流沉积物特征。结果表明:潘集矿区为富水性中等~强的砂砾层组成,为浅部开采主要充水含水层之一;而张谢矿区则以隔水性良好的“红层”为主,富水性程度为弱~极弱。(2)通过对薄基岩风化带厚度、岩性组分、水文地质参数以及覆岩的工程力学特征分析,影响薄基岩开采的关键因素为:煤层顶板岩性及结构组合、构造与裂隙发育程度以及岩石的风化程度;(3)顶板砂岩裂隙水以静储量形式存在,涌水量具有衰减性变化特点,空间上具有不均匀性。(4)依据“压架子”水文地质和开采条件分析,建立了潘集与张谢矿区两种压架子模式,为下一步薄基岩煤层安全开采提供了参考。
刘延利[7](2014)在《近松散承压含水层开采突水水文工程地质关键因素研究》文中指出本文分析了祁东煤矿自投产以来的17次松散承压含水层水通过顶板涌入采煤工作面的案例,这些工作面均按照相关规程留设了足够的防水煤(岩)柱,但仍然发生了突水事故。通过综合研究得出近高承压松散含水层开采煤层顶板突水的两个关键的水文工程地质因素:一是高承压松散含水层厚度大、富水性强和高承压水头是采煤工作面顶板突水的关键因素。二是煤层顶板岩性结构中有厚度大、岩石力学强度高的中硬岩层存在时,受松散承压含水层的高水压作用导致开采煤层“两带”异常发育。基于裂隙岩体损伤力学部分理论,研究了高承压松散含水层直接覆盖于基岩风化带之上条件下,高承压水对基岩风化带原生裂隙扩展机制,并推导了相应计算公式。基岩原生裂隙及其受水压影响的扩展深度组成的下渗带是影响防水煤岩柱安全性的重大隐患。对7131-3钻孔基岩风化带采样统计原生裂隙,计算下渗带的深度为10.2m。对矿区四含水体采动等级进行了划分,靠近谷口冲积扇-古冲积河道中部的四含为Ⅰ类水体;厚度小的河漫滩沉积型四含为Ⅱ类水体;靠近四含工作面煤层开采需按照“三下采煤规程”留设防水煤岩柱,并将下渗带底界作为含水层底界。以7131工作面为例,参照“三下采煤规程”理论经验公式计算了71煤层“两带”发育高度,为满足四含防水煤岩柱的安全性,对煤层限制采高为3.4m,按此采高“两带”发育高度为46.87m。运用FLAC3D数值模拟软件建立了具有坚硬岩层交互结构的工作面模型,进行了松散承压含水层高水压影响下的流-固耦合模拟,得到煤层开采“两带”发育高度为53m;7131工作面水文工程地质条件下“两带”发育高度较理论计算要高。据三带验证孔数据知模拟结果与实际情况相符合,可作为工作面防水煤(岩)柱留设依据。
陈贵祥[8](2014)在《口孜东矿13-1煤层顶板工程地质特征及稳定性评价》文中提出煤层顶板稳定性是影响煤矿安全生产的主要因素之一。煤层顶板工程地质特性是影响煤层顶板稳定性的主要因素。煤层顶板工程地质特性主要有顶板岩体的沉积特征、岩体结构特征和岩体力学性质几个方面。因此,从煤层顶板沉积岩体的工程地质特征入手,对顶板岩体稳定性进行评价,可为煤矿开采设计和顶板管理提供科学依据。本文以口孜东矿13-1煤层顶板岩体工程地质特征研究为主线,依据勘探和开采资料,采用多学科理论与综合研究方法对顶板岩体的沉积特征、岩体结构、岩体力学性质进行了研究。沉积特征方面主要包括沉积岩岩性特征、顶板岩体岩性空间展布规律及横向发育特征、顶板岩体岩层组合类型几个方面。岩体结构分析中主要对岩体结构面中的沉积结构面和构造结构面进行了分析,其中对构造结构面利用几何分析、数理统计、分形几何方法进行了重点研究。在顶板岩体力学性质方面主要依据岩石力学实验数据分析了顶板岩石力学参数空间变化规律。针对顶板岩体稳定性评价的模糊性,选取了影响煤层顶板稳定性的主要工程地质因素,在利用层次模糊分析法建立顶板稳定性评价模型的基础上对研究区顶板进行了评价。依据评价结果,研究区被划分为四个稳定性不同的等级:稳定区、中等稳定区、不稳定区和极不稳定区。在分析首采区地质特征的基础上,运用FLAC3D数值软件建立了地质数值模型。采用分步开挖,对回采过程中应力重分布、位移变化、覆岩破坏相关图件和数据进行了分析,其结论为煤层开采提供了依据。
吴浩[9](2014)在《三山岛金矿海下开采合理开采上限的确定》文中提出摘要:近几十年来,我国快速发展的经济消耗了大量的矿产资源,加之其开采利用较为粗放,目前陆地矿产资源极其匮乏,而海下矿产资源非常丰富。可见,海下开采势必成为矿业今后发展的重要方向。海下开采中一个重要的研究内容是确定矿山开采上限,开采上限的合理与否关系着矿山安全、企业效益和资源利用率。本文以在渤海下开采的三山岛金矿为工程背景,运用多种方法研究海下开采合理的开采上限,主要开展的研究工作如下:(1)对国内外海下及水体下开采确定开采上限相关研究进行了综述,为合理确定三山岛金矿海下开采上限提供了参考依据。(2)通过室内岩石力学试验和现场地应力测试等研究,获得了矿区矿岩力学参数和地应力分布规律,为后续的力学分析和数值模拟研究提供了基础数据。(3)给出了海下开采确定开采上限的基本理论,提出了计算导水裂隙带高度的修正经验公式并基于50组样本实测数据构建了导水裂隙带高度的未确知聚类预测模型,由此计算矿区的导水裂隙带高度分别为44.7m和31.6m。