含红土层薄基岩工作面突水溃砂机制与影响因素模拟研究

针对煤矿松散含水层下薄基岩工作面顶板发生切落,导致突水溃砂灾害事故,以陕西省郝家梁煤矿30108工作面突水溃砂灾害事故为背景,从理论上分析突水溃砂的发生机理,通过数值模拟方法再现了在基岩厚20 m、红土层厚40 m、开采高度6.5 m、推进20 m左右时工作面发生突水溃砂的过程,并进行了影响因素分析。研究发现,在薄基岩、厚红土层条件下,红土层的自身特性对裂隙带的发育有明显的抑制作用,导水裂隙带发育不完整、不充分,但是在多个相邻工作面连续开采的过程中,红土层强度受采动影响和水的渗透侵蚀作用而逐渐降低,裂隙带高度逐渐发育升高,当红土层强度降低约47%时,后续工作面开采过程中顶板易发生切落导致突水溃砂事故。进一步模拟发现,除红土层自身特性外,影响覆岩破坏导致工作面突水溃砂的主要因素还包括基岩厚度、红土层厚度、开采高度等。因此,系统研究导致矿井发生突水溃砂的机理以及主要影响因素对类似条件矿井预防同类事故发生具有重要的现实意义。

金沙江支流硕曲河中更新世红土层的发现及地质意义

金沙江支流硕曲河V级及以上阶地阶面和两级带状剥夷面上发现中更新世红土层。根据ESR、14C测年资料,结合地层层位、冰期和深海氧同位素阶段对比,将红土层形成时代确定为150～185ka,与康滇地区中更新世末期网纹化红土可以对比。拟建为吾斯顶红土层。红土层形成于海拔2000m以下湿热的河流宽谷环境,现今海拔为2890m以上,因此该区中更新世末期以来处于平均速率为5.9mm/a的快速隆升状态。

FLAC分析软件在江西红土层滑坡分析中的应用

以赣州瑞金市叶坪乡黄沙村华屋村红层滑坡为例,采用数值分析软件FLAC对滑坡外部滑动特征及内部力学变化特征进行了研究,探讨了红土层滑坡的破坏机理,认为:开挖是引起滑坡破坏的主要因素,由于坡体内部应力分布相当复杂,任何形式的扰动均会引起坡体失稳。提出了针对江西红土层滑坡的处理方法及注意事项,为处理江西等地特有的红层滑坡提供了相关依据,也为今后避免该类事故的发生提供了预防措施。

巨厚红土层下采场支护研究

基于采动岩体的抗压强度、弹性模量、泊松比等力学参数服从 Weibull分布,运用岩石破裂分析系统对五种支护方案进行数值模拟,并通过现场工业性实验,研究了巨厚红土层覆岩条件下采场在不同支护参数下的变形特点,分析了相关机理,找到了保证巨厚红土覆岩条件下高效、安全回采的最优支护方案。

乡城县硕曲河第四系吾斯顶红土层的建立及古气候意义

吾斯顶红土层分布于乡城县城区及其以南硕曲河Ｖ级及以上阶地阶面和两级带状剥夷面之上，为紫红砖红色弱网纹红土或块状红土，属残积岩相类型，根据ＥＳＲ、１４Ｃ测年资料，确定其形成时代为１５０×１０３～１８５×１０３ａ，属中更新世末期。吾期顶红土层主体形成于湿热气候条件下的河流宽谷环境。硕曲河谷在中更新世末期以来一直处于快速隆升状态，伴随快速隆升，乡城地区硕曲河谷受湿热气流影响减弱。

芒萁根系对崩岗红土层土壤抗剪强度的影响

为探究植物根系对崩岗红土层土壤抗剪强度的作用机制,采取室内直剪试验,研究不同含水率条件下芒萁(Dicranopteris dichotoma)根系对红土层抗剪强度的影响。结果表明:(1)不同根重密度土体的抗剪强度总体随含水率增加而下降,含根土体的抗剪强度大于素土。(2)黏聚力随着含水率的增加均呈先增大后减小的趋势,而随根重密度的增加呈增大的趋势,且增量逐渐减小。(3)内摩擦角与土壤含水率之间呈线性负相关,但与根重密度之间无明显关系。(4)含水率对抗剪强度的影响大于根重密度,可用含水率和根重密度模拟根土复合体的抗剪强度(NSE=0.84)。综上,根系的作用可增加崩壁红土层土壤的抗剪强度,但高含水率条件下根系的增强效应降低,可通过减少水分注入以增加崩壁根土复合体的稳定性。

