岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预测预报探讨

文章在简要介绍各种隧道涌水预报方法优缺点和岩体温度法隧道涌水预报研究现状的基础上,分析了岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体预测预报中影响岩体温度测试的因素及需要解决的问题,初步探讨了隧道洞内岩体温度变化与隧道施工掌子面前方含水体的关系,提出了应用岩体温度法进行隧道施工掌子面前方含水体预测预报的可能性。

岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体预报模型试验研究

文章从岩体温度影响因素及岩体温度场出发,详细介绍了室内模型的制作、实验应注意的问题、试验成果及分析计算,初步探讨了岩体温度与隧道施工掌子面前方含水体的关系及隧道施工掌子面前方含水体的预报原理和可行性。

矿井巷道掘进过程中含水构造附近岩体温度场的模型试验研究

分析含水构造附近渗流作用影响下的热扩散理论,采用典型的流-固耦合相似材料配比和相似模拟试验架,完善光栅温度、渗透压力监测系统。对含水构造附近的巷道掘进进行试验模拟,对掘进过程中围岩变形和渗流边界条件改变引起的渗流场、温度场的变化规律进行分析。研究结果表明:含水构造附近的岩体具有明显的低温异常特征;掘进过程中,水体附近渗透压力显著降低,岩体的热对流作用随巷道开挖逐步加强,岩体温度逐步降低,但水体的温度影响范围变化较小;通过Peclet数的对比分析,为探测矿井突水提供了一种新途径;对巷道掘进中的岩体温度场进行数据拟合,得出温度法预报的经验公式,为岩体温度法探水提供了可靠的试验依据。

矿井含水构造附近采动岩体的温度响应特征相似模拟研究

研究含水构造附近在采动影响下围岩的热扩散理论,采用新型的流–固耦合相似材料和相似模拟试验架,完善光纤温度、多点位移监测系统。对含水构造附近的煤层开采进行试验模拟,重点分析采动过程中覆岩变形引起渗流场、温度场的变化规律。通过试验得出:煤层开采前,初始地温场中含水构造处具有明显的低温异常特征;采动过程中,顶板岩体的热对流作用随采场推进逐步加强,岩体温度逐步降低,水体的温度影响范围逐步增大;在采动应力、承压水的耦合作用下,采场顶板断裂突水,岩体温度产生显著的突跳特征。通过试验数据,拟合试验条件下岩体温度场曲线的经验公式,为岩体温度法探水提供可靠的试验依据。

含水构造附近围岩温度场响应特征与影响因素研究

针对矿山含水构造的岩体温度法预报,建立了相应的三维数值模型,应用有限差分软件FLAC3D对含低温水构造影响下的热扩散效应进行了模拟,分析了岩体温度场的响应规律,得出水体的温度影响范围为25 m。定性研究了巷道的开挖过程、岩体的导热性、监测点的埋设位置与埋设深度和巷道作业环境温度对地温场的影响,提出了最佳监测深度为4~6 m,并通过对比不同位置温度曲线的变化斜率来初步判断含水体的位置,总结了岩体温度场拟合曲线的经验公式。为岩体温度法探水提供了可靠依据。