(4)运用5种传统理论方法对防水矿岩柱尺寸进行计算,在此基础上又分别采用材料力学和弹性力学从强度和刚度等方面对3种力学模型下的防水矿岩柱尺寸进行深入解析,得出了不同安全系数下需留设的防水矿岩柱尺寸(5)采用Midas/GTS-Flac3D耦合模拟技术对矿山不同中段开采采场导水裂隙带高度和海底粘土层的位移变化进行模拟,得出矿区合理的海下开采上限为-75m。为验证数值模拟方法的可靠性,运用瞬变电磁法对-200m中段已采盘区采场导高进行测量并与数值模拟结果进行对比分析。结果表明,数值模拟结果和实测值基本吻合。综合上述研究结果,考虑足够的安全系数,最终确定三山岛金矿新立矿区留设的防水矿岩柱高度为52.2m,即海下合理的开采上限为-87.2m。
游玉成[10](2013)在《卧龙湖煤矿风化覆岩下采煤工作面煤柱留设分析》文中指出以卧龙湖煤矿为研究对例,运用现场钻探与室内测试技术开展了研究区域地质与水文地质条件、松散含水层富水性特征和覆岩阻隔水性能研究。得出以下结论:三隔可塑性好,膨胀性强,厚度大,分布稳定,为稳定的区域性良好隔水层;四含为弱富水性含水层;108工作面覆岩体的显着特征为受风化影响,泥岩和粉砂岩的强度均较低;具有阻隔水能力和扰动后再生隔水性能好的显着特点。108工作面顶板覆岩类型属于软弱覆岩类型。10煤底板样品单轴抗压强度接近或大于40MPa,属于“坚硬岩石”;对回采上限上提试验段进行了“两带”发育高度实际观测,获得较为确切的采动覆岩破坏与变形位置。对卧龙湖矿南一采区108工作面,运用FLAC3D软件建立了有风氧化带覆岩和没有风氧化带覆岩两种三维数值模型,分析两者的应力场、位移场和塑性破坏的区别。利用数值模拟、经验公式以及实际观测计算导水裂隙带和冒落带两带高度,对比三种结果,确定了煤柱高度。
二、Study of the engineering geologic feature of weathering zone of bedrock in 810 producing area of Luling Mine(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Study of the engineering geologic feature of weathering zone of bedrock in 810 producing area of Luling Mine(论文提纲范文)
(1)高承压厚松散层下开采覆岩“双行裂隙”模型及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 松散层及风化带水文工程地质研究 |
1.2.2 采动覆岩变形破坏规律研究 |
1.2.3 高水压作用下煤岩体裂隙发育研究 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线图 |
2 两淮矿区松散层水文地质特征及突水情况分析 |
2.1 两淮矿区松散层赋存特征 |
2.2 典型矿区新生界松散层含隔水层空间结构及水文地质特征 |
2.3 典型突水事故分析 |
3 高水压作用下“上行裂隙”发育特征 |
3.1 “上行裂隙”发育高度探查 |
3.2 “上行裂隙”发育的异常性 |
3.2.1 “上行裂隙”发育情况 |
3.2.2 基岩风化带对“上行裂隙”发育的抑制作用 |
3.3 高水压作用下“上行裂隙”发育特征 |
4 高水压作用下“下行裂隙”形成机理及发育特征 |
4.1 高水压作用下“下行裂隙”形成机理 |
4.1.1 “下行裂隙”岩体内应力分布规律 |
4.1.2 松散层含水体下渗作用机理 |
4.2 高水压作用下“下行裂隙”发育特征 |
4.2.1 现场条件 |
4.2.2 数值模型的建立 |
4.2.3 数值模拟结果与分析 |
4.3 高水压“下行裂隙”下扩展渗透性试验及裂隙发育实测 |
4.3.1 高水压下“下行裂隙”扩展渗透性试验 |
4.3.2 高水压下“下行裂隙”发育实测 |
5 “双行裂隙”模型及突水危险性评价应用 |
5.1 “双行裂隙”发育模型 |
5.1.1 “上行裂隙”理论公式推导 |
5.1.2 “下行裂隙”理论公式推导 |
5.1.3 “双行裂隙”模型的提出 |
5.2 “双行裂隙”模型突水危险性评价应用 |
5.2.1 现场条件 |
5.2.2 数据选取 |
5.2.3 计算结果分析 |
6 结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(2)界沟煤矿含水层下10201工作面开采可行性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究的目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 研究内容与方法 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