陕西韩城矿区三趾马红土层及三门组的发现

在韩城矿区象山山地,于二叠系之上,第四系黄土之下,发现了两套属于新生界的地层单位。根据岩性特点、地层层位和它们所处的地貌部位,可以认为,一套是上中新统三趾马红土层,一套是下更新统三门组。这一发现,增补了韩城矿区新生界地层资料,同时对全面认识矿区地质历史,正确评估新构造运动幅度,都具有重要意义。

花岗岩崩岗红土层土体胀缩特性研究

为研究崩岗土体因水分变化而发生干湿胀缩的特性,采集福建省安溪县典型崩岗区的红土层土样,通过室内无荷膨胀试验和收缩试验,分析不同初始干密度(1.3,1.4,1.5 g/cm^3)、不同初始含水量(15%,20%,25%和30%)下土体的无荷膨胀率和线缩率。结果表明:当含水量较低时,初始干密度越大土体膨胀率也越大;当初始干密度相同时,土壤膨胀率随其初始含水率的增大而减小。当初始含水率相同时,土样膨胀率随其初始干密度的增大而增大。不同处理的土样收缩过程有一定差异,初始含水率高的土样线缩率大,土壤膨胀和收缩过程不一致,且均为不可逆过程。该研究结果在一定程度上揭示了土壤含水率和干密度与崩岗侵蚀之间的关系。

巨厚松软红土层下煤层开采技术

通过对巨厚松软红土层下煤层开采覆岩破坏规律研究，解决了松软破碎顶板下开采的采场顶控制问题，实现了高效、经济开采。

任家庄煤矿黏性红土层条件下巷道维修技术研究

针对任家庄煤矿黏性红土层条件下巷道变形破坏的特点,通过对围岩裂隙、地下水水力作用及黏性红土层吸水膨胀变形等因素的综合分析,提出了针对性的联合支护方案。首先采用Φ22 mm×2400 mm的高强高预紧力锚杆进行连锁支护,锚杆间排距800 mm×800 mm,其次通过施工Φ21.98 mm×4000 mm的注浆锚索对红土层整体加固、封闭红土层裂隙,锚索间排距1300 mm×1300 mm,然后架设可缩性29号U型全封闭抗压钢支架,最后喷浆封闭并施工厚度750 mm反底拱地坪,混凝土强度C20,并通过补强支护措施,进一步提高巷道围岩稳定性。通过联合支护方案有效控制了巷道红土层围岩的变形破坏,确保了巷道围岩的长期稳定,达到了预期支护效果。

基于滑前三维地形反演的黄土-红土层滑坡破坏机理研究

以山西省柳林县贺西滑坡这一典型黄土-红土层滑坡为研究对象,根据其破坏后的地形高程数据,结合周围地形分布特征,以滑体总体积不变为原则,重新构建了滑坡的滑前三维地形,利用Sassa K运动模型对重构地形下的滑坡开展了滑动过程的仿真模拟,通过模拟后的滑坡分布范围、滑坡地形与实际滑坡相应特征的对比,最终对该滑坡滑前三维地形进行了反演。基于反演得到的滑前地形,建立了贺西滑坡坡脚开挖前和开挖后的有限元模型,利用SIGMA/W分析了坡体在坡脚开挖前和开挖后的应力应变变化规律,结果表明:坡脚开挖后,改变了上部坡体应力分布,在开挖处出现了应力集中,坡体整体剪应变增大,剪应变区域整体向坡脚移动,坡脚开挖部位剪应变增幅明显;利用SLOPE/W分析了边坡在坡脚开挖前和开挖后的稳定性,其最危险滑面的稳定性系数分别为1.654和0.996,结果表明:坡体在坡脚开挖后,稳定性快速下降直至破坏。

百色红土层旧石器

广西百色盆地考古新发现接连不断。 2 0 0 0年百色旧石器的新发现证明百色旧石器的制造年代大约在 80万年以前 ,百色手斧具有阿舍利文化特征。该考古成果动摇了考古学上的莫维士理论 ,推翻了过去“东亚的早期人类文化远远落后于西方”的说法。

