基于FLAC 3D的断层对煤层回采的影响研究

为研究袁店一井煤矿五沟-杨柳断层对815工作面开采过程中围岩的影响,并确定防水煤柱的合理尺寸,采用FLAC 3D进行数值模拟,分析了815工作面在开采过程中断层对煤层工作面回采时围岩的影响及其工作面的竖向应力、剪切应力、位移的变化,判断在实际开采过程中可能出现的情况。结果表明:煤层在开挖过程中,沿着断层方向纵向应力场逐渐增大,随煤柱宽度减小,断层受采煤作用的影响愈加明显。在煤柱至断层方向,按照815工作面防隔水宽度理论计算结果留设120~135 m煤柱是合理可行的,可为实际工程提供可行性参考。

岩石的风化损伤属性与缩小防护煤柱开采机制研究

以大量试验数据、现场测试资料和大规模缩小防护煤柱开采工程实践为依据,研究隐伏煤田基岩风化带的分布特点。结果表明:岩石风化损伤后具有强度降低,塑变能力增强;多趋泥化,裂隙易于弥合,再生隔水能力显著增强,亲水能力强等变异特征以及工程地质特性。重点论述风化带内煤层开采具有移动快、变形大、回缩快和下沉大等覆岩破坏移动演化新特征,获得以泥质岩类为主的风化带岩层受开采扰动的影响,具有阻隔底含水下渗和抑制导水裂隙带继续发展的双重作用和煤岩柱厚度与风化程度是影响导水裂隙带发育高度的主导因素等新的认识。同时,阐述了缩小防护煤柱开采的机制,系统地提出了采空区滞后控水、煤水分流、加大开采高度、物探预测和地质弱面预先加固等一系列确保安全的关键技术保障措施。对类似矿井浅部资源的回收与安全开采具有理论意义和应用价值。

岩石的风化损伤特征与缩小防护煤柱机理

以实验数据和缩小防护煤柱开采工程的现场测试资料为依据,分析了隐伏煤田基岩风化带的分布特点、岩石风化损伤的变异特征以及工程地质特性.重点论述了风化带内煤层开采的覆岩破坏移动演化特征;分析了以泥质岩类为主的风化带岩层受开采扰动的影响,得出了具有阻隔底含水下渗和抑制导水裂隙带继续发展的双重作用和煤岩柱厚度与风化程度是影响导水裂隙带发育高度的主导因素的结论;阐述了缩小防护煤柱开采的机理;提出了采空区滞后控水、煤水分流、加大开采高度,物探预测,地质弱面预先加固等一系列确保安全的技术措施.对类似矿井浅部资源的回收与安全开采具有重要的理论意义和应用价值.

薄基岩浅埋煤层覆岩破坏移动演化规律研究

以榆阳煤矿为研究基地,进行了地下水动力学参数、覆岩力学组合结构特征与基岩风化带的阻隔水特性试验。结果表明,风积沙层底部为强含水层;主采煤层上覆覆岩泥岩强度高于砂岩;砂岩孔隙率高,含水率大,抗压、抗拉强度比值高;泥岩和砂岩的黏土矿物含量低、具有典型的脆性易裂、抗扰动能力差和再生隔水能力弱等新的破坏移动特性,并通过多因素拟合,确立了薄基岩浅埋煤层覆岩采动破坏"两带"高度的动态变化特征,提出了长壁工作面开采防止突水溃砂的调控技术,成功应用于榆阳煤矿并实现绿色保水开采,为陕北榆神大煤田薄基岩浅埋煤层进一步推广高效开采技术和保护生态环境实现绿色保水开采奠定了基础。

底砾含水层特大突水灾害的封盖治理技术

根据祁东煤矿3222工作面突水特点,为确保工作面内综采设备的安全撤出和保护地下水资源,研究采用了水泥浆封盖突水通道;粘土水泥浆充填固结采空区和冒裂带的治理新思路,取得了良好的经济效益。