第二章 10201工作面水文地质条件 |
2.1 10201工作面概况及开采量 |
2.2 地质构造 |
2.3 水文地质条件 |
2.3.1 含隔水性特征 |
2.3.2 顶板砂岩裂隙含水层和底板灰岩水 |
2.3.3 断层的富水性特征 |
2.4 矿井水文地质类型及水体采动等级 |
2.5 已采块段水文地质条件及存在问题 |
2.5.1 范围 |
2.5.2 煤系上覆含隔水层赋存情况 |
2.5.3 覆岩破坏探测及导水裂隙带发育规律 |
2.5.4 试采块段出水情况、充水水源及特征 |
2.6 本章小结 |
第三章 10201工作面工程地质条件研究 |
3.1 煤层顶底板岩性 |
3.2 基岩面控制程度及风化带深度 |
3.3 岩石物理实验 |
3.3.1 岩石单轴抗压试验 |
3.3.2 岩石致密度试验 |
3.4 工程地质特征 |
3.5 本章小节 |
第四章 10201工作面数值模拟分析 |
4.1 概述 |
4.2 FLAC~(3D)数值模拟软件简介 |
4.3 几何模型建立 |
4.3.1 确定地层模型范围 |
4.3.2 模型边界条件及初始应力的确定 |
4.3.3 工作面推进及围岩的破坏准则 |
4.4 数值模拟结果分析 |
4.4.1 模型原始应力 |
4.4.2 工作面推进后的模型垂直应力分析 |
4.4.3 采动后模型剪应力分析 |
4.4.4 工作面推进后模型位移分析 |
4.5 本章小节 |
第五章 巷道布置及支护设计 |
5.1 支护设计 |
5.2 机巷支护设计验算 |
5.2.1 悬吊理论计算锚杆参数 |
5.2.2 锚索支护参数设计 |
5.3 风巷支护设计验算 |
5.3.1 悬吊理论计算锚杆参数 |
5.3.2 锚索支护参数设计 |
5.4 切眼支护参数设计 |
5.4.1 顶板锚杆设计 |
5.4.2 帮部支护参数设计 |
5.4.3 锚索支护参数设计 |
5.5 本章小节 |
第六章 合理留设10201工作面防水煤柱 |
6.1 地面钻探 |
6.2 开采技术方法 |
6.3 冒落带高度预计及防水煤岩柱高度 |
6.3.1 “三下”采煤规程 |
6.3.2 计算机数值计算 |
6.3.3 按界沟煤矿中央采区实测成果留设 |
6.4 10201工作面开采可行性分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 10201工作面开采安全可靠性评价 |
7.1 开采10201工作面的有利条件 |
7.1.1 附近具有相似的工程地质水文条件的工作面成功开采 |
7.1.2 良好的松散层结构、沉积特征条件 |
7.1.3 具有良好的开采条件 |
7.1.4 古地形特征及基岩风化带深度 |
7.1.5 防砂煤岩柱岩性及力学强度 |
7.1.6 基岩风化带岩层的物理力学性质与渗流特征 |
7.1.7 工作面设备先进 |
7.2 10201工作面的不利条件及可能出现的问题 |
7.2.1 砂岩裂隙水对10201工作面的影响 |
7.2.2 F_1断层对10201工作面回采的影响 |
7.2.3 回采造成覆岩强度降低,对顶板管理造成不利 |
7.3 10201工作面回采的主要安全技术措施 |
7.3.1 运用物探预测,预先疏放砂岩裂隙水,地质软弱带预先加固 |
7.3.2 严格工程质量,防止局部冒顶 |
7.3.3 开展综合性观测研究,掌握水、土、岩变化规律 |
7.3.4 加强回采工作面组织和技术管理,严格控制初采期间采高 |
7.3.5 采取必要的开采技术措施 |
7.3.6 增强排水能力,建立完善疏排水系统 |
7.3.7 全面提高矿区工作人员的防治水害意识 |
7.4 可行性评价 |
7.5 工作面开采经济评价 |
第八章 结论与评价 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(3)注水法预防井筒破坏机理及其工程应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 问题的提出及工程背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 底含疏水引起井筒破坏机理的研究现状 |
1.2.2 立井井筒非采动破坏防治技术的研究现状 |
1.2.3 井筒非采动破坏的判别及预测方面的研究现状 |
1.2.4 注水法预防井筒破坏的研究现状 |
1.3 拟解决的关键技术问题 |
1.4 主要研究内容、方法及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
1.4.3 技术路线 |
2 黄淮地区井筒破裂简介及深部土体失水变形机理 |
2.1 黄淮地区井筒破裂简介 |
2.1.1 黄淮地区井筒破裂特征 |
2.1.2 立井井筒非采动破裂机理 |
2.2 黄淮地区深部土体工程地质特性 |
2.2.1 深厚松散冲积层结构 |
2.2.2 深埋土体的工程地质特性 |
