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大同云冈沟矿区采空区水资源化技术研究

自上世纪至今,采煤业为晋北大同市的支柱产业之一。一方面,矿区在长期的开采中留下了数量很多、面积广的采空区,对受其影响的煤炭资源安全开发构成严重的水害威胁;另一方面,大同市及矿区水资源匮乏,人均水资源占有量为300m~3左右,仅为我国平均水平的1/10,远低于国际标准9200m~3。利用采空区水,一则可以保障煤矿的安全开采,同时也可解决煤矿、城市公共用水短缺等用水问题。本文以大同云冈沟矿区为研究对象,基于水量和水质评价结果,对其采空区水资源化利用技术进行了研究,得到的主要成果如下:(1)在了解研究区地质及水文条件的情况后,分析了采空区水的形成机制与采空区的积水过程。基于物探和钻探成果,利用回采空间法对研究区内煤矿采空区积水量进行了计算与评价。结果显示研究区七个煤矿的采空区水静储量为966.71万m~3,此外姜家湾矿、青磁窑矿、燕子山矿部分采空区还存在稳定出水点,日均排水总量在5800m~3左右。采空区水量较为丰富。(2)参照城市杂  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

江西理工大学
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石雷钨矿采空区稳定性研究

留矿法是开采急倾斜薄矿体的最有效的采矿方法,但当回采工作完成后会留下大量的采空区,如果没有及时合理地处理采空区,随着地压逐渐变大,可能会发生大面积的采空区失稳现象,造成巨大的矿产资源损失,甚至威胁矿山生产人员的生命安全。因此,研究分析采空区稳定性,确定经济安全的采空区治理方案,对保障矿山安全生产具有重大意义。本文综合应用现场调查、理论分析、现场监测以及数值模拟等多种方法,研究分析了石雷钨矿北带片区43线-47线生产区域内采空区的稳定性,并利用FLAC3D软件对采空区进行模拟充填处理,并结合矿山实际的地压显现情况,提出了经济合理的处理方案,为矿山采空区的治理提供参考依据。主要研究内容如下:(1)通过现场勘查以及矿山地质调查报告,了解掌握矿山采空区的分布及其规模、形状等基础资料。(2)在矿山采集岩样,并加工制备成试件;然后通过试验测定岩石单轴抗拉强度、单轴抗压强度、内摩擦角、内聚力、弹性模量、泊松比等力学参数;最后运用广义胡克-布朗...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

南华大学
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某铅锌矿露天转地下露天采坑充填对地下开采的影响

露天转地下生产矿山中,充分利用现有的露天采坑堆存尾矿不仅可以减少尾矿库的扩容占地,节省尾矿库的建设投资和维护费用,降低由于尾矿带来的环境污染,同时又回填了露天采空区,解决了废弃露天矿坑的处理问题,为土地复垦和植被恢复创造了条件,同时露天复垦后会大幅减少地表水通过露天采坑渗流至井下,减小井下排水费用和防洪压力。对目前矿山实现绿色开采和数字化矿山建设具有重要的现实意义,同时对矿山生态环保具有重要的环保意义。通过本次研究,主要得出以下结论:(1)通过收集和研究以往的地质资料与设计文件以及相关研究文献资料,现场勘探和测试,在充分认识了解采空区位置、大小及形态后,对矿山一期地采形成的采空区和二期露采回采边坡的整体稳定性进行有限差分数值模拟分析,通过数值模拟结果分析得出矿体回采后采空区的位移场和应力场的分布情况,根据数值模拟结果提出了尾砂充填露天采坑的技术方案。(2)通过对尾砂特征进行分析,结合以往工程资料和相关研究文献,选择出合适的尾砂胶...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安科技大学
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张基屯隧道穿越采空区稳定性及治理措施数值模拟研究

随着我国高速公路网的拓展和完善,修建高速公路隧道不可避免的会有穿越煤层采空区等不良地质地区。在隧道施工扰动下,老采空区二次变形带来的地质灾害是新建隧道建设过程中必然要面对的关键问题。本文依托二龙关(滇黔省界)至镇雄县高速公路张基屯隧道工程,在对张基屯隧道煤矿采空区广泛调查的基础上,采用数值模拟手段对采空区段隧道变形规律、力学行为及施工控制技术进行了深入分析,取得了以下成果:(1)确定了依托工程隧址区老采空区的分布情况、赋存状态及采空区特征,对采空区的围岩性质进行了系统阐述,并对张基屯隧道围岩进行了划分。(2)根据位移准则,提出了上覆倾斜采空区段隧道围岩稳定性的判别标准(即监测位移值不大于隧道的极限位移)来确立上覆采空区段对隧道强影响区域长度范围分界值;下伏采空区段隧道根据隧道路面结构变形控制指标,综合提出评判公路隧道结构稳定性的位移指标(隧道底部凹陷值),并结合相关规范给出强影响区域长度范围的分界值。考虑倾斜采空区在空间纵向对隧...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东科技大学
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石膏矿采空区覆岩蠕变模拟及其位移监测稳定性评价

矿山资源的大量开采造成了大面积的采空区,采空区失稳导致的覆岩下沉、地表变形,甚至大面积塌陷等破坏,会严重威胁居民生活、企业安全生产以及生态环境。因此,研究采空区失稳,评价采空区稳定性对指导采空区治理以及保证居民生活生产安全具有重要意义。本文以山东省平邑石膏矿采空区光纤监测治理项目为研究背景,在对石膏矿采空区的构造地质条件、水文及工程地质条件以及采空区现状调查的基础上,综合考虑采空区覆岩不同岩性、采空区不同空间形态、采空区覆岩下沉时间效应等影响因素,结合工程实际,利用改进的蠕变本构模型,通过FLAC3D软件计算采空区覆岩不同深度岩层的下沉量,对比分析了摩尔-库仑本构模型和改进的蠕变本构模型对数值计算结果的影响,模拟计算了采空区覆岩不同深度岩层蠕变下沉过程,结果显示岩层深度与岩层蠕变速率程正相关变化。通过选择合适的蠕变模型描述岩石蠕变的全过程,利用最小二乘法对模型进行拟合得到了模型蠕变参数并进行了验证,通过对模型进行时间的求导计算得...  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东科技大学
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采空区矸石压实效应下煤柱支承压力分布规律研究

本文从实验室试验研究、力学模型分析、数值模拟研究三者相结合,比较全面、深入的研究分析采空区矸石的压实特性,揭示了采空区矸石压实效应及其影响煤柱压力分布的规律,主要成果如下:通过破碎矸石压实特性试验,研究不同粒径级配矸石的筒内压实特性,运用Matlab拟合得出了单一粒径级配以及混合粒径级配破碎矸石的压实过程中压缩模量与压实率之间的指数函数关系式;通过PFC3D软件反演了实验室压缩试验中粒径级配为10-20mm矸石的压实过程,采用试错法得到了反演模拟的控制参数,在此基础上研究了压缩筒尺寸效应,当压缩筒直径扩大至600mm,压缩筒直径增大对矸石压实特性影响可以忽略。建立采空区侧向顶板结构受力模型,给出了采空区矸石的压实变化特征及采空区矸石支撑反力公式与支撑反力分布曲线;根据弹性地基梁理论及极限平衡理论,研究了采空区压实效应对煤柱应力分布规律的影响,得出了采空区矸石不同最大压实率下煤柱应力表达式。煤柱应力峰值随采空区最大压实率增大而减小...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>