任楼煤矿锚注索动态支护技术

通过对任楼煤矿受动压影响采准巷道破坏形式与特点的调查,分析了支护失败的成因,提出了"及时喷层;适时锚固;滞后注浆;锚索强化"的动态分步加固技术方案。井下试验表明,采用锚注索支护技术对新掘巷道进行支护,对已掘巷道进行修复加固,不仅保持了巷道的稳定,降低了巷道修护量,而且还取得了显著的技术经济效益。

CFG桩在高层建筑中的应用

CFG桩具有可提高地基承载力,节约工程造价的特点。本文结合工程实例,阐述了CFG桩在高层建筑地基处理中的应用,通过单桩复合地基静荷载实验、单桩竖向抗压承载力实验及建筑沉降观测,证明了该方案的可行性,为CFG桩在其他地区的使用提供参考。

港口矿区地质环境的现状与防治对策

针对港口矿区采煤造成大量农耕土地被占、地貌景观受损、地下水均衡遭受破坏等地质环境损害的现状与特点,分析研究了矸石的工程特性和回填复垦采煤沉陷区作为建筑地基的可行性,提出了闭坑矿山环境恢复治理的原则与技术措施,实施后取得了良好的经济、环境和社会效益。

含水松散层下风氧化带内煤层安全开采技术

以大量的试验数据和现场观测结果及含水松散层下风氧化带内煤层开采实践为依据,论述了含水松散层下风氧化带内煤层开采时,风氧化带内煤层安全开采机理和覆岩破坏移动演化规律。提出了含水松散层下风氧化带煤层开采无基本顶关键层,受采动影响后,具有阻水和抑制导水裂隙带继续发展的双重作用等观点。

风化软顶采场矿压显现与控制

以百善煤矿风氧化带内开采工作面实测矿压资料与实验数据为依据,论述了上覆岩层的变异特征;首次提出了风氧化带内开采的工作面无基本顶关键层;无自承能力;无冒落带以及静压大、动压小;移动快、变形大、下沉大、回缩压密快和破坏影响范围小等一系列变形移动破坏新特征;分析了矿压显现特征产生的原因;着重阐述了为确保在风氧化带内安全开采,加大开采高度,采用“护-让结合”以及实行“采空区滞后控水、煤水分流”等控制顶板与防止水患的关键开采技术措施;突破了水体下开采“降低并控制采高”的开采原则;取得了安全、高效的开采效果。

U型钢支架在深部复杂巷道中的应用

根据巷道工程实际情况选择合适的支护形式是充分发挥支护性能,进行有效、可靠支护的前提条件。U型钢可缩性支架在处于松散破碎断层带的深部复杂巷道中是一种有效的支护形式。文章结合具体工程实例,采用ANSYS分析了巷道开挖后围岩的应力和变形以及U型钢支架受力情况,通过后期监测,说明围岩处于稳定状态,在松散破碎断层带巷道中使用U型钢支护是成功的。

皖北矿区开采沉陷区土地生态环境及其综合治理技术

介绍了皖北煤电公司的煤炭开采对沉陷土地生态环境的影响和多年沉陷区治理的成功实践,提出了皖北煤电公司土地生态环境的技术模式,并总结了技术模式的实施效果。

高压旋喷桩在桥梁桩基加固工程中的应用

施工工艺参数对高压旋喷桩的成桩质量影响很大,根据施工现场具体的工程地质情况初步提出施工工艺参数后,施工单位必须进行试验桩施工,以检验试验桩是否满足设计要求,并以试验桩的成果来指导高压旋喷桩的正式实施。本文结合高压旋喷桩在桥梁桩基加固工程中的具体应用实例,分析了高压旋喷桩的加固机理和施工过程,有效地确保高压旋喷桩的成桩质量和加固效果,可以为类似工程提供借鉴。