2.3 深部土体失水压缩变形机理 |
2.3.1 容量瓶法 |
2.3.2 热重法 |
2.4 济三矿井筒附近冲积层结构及地层可注性分析 |
2.4.1 研究区域松散冲积层特点 |
2.4.2 地层可注性分析 |
2.5 本章小结 |
3 注水法预防井筒破坏的理论机理 |
3.1 注水法预防井筒破坏的微观机理 |
3.1.1 深埋黏土矿物成分分析 |
3.1.2 深埋土体注水预防井筒破坏的微观机理 |
3.2 注水法预防井筒的宏观力学机理 |
3.2.1 群井注水的理论基础 |
3.2.2 注水过程地层变形的土力学分析 |
3.2.3 注水过程井壁附加应力释放量计算 |
3.3 数值模拟法分析注水预防井筒破坏的机理 |
3.3.1 模拟方案及内容 |
3.3.2 模拟结果及分析 |
3.4 本章小结 |
4 注水过程中预防井筒破坏机理的实测研究 |
4.1 济三煤矿注水工程概况 |
4.1.1 注水工程及监测系统简介 |
4.1.2 注水过程 |
4.1.3 短期联合注水实测结果分析 |
4.1.4 长期注水实测结果分析 |
4.2 注水条件下水位、地层和井壁三因素的耦合分析 |
4.2.1 短期注水阶段水位、地层和井壁三因素耦合分析 |
4.2.2 长期注水水位、地层和井壁三因素耦合分析 |
4.3 注水有效性的工程判据及合理注水效率的判定准则 |
4.3.1 注水有效性的工程判据 |
4.3.2 合理注水效率的判定准则 |
4.4 本章小结 |
5 水压作用下含水砂层中细小颗粒运移密实圈形成机理 |
5.1 细小颗粒运移规律的相似模拟试验 |
5.1.1 试验装置设计 |
5.1.2 试验用材料 |
5.1.3 试验方案及步骤 |
5.1.4 试验结果及分析 |
5.1.5 讨论 |
5.2 细小颗粒运移的细观机理研究 |
5.2.1 模型的建立及力学参数 |
5.2.2 模拟方法及步骤 |
5.2.3 模拟结果及其分析 |
5.3 本章小结 |
6 偏心注水的可行性及增大注水流量的技术防治措施 |
6.1 偏心注水的可行性及其作用机制 |
6.1.1 模型的建立与力学参数 |
6.1.2 模型方法及步骤 |
6.1.3 模拟结果及分析 |
6.2 洗井对钻孔注水量的影响 |
6.2.1 二氧化碳洗井的原理 |
6.2.2 洗井的作用效果分析 |
6.3 振荡加压注水对注水量的影响 |
6.3.1 理论分析 |
6.3.2 振荡加压注水作用效果分析 |
6.4 本章小结 |
7 立井井筒非采动破坏的综合判别 |
7.1 影响井筒破坏各因素分析 |
7.1.1 初次破坏影响因素分析 |
7.1.2 重复破坏影响因素分析 |
7.2 立井井筒稳定性评价方法介绍 |
7.2.1 Fisher判别方法 |
7.2.2 模糊聚类评价方法 |
7.3 立井井筒稳定性综合判别结果分析 |
7.3.1 井筒初次破裂井筒稳定性结果分析 |
7.3.2 井筒重复破裂模糊聚类结果分析 |
7.4 本章小结 |
8 注水法在大降深疏水工况下应用的可行性探讨 |
8.1 工程背景 |
8.1.1 朱仙庄煤矿简介 |
8.1.2 井筒概况 |
8.1.3 五含“L”形帷幕工程概况 |
8.1.4 五含大规模疏水对四含水位的影响 |
8.2 大降深疏水对井筒稳定性的影响 |
8.2.1 模型的建立及方案思路 |
8.2.2 模拟结果及分析 |
8.3 注水法在大降深疏水工况下的应用探讨 |
8.4 本章小结 |
9 结论、创新点与展望 |
9.1 主要结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)厚松散含水层下薄基岩采场水—岩耦合致灾机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 煤岩层水-岩耦合研究现状 |
1.2.2 采动覆岩破坏规律的研究现状 |
1.2.3 松散含水层下采煤研究现状 |
1.3 存在问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术问题和技术路线 |
2 厚松散含水层下薄基岩采场压架机理分析 |
2.1 固液耦合理论分析 |
2.2 压架机理分析 |
2.3 本章小结 |
3 厚松散含水层下薄基岩采场覆岩运移规律研究 |
3.1 工程地质及开采条件 |
3.2 厚松散含水层下薄基岩采场相似模拟试验方案设计 |
3.2.1 相似模拟试验目的 |
3.2.2 试验模型相似比确定 |
3.2.3 相似材料选择及配比 |
3.2.4 试验模型设计 |
3.3 无承压含水层条件下覆岩移动变形规律 |
3.3.1 无承压含水层条件下采场覆岩破断特征 |
3.3.2 无承压含水层作用下顶板下沉规律 |
3.3.3 无承压含水层作用下采场支承压力演化规律 |
3.4 承压含水层作用下的覆岩移动变形规律 |
3.4.1 承压含水层作用下采场覆岩破断特征 |
3.4.2 承压含水层作用下薄基岩采场覆岩运动规律 |