基于小波变换和希尔伯特变换的N_(2)红土层厚度识别方法研究——以西北地区崔木矿区为例

西北地区N红土层其区域煤层上覆有关键隔水层,其厚度对于浅表层水资源保护具有重要意义。文章以西北地区崔木矿为研究区,结合小波变换和希尔伯特变换技术,利用测井曲线和三维地震资料,对区内N红土层厚度进行了研究。首先通过模型研究,得出了利用测井曲线确定N红土层厚度的特征规律。在此基础上,对实际数据进行了处理,得到研究区内N红土层厚度分布结果。该研究结果可为西北地区浅埋煤层开采时浅表层水资源保护提供参考。

秦始皇陵一号兵马俑陪葬坑“红土层”堆积分析

兵马俑一号坑原发掘地层划分中有红土层堆积。本文从陵区诸多遗迹土层堆积入手,结合T23确定的扰坑单位,依据科技检测手段,指出该土层元素成份与一般填土无别,有受热过程,本质是黄壤土,土色特别的原因不过是焚毁时受热程度强烈造成。类比二号坑所见燃烧口的发掘情况,推测红土堆积区或许是破坏者入坑的重要遗迹。

蒙脱石含量对N_(2)红土层裂缝弥合的影响规律研究

黏土矿物是影响红土隔水层裂缝弥合的首要因素,红土黏土矿物的主要成分为蒙脱石,其含量变化对裂缝弥合的研究具有重要意义。以榆林矿区某矿102工作面上覆N2红土层为研究对象,采用理论分析和计算,结合实验室试验(XRD、红土试件膨胀、弥合试验和相似模拟试验),探究了蒙脱石含量变化对红土层裂缝弥合的影响规律。试验结果表明:(1)N2红土中黏土矿物含量为19.8%~32.7%,蒙脱石含量占红土黏土矿物的38.1%~56.4%,蒙脱石的膨胀性是裂缝弥合的根本原因;(2)当蒙脱石含量占红土矿物总量的比值从7.3%增加至12.3%时,膨胀率从10.97%增长至15.31%,弥合率从26.65%提高至33.2%,红土的弥合能力随蒙脱石含量增加不断增强;(3)通过相似模拟试验验证了红土层裂缝弥合规律。

中国南方第四纪红土地层

中国第四纪红土地层研究６０多年来取得了很大进展。本文从磁性地层、年代地层、生物地层、气候地层、同位素地层和旋回地层６个角度总结了中国红土地层的主要研究情况。

桂林地区红土砾石层的工程地质特征及其应用

桂林地区的红土砾石层以其独特的工程地质特征引起了许多中外学者的注意 ,对它的成因至今还存在争议。本文主要讨论红土砾石层的工程应用 ,即不仅可作为一般低层建筑物的天然持力层 ,而且可以作为沟、塘等低洼地带的回填土料 ;而且厚度较大的红土砾石层坚硬部分可作为桩端持力层。

红土地层中CRD法开挖隧道沉降变形及结构内力分析

采用交叉中隔墙(CRD)法,开挖红土地层中双线铁路隧道.通过现场量测和ANSYS有限元模拟相结合的方法,研究开挖过程中隧道的拱顶沉降、弯矩和支护轴力的变化规律.研究结果表明:CRD1开挖产生的拱顶沉降约占整体沉降为36%,拱顶下沉曲线通常为最后趋于收敛的非线性上升曲线;CRD1开挖产生的轴力约占最终轴力的42%～49%,整个开挖过程中结构的轴力基本呈非线性增大趋势.

关于北京南口山前红土砾石层成因争论之我见

通过对南口山前红土砾石层沉积物的机械组成、粘土矿物及化学成分、沉积结构特征及微结构特征研究分析表明:南口山前红土砾石层沉积与冰川作用无关,是古泥石流沉积。同时在古泥石流形成时期,气候比较湿热,雨量丰富,氧化作用、物理风化作用和化学风化作用都比较强烈。

我国南部红土区的水土流失问题

本文提出华南红土区水土流失的重大问题。水土流失的方式有:(1)坡面散流侵蚀;(2)暴流冲沟侵蚀。按风化分层出露情况可将花岗岩丘陵区的水土流失分为德庆崩岗型和五华沟谷型两大类。当风化层底部砾石层出露时,则地表呈“石蛋地形”,可用这种地表形态结构作为水土流失划分的指标。