地下工程锚喷支护技术的全面质量控制

分析了锚喷支护的作用机理、质量影响因素,运用全面质量控制原理,从设计、施工、监测等方面进行全面的质量控制,并根据监测反馈信息和施工现场的工程地质实际情况进行锚喷支护参数的动态设计,旨在有效地控制锚喷支护的质量,提高锚喷支护的可靠性,确保其正常有效地工作。本文结合百善煤矿巷道锚喷支护的具体应用实例,说明全面质量控制原理在巷道锚喷支护施工中的成功应用,工程质量得到可靠的保证。

MATLAB在混凝土结构优化设计教学中的运用

借助MATLAB软件对混凝土结构受弯构件优化设计进行了研究.建立了混凝土结构受弯构件优化设计的数学模型;编写了混凝土结构受弯构件优化设计程序;计算分析表明:计算结果满足混凝土结构设计规范的要求.

开设《普通地质学》课程的教学探索与体会

我校2005年开始开设勘查技术与工程专业,普通地质学是针对该专业学生开设的一门重要的专业基础课,是第一门引入专业学习的课程。本课程的教学直接关系到学生专业基础知识是否扎实,能否具备全面、良好的专业素质。本文从普通地质学的大纲制定、课堂教学、室内实习和野外实习等四个方面,对如何提高普通地质学的教学效果进行了探索,从而获得良好的教学效果。

钱营孜煤矿W3_(2)20工作面开采安全可靠性研究

为研究钱营孜煤矿F22断层对W3_(2)20工作面的影响并确定防水煤柱的合理宽度,根据工作面和断层实地勘探的水文地质资料,运用数值模拟技术,对煤层开挖进行了全过程的模拟,对回采过程中围岩竖向应力、位移云图及顶、底板塑性区变化进行了研究。结果表明:煤层开挖到110 m时,F22断层与工作面顶板塑性破区尚未相互贯通,断层不会导水,留设宽度30 m防水煤柱可以有效防止断层活化突水。该研究一方面证明了W3_(2)20工作面在留设30 m防水煤柱下安全开采的可行性,另一方面为西三采区及其他相似水文地质条件的工作面实行水下开采提供了参考。

“四含”及基岩风化带注浆改造试验研究

为解决上覆含水层下煤柱回采的难题,以五沟煤矿一采区1010区段为工程背景,采用不同配比的粉煤灰、水泥材料进行实验,结合注浆方案对该区段进行“四含”及基岩风化带注浆改造工程实践。研究结果表明:粉煤灰掺量为20%时,浆液结石率最高;钻孔注浆前后,基岩风化带强度增强约2~5倍。将“四含”注浆改造为有效隔水层,保证了上覆含水层下煤柱回采安全进行。研究结果为松散含水层下近煤层安全开采提供了指导和借鉴。

五沟煤矿1026回采工作面煤柱合理宽度留设分析

断层的稳定是煤层安全开采需要重点关注的因素,煤柱的留设宽度与断层的稳定息息相关。以五沟煤矿1026工作面为背景,采用论分析及实测工程类比明确了断层的特性,并通过FLAC 3D数值模拟,为断层煤柱合理留设宽度的设定提供了理论依据。通过理论及实测资料综合对比,设计留设的安全煤柱高度为39.61 m,而1026工作面实际最小新生界松散层第4含水层(“四含”)防砂煤柱高度为63.2 m,煤柱高度满足要求;钻场内的物探及钻探资料显示DF68断层为不含水、不导水断层;再结合留设不同宽度煤柱时的顶底板垂直应力、剪切应力及竖向位移模拟结果,发现该工作面在断层条件下可进行无煤柱开采。

强夯法加固矸石地基的机理研究

结合宁国港口矿区采煤塌陷区煤矸石回填建筑地基工程,对煤矸石的回填方式、颗粒级配、物理化学性质及受力特性进行分析。探讨了在冲击型动力荷载作用下加固矸石地基的机理,并进行了效果检测,对夯后复合地基的工程性能进行了评价,得出了处理含水量较低、地下水位埋藏较深的矸石地基采用强夯法是极佳的选择,在矿山地质环境综合治理中具有广泛的推广应用价值。