3.4.3 承压含水层作用下采场支承压力演化规律 |
3.5 承压含水层对于采场安全回采的影响 |
3.6 本章小结 |
4 厚松散含水层下薄基岩采场水-岩耦合作用分析 |
4.1 FLAC~(3D)软件简介 |
4.1.1 FLAC~(3D)软件介绍 |
4.1.2 FLAC~(3D)流-固耦合计算原理 |
4.2 数值模型建立 |
4.3 厚松散含水层薄基岩采场最大主应力演化规律 |
4.3.1 无承压含水层条件下采场最大主应力演化规律 |
4.3.2 承压含水层作用下采场最大主应力演化规律 |
4.4 本章小结 |
5 厚松散含水层下薄基岩采场工程实践 |
5.1 1202(3)工作面含水层划分及薄基岩结构特征 |
5.1.1 1202(3)工作面上覆松散含水层划分 |
5.1.2 顾北矿1202(3)工作面薄基岩结构特征 |
5.2 工作面初采期间矿压显现特征 |
5.3 初采期间顶板出水情况 |
5.3.1 初采期间顶板出水情况 |
5.3.2 出水水源分析 |
5.4 致灾原因及防治对策 |
5.4.1 致灾原因 |
5.4.2 防治对策 |
5.5 本章小结 |
6 结论 |
6.1 主要结论 |
6.2 建议与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(5)祁东煤矿近松散层煤层开采“下渗带”发育规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 问题的提出与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 基岩风化带裂隙发育及其工程意义研究现状 |
1.2.2 采动覆岩运动规律研究现状 |
1.2.3 高水压松散含水层突水机理研究现状 |
1.2.4 “下渗带”研究现状 |
1.3 论文主要研究内容与方法 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
2 研究区概况 |
2.1 矿井及井田概况 |
2.1.1 矿井概况 |
2.1.2 位置、交通及范围 |
2.2 矿井地质概况 |
2.2.1 矿井地层 |
2.2.2 矿井构造 |
2.2.3 可采煤层 |
2.3 矿井水文地质条件 |
2.3.1 主要含、隔水层 |
2.3.2 矿井充水条件 |
2.4 矿井工程地质条件 |
2.4.1 松散层工程地质条件 |
2.4.2 主采煤层顶、底板岩性特征 |
2.4.3 基岩风化带特征 |
3 祁东煤矿近松散层开采突水特点分析 |
3.1 祁东煤矿近松散层开采突水概况 |
3.2 突水关键因素分析 |
3.3 “下渗带”水文地质意义 |
4 7_131工作面“下渗带”发育深度探测研究 |
4.1 研究区概况 |
4.1.1 工作面概况 |
4.1.2 研究区主要含水层 |
4.1.3 研究区工程地质条件 |
4.2 研究区松散层水文地质特征 |
4.2.1 松散层含、隔水层结构及组合关系 |
4.2.2 四含水文地质条件 |
4.3 基岩风化带裂隙发育特征 |
4.3.1 基岩面起伏特征及空间分布规律 |
4.3.2 基岩风化带原生裂隙发育规律研究 |
4.3.3 基岩风化带的岩性构成特征统计分析 |
4.4 “下渗带”发育深度探查研究 |
4.4.1 张集矿11418(W)工作面下渗带深度现场测试 |
4.4.2 试验结果分析 |
5 “下渗带”形成及发育深度理论研究 |
5.1 下渗带内裂隙岩体应力场分布规律 |
5.1.1 下渗带内裂隙岩体地下水流立方定律 |
5.1.2 下渗带裂隙岩体原岩应力场分布规律 |
5.2 松散含水层水体下渗作用机制 |
5.2.1 水岩物理化学作用 |
5.2.2 水岩力学作用 |
5.3 “下渗带”深度的确定 |
5.3.1 “下渗带”深度形成的理论公式 |
5.3.2 研究区下渗带深度计算 |
6 基于下渗带的7_131工作面安全煤柱留设研究 |
6.1 确定煤岩柱类型 |
6.2 确定防水煤岩柱高度 |
6.3 “下渗带”原理留设煤岩柱方法验证 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 存在问题与研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(6)薄基岩下开采的水文地质与工程地质特征研究 ——以潘谢矿区为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景与研究目的 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究目的 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 新生界底部松散层沉积特征研究现状 |
1.2.2 基岩面及其风化带性质研究现状 |
1.2.3 煤层顶部覆岩结构研究 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究方法及技术路线 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 技术路线 |
2 研究区地质条件 |
2.1 地层 |
2.2 构造 |
2.3 水文地质条件 |
2.3.1 新生界含、隔水层(组) |
2.3.2 二叠系砂岩裂隙含水层(组) |
2.3.3 地下水补给、径流和排泄条件 |
3 新生界底部松散层特征 |
3.1 新生界松散层沉积前古地形研究 |
3.1.1 古地形特征 |
3.1.2 影响新生界沉积前古地形的因素 |
3.2 底部松散层沉积特征及沉积相 |
3.2.1 潘集矿区砂砾层沉积特征 |
3.2.2 张谢矿区底部“红层”沉积特征 |
3.2.3 新生界底部沉积物剖面特征 |
3.2.4 沉积相分析 |
3.2.5 沉积相演化 |
3.3 潘谢矿区底部松散层水文地质特征研究 |
3.3.1 底部含水层(组) |
3.3.2 古近系、新近系砂砾层(“红层”) |
3.4 底部松散层沉积相与富水性之间关系 |
3.4.1 影响“底含”富水性因素 |
3.4.2 沉积相与富水性的关系 |
4 薄基岩地质特征研究 |
4.1 薄基岩下开采概况 |
4.1.1 潘集矿区 |
4.1.2 张谢矿区 |
4.1.3 影响浅部煤层安全开采因素讨论 |
4.2 薄基岩的岩性结构特征 |
4.2.1 煤系地层的岩性、岩相及岩石组合 |
4.2.2 煤层顶底板岩性结构 |
4.3 薄基岩岩性结构差异 |
4.3.1 潘集矿区 |
4.3.2 张谢矿区 |
4.3.3 岩性结构差异性对比 |
4.4 薄基岩风化带特征 |
4.4.1 风化岩石特征 |
4.4.2 风化带发育及分布特征 |
4.4.3 影响基岩风化带的因素 |
4.5 薄基岩水文地质特征 |
4.5.1 薄基岩风化带岩石的含隔水性 |
4.5.2 浅部煤层顶板富水性评价 |
4.6 薄基岩工程地质特征 |
4.6.1 薄基岩风化带岩石的物理力学性质 |
4.6.2 煤层顶、底板岩石物理力学性质 |
5 基于薄基岩下开采“压架现象”及其模式 |
5.1 水文地质条件 |
5.1.1 潘一、潘三矿 |
5.1.2 顾北矿 |
5.2 工作面出水水源及分析 |
5.3 工作面“压架现象”及其形成模式 |
5.3.1 上提工作面压架过程及原因分析 |
5.3.2 两种类型压架模式 |
6 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(7)近松散承压含水层开采突水水文工程地质关键因素研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 论文主要研究内容与方法 |
2 研究区概况 |
2.1 祁东煤矿矿井与地质概况 |
2.1.1 矿井概况 |
2.1.2 地质概况 |
2.2 井田水文地质条件 |
2.2.1 含隔水层 |
2.2.2 矿井充水特征 |
2.3 工程地质条件 |
2.3.1 主采煤层顶板岩性结构特征 |
2.3.2 顶板岩层物理力学特征 |
3 祁东煤矿近松散层开采突水分析 |
3.1 祁东煤矿近松散层开采突水概况 |
3.1.1 工作面突水事故概述 |
3.1.2 3_2煤层工作面突水事故分析 |
3.1.3 6_1煤层工作面突水事故分析 |
3.1.4 7_1煤层工作面突水事故分析 |
3.2 突水特点分析 |
3.2.1 工作面矿压异常 |
3.2.2 松散含水层长观孔水位下降 |
3.2.3 “两带”发育异常偏高 |
3.3 松散承压含水层下顶板突水的影响因素 |
3.3.1 工作面顶板突水关键因素 |
3.3.2 工作面顶板突水影响因素 |
3.3.3 工作面顶板突水协同因素 |
4 祁东煤矿高承压松散层突水的水文工程地质条件 |
4.1 松散承压含水层水文地质条件 |
4.1.1 松散承压含水层沉积特征 |
4.1.2 松散承压含水层富水性 |
4.1.3 松散承压含水层渗透性 |
4.1.4 松散承压含水层承压性 |
4.2 基岩风化带水文工程地质特征 |
4.2.1 裂隙发育特征 |
4.2.2 基岩风化带工程地质特征 |
4.3 基岩风化带裂隙受水压扩展机制 |
4.3.1 水压对裂隙岩体变形的影响 |
4.3.2 水压对裂隙岩体强度的影响 |
4.3.3 裂隙扩展机制 |
4.4 采样点下渗带深度计算 |
5 煤层采动覆岩变形的流固耦合研究 |
5.1 煤层顶板覆岩变形破坏特征 |
5.1.1 煤层顶板岩性组合对“两带”发育高度的控制 |
5.1.2 构造作用对“两带”发育高度的影响 |
5.1.3 矿井开采技术条件对“两带”发育高度的影响 |
5.2 煤层开采“两带”发育高度理论计算 |
5.3 煤层顶板覆岩变形破坏规律的流固耦合模拟研究 |
5.3.1 模型的建立 |
5.3.2 岩石物理力学参数的选取 |
5.3.3 模拟结果分析 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 存在问题与研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(8)口孜东矿13-1煤层顶板工程地质特征及稳定性评价(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
Contents |
引言 |
1. 绪论 |
1.1 选题依据和背景 |
1.2 国内外研究动态 |
1.2.1 工程地质特征 |
1.2.2 顶底板稳定性评价方法 |
1.3 课题的主要内容与方法 |
1.3.1 研究对象 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 拟采取的技术措施和方法 |
1.3.4 技术路线 |
2. 研究区地质概况 |
2.1 位置、交通和自然地理 |
2.1.1 位置与交通 |
2.1.2 自然地理 |
2.2 煤系地层特征 |
2.2.1 地层 |
2.2.2 煤层 |
2.3 构造 |
2.4 水文地质 |
3. 研究区工程地质特征 |
3.1 煤层顶板沉积特征 |
3.1.1 顶板岩体岩性特征 |
3.1.2 顶板岩体岩性空间分布规律 |
3.1.3 顶板类型及组合分区 |
3.2 顶板岩体结构特征 |
3.2.1 沉积结构面分析 |
3.2.2 构造结构面分析 |
3.2.3 构造区构造复杂程度定量评价 |
3.3. 顶板岩石物理力学性质研究 |
3.3.1 岩石物理力学性质概述 |
3.3.2 煤层顶板岩体物理力学实验 |
3.3.3 研究区顶板岩体抗压强度空间分布规律 |
4. 层次分析模糊综合评价 |
4.1 基本原理 |
4.1.1 层次分析法 |
4.1.2 模糊综合评价法 |
4.2 顶板稳定性评价模型 |
4.2.1. 顶板稳定性影响因素分析 |
4.2.2 评价指标权重体系 |
4.2.3 评价准则及隶属度的确定 |
4.2.4 模糊综合评价模型的建立 |
4.3 研究区煤层顶板稳定性评价分区 |
4.3.1 评价依据及原则 |
4.3.2 顶板稳定性综合分区 |
5. 采场围岩稳定性数值模拟 |
5.1 回采引起的覆岩移动变形规律 |
5.2 FLAC3D程序软件简介 |
5.3 研究区采动效应数值模拟 |
5.3.1 模型范围及参数 |
5.3.2 开挖过程 |
5.3.3 模拟结果分析 |
6. 结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(9)三山岛金矿海下开采合理开采上限的确定(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 工程背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容和技术路线 |
2 三山岛金矿海下开采特征与技术 |
2.1 矿山概况 |
2.2 矿区工程地质特征 |
2.2.1 地层和岩性 |
2.2.2 地质构造 |
2.2.3 矿体特征 |
2.3 矿区水文地质特征 |
2.3.1 地表水体 |
2.3.2 含水层 |
2.3.3 隔水层 |
2.4 矿岩物理力学参数和矿区地应力 |
2.4.1 矿岩物理力学参数测定 |
2.4.2 矿区地应力分布规律 |
2.5 矿山海下安全开采技术 |
2.5.1 矿山开拓 |
2.5.2 采矿方法 |
2.5.3 生产系统 |
3 海下开采确定开采上限理论 |
3.1 滨海基岩矿床海下开采概述 |
3.1.1 海下开采难点 |
3.1.2 海下安全高效开采原则 |
3.1.3 滨海基岩矿床开拓方法 |
3.2 海下开采覆岩破坏形态和矿井突水机理 |
3.2.1 采场覆岩移动和变形规律 |
3.2.2 海下开采矿井突水机理 |
3.3 海下合理开采上限的确定 |
3.3.1 开采上限与防水矿岩柱及导高的关系 |
3.3.2 开采上限的计算 |
3.4 导水裂隙带发育高度预测 |
3.4.1 导水裂隙带的形成 |
3.4.2 导水裂隙带高度影响因素 |
3.4.3 导水裂隙带高度确定方法 |
3.4.4 导水裂隙带高度的未确知聚类预测 |
3.5 开采上限的数学理论解 |
4 开采上限的力学分析与计算 |
4.1 防水矿岩柱高度理论计算法 |
4.1.1 荷载传递交汇线法 |
4.1.2 厚垮比法 |
4.1.3 普氏拱法 |
4.1.4 鲁佩涅伊特理论计算法 |
4.1.5 长宽比梁板法 |
4.2 防水矿岩柱高度的材料力学解析 |
4.2.1 双端嵌固梁力学模型 |
4.2.2 嵌固-简支梁力学模型 |
4.2.3 双端简支梁力学模型 |
4.2.4 基于刚度下防水矿岩柱高度的计算 |
4.3 防水矿岩柱高度的弹性力学解析 |
4.3.1 嵌固梁力学模型 |
4.3.2 嵌固-简支梁力学模型 |
4.3.3 简支梁力学模型 |
4.4 开采上限的力学解 |
5 开采上限的数值模拟研究 |
5.1 数值模拟方法简介 |
5.1.1 Flac~(3D)软件和Midas/GTS软件介绍 |
5.1.2 Midas/GTS-Flac~(3D)耦合模拟技术 |
5.2 计算模型和初始地应力场的生成 |
5.2.1 几何模型构建与网格划分 |
5.2.2 本构模型和材料参数的确定 |
5.2.3 初始地应力场的生成 |
5.3 不同开采上限的数值模拟分析 |
5.3.1 开采-165m中段模拟分析 |
5.3.2 开采-135m中段模拟分析 |
5.3.3 开采-105m中段模拟分析 |
5.3.4 -200m中段导高实测与验证分析 |
5.4 开采上限的数值模拟解 |
6 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间主要的研究成果 |
致谢 |
(10)卧龙湖煤矿风化覆岩下采煤工作面煤柱留设分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 卧龙湖矿区概况及水文地质条件 |
2.1 研究区概况 |
2.2 地质特征 |
2.2.1 地层 |
2.2.2 构造 |
2.3 矿井水文地质概况 |
2.4 基岩地层导水构造特征 |
2.4.1 断裂导水 |
2.4.2 陷落柱及其导水性 |
2.5 相关防治水勘察工作成果 |
2.5.1 三维地震勘探 |
2.5.2 井下物探 |
2.5.3 水文地质补充钻探 |
2.5.4 井下探放水 |
第三章 108 工作面及覆岩概况 |
3.1 开采范围 |
3.2 煤层赋存状况 |
3.3 煤层顶底板岩性 |
3.4 工作面水文地质条件 |
3.4.1 新生界松散层下部含、隔水层性质 |
3.4.2 顶板砂岩裂隙含水层 |
3.4.3 太原群石灰岩水 |
3.4.4 采空区老塘水 |
3.5 工作面基岩面控制程度及风化深度 |
3.6 覆岩工程地质特征 |
3.6.1 10 煤层顶底板岩芯完整性 |
3.6.2 岩心样品的力学试验 |
第四章 覆岩破坏规律数值分析 |
4.1 覆岩变形破坏的机理 |
4.2 模拟软件概述 |
4.3 模型的建立、边界条件及参数选择 |
4.4 本构模型及其屈服准则 |
4.5 风化带情况下的应力场模拟结果分析 |
4.6 风化带情况下的竖向位移场模拟结果分析 |
4.7 风化带情况下的塑性区分布规律 |
4.8 风化带情况和无风化带情况的数值计算结果对比分析 |
4.8.1 开采后应力场对比分析 |
4.8.2 开采后位移场对比分析 |
4.8.3 开采后塑性变形破坏对比分析 |
第五章 冒落带与裂隙带结果对比分析 |
5.1 冒落带与裂隙带的数值模拟结果 |
5.2 冒落带与裂隙带高度的实测结果 |
5.3 冒落带与裂隙带高度经验公式的计算结果 |
5.4 冒落带与裂隙带高度结果的综合评价 |
5.5 研究区防砂安全煤岩柱确定 |
5.5.1 防砂安全煤岩柱计算 |
5.5.2 108 工作面 10 煤层回采上限计算 |
第六章 结论与建议 |
6.1 主要结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
四、Study of the engineering geologic feature of weathering zone of bedrock in 810 producing area of Luling Mine(论文参考文献)
- [1]高承压厚松散层下开采覆岩“双行裂隙”模型及应用研究[D]. 姜子豪. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]界沟煤矿含水层下10201工作面开采可行性研究[D]. 李远. 安徽建筑大学, 2019(08)
- [3]注水法预防井筒破坏机理及其工程应用[D]. 杜明泽. 中国矿业大学(北京), 2018(01)
- [4]厚松散含水层下薄基岩采场水—岩耦合致灾机理研究[D]. 任启寒. 安徽理工大学, 2017(08)
- [5]祁东煤矿近松散层煤层开采“下渗带”发育规律研究[D]. 宋马可. 安徽理工大学, 2015(08)
- [6]薄基岩下开采的水文地质与工程地质特征研究 ——以潘谢矿区为例[D]. 董明. 安徽理工大学, 2014(02)
- [7]近松散承压含水层开采突水水文工程地质关键因素研究[D]. 刘延利. 安徽理工大学, 2014(02)
- [8]口孜东矿13-1煤层顶板工程地质特征及稳定性评价[D]. 陈贵祥. 安徽理工大学, 2014(03)
- [9]三山岛金矿海下开采合理开采上限的确定[D]. 吴浩. 中南大学, 2014(03)
- [10]卧龙湖煤矿风化覆岩下采煤工作面煤柱留设分析[D]. 游玉成. 合肥工业大学, 2013(03)