纤维水泥土力学性能的试验研究

为了解加入纤维对水泥土力学性能的影响,对素水泥土及纤维水泥土进行了无侧限抗压和疲劳试验。研究结果表明,添加纤维可小幅度提高水泥土的抗压强度;与素水泥土相比,纤维水泥土在达到应力峰值时的应变明显增大,破坏后的残余强度也有所提高;纤维的加入提高了水泥土的延性,减少了裂缝的开展,改善了其力学性能;添加纤维后水泥土抵抗疲劳的能力明显增强;掺入纤维对水泥土抗疲劳能力的提高程度远大于其对水泥土无侧限强度的提高程度;水泥土的应力水平和疲劳寿命之间具有单对数线性关系;在循环荷载作用下水泥土表现为低应力性破裂特征。     

山东省苍山县小阎庄铁矿矿区东部水文地质特征研究

通过地球物理勘探、水文地质调查、钻孔和抽水试验,结合区域水文、气象、地质和水文地质等资料,求得了矿体上部盖层裂隙岩溶水水文地质参数,且对裂隙岩溶水水量进行了计算;以“大井法”为主对矿坑涌水量进行了预测,基本查明了矿区东部的水文地质特征;阐述自然条件下裂隙岩溶水对基岩裂隙水的补给微弱;当水动力条件发生改变时,易造成盖层裂隙岩溶水下渗溃入坑道,对下部矿体的开采将产生较大威胁。     

黑河流域生态—水文观测试验与水—生态集成管理研究

对黑河流域水—生态—经济系统研究的主要内容“流域生态—水文观测试验与流域水—生态集成管理”做了概要论述。认为流域水循环、生态水、集成水管理三大科学问题的解决必需加强该领域的研究;结合黑河流域的前期基础、研究现状和能力建设,提出了近期研究的4个领域：流域水循环、水平衡与可利用水资源;流域生态—水文过程与生态环境用水;人类活动驱动的流域水—生态系统演变;流域生态—水文野外平台与流域集成环境。对此进行了进一步的阐述,对该方面研究的方法论和技术难点亦做了简述。     

水-岩相互作用对库岸边坡稳定的影响研究

在三峡水库运营后,将按计划进行周期蓄、排水。对于构成库岸边坡的岩体来说,将受到库水“饱水-风干”水-岩循环作用造成的岩性劣化,进而对坡体稳定性构成严重危害。以砂岩为代表岩体,通过试验模拟了库岸边坡岩体在库水涨落情况下水-岩作用的过程,得出了砂岩受库水“饱水-风干”水-岩循环作用后抗剪强度的劣化规律。结合试验结果,运用FLAC进行了水-岩循环作用下岸坡稳定性的数值模拟,为库岸边坡的稳定性分析提供了有益的依据。     

基于水足迹理论与LMDI模型的贵州省水资源利用评价

基于水足迹理论构建区域水资源利用评价指标体系,分析贵州省2000-2017年水足迹时间变化,并采用LMDI模型探讨人口、经济和技术等驱动因素对水足迹变化的影响程度。结果表明:贵州省总水足迹经历了先波动增长后减少再逐渐增加的过程;水资源自给率年均达到97%以上,对外依赖程度较低;水足迹经济效益值逐年增加明显,水足迹土地密度与总水足迹变化趋势一致,而万吨水足迹人口密度则与总水足迹变化趋势相反;水资源压力指数整体维持在40%以上,其中偏枯水年和枯水年水资源压力指数大于70%;人文驱动因素对水足迹变化的影响程度:经济效应＞技术效应＞人口效应,自然驱动因素中降水量是导致水足迹变化的主要因素。      

饱水度对砂岩模量及强度影响的三轴试验

为研究饱水度和围压对砂岩力学特性的影响,在不同围压和饱水度下开展三轴试验,获得了不同饱水度和围压下巴里坤砂岩的模量、峰值强度和残余强度,分析了饱水度和围压对砂岩模量、峰值强度和残余强度的影响规律,结果表明：（1）围压增加,砂岩的模量也增加,围压与模量之间近似为直线关系;饱水度增加,砂岩模量降低,单轴下饱和砂岩的模量降低50.9%;饱水度与砂岩模量之间近似服从直线或负指数函数关系。（2）饱水度增加,峰值强度下降;单轴条件下饱和砂岩的峰值强度下降了44.2%;饱水度与砂岩峰值强度之间近似服从自然对数关系。（3）强度退化指数可以较好地描述围压对残余强度的影响,巴里坤砂岩的强度退化指数与围压之间近似符合负指数关系;随着饱水度增加,砂岩的残余强度降低。（4）随着围压增加,饱水度对砂岩模量、峰值强度和残余强度的影响都减弱。（5）饱水度在60%以下时,饱水度变化对模量和峰值强度的影响显著,当饱水度超过60%后,模量和峰值强度仍随着饱水度增加而降低,但变化速率趋缓;对于残余强度,则饱水度在80%以下时影响显著。     

祁东煤矿突水灾害成因分析

介绍了皖北矿务局祁东煤矿第四系含水层特大突水灾害过程,并根据水位、水质和防水煤岩柱的构成,分析出水水源为第四系“四含”水;导水通道为:工作面上方隐伏的南北方向的古河床切割深沟或垂向导水裂缝带;同时对治理技术方案进行了阐述。      

小隙（b＜3 mm）单一流径基岩水平均流速的实验研究

根据模拟试验,研究了不同条件下小隙单一流径基岩水的平均流速;对平均流速与水力坡度间的关系进行了统计,建立了回归方程;为验证基岩水壁间运动的平均流速方程提供了的新的实验根据,解决了基岩水壁间运动理论的适用范围问题。      

水泥土后期强度利用分析

水泥土后期强度是指28d以后的强度,本文通过对水泥土的加固机理、龄期与水泥土强度关系的试验研究,对水泥土后期强度的利用进行了分析。      

带压开采工作面的突水机理及防治水工作

以东 欢坨 矿 北 一 采区 2188采面 回 采 时 发生 突 水 为 例,通 过 观 测 孔 水 位 、水 质 化 验 、瞬 变 电 磁 对 突 水 水 源 进 B行 了分 析 ;通 过顶 底板 的 破坏 机理 对 突水 通道 进 行了 分析 ,并 通过 实 践找 出了 防 治水 方法 。     

华北东部深部岩溶及煤矿岩溶水害特征

针对我国华北东部煤矿井开采深度迅速增加,矿井岩溶水害日益加重的客观问题,文章分析讨论了深矿井开采的基本概念,通过统计分析,得出中国东部主要煤矿井目前开采深度达到600 m左右且以12 m/a左右的速度向深部延伸的变化趋势。从华北东部地区沉积古地理环境与地壳运动演化史方面分析了该地区厚层奥陶纪灰岩的形成及其后期岩溶发育过程。通过对研究区几个重点矿区揭露的奥陶系灰岩岩溶发育特征在穿层和顺层方向上随深度变化规律的分析,揭示出华北东部主要煤矿区奥陶系灰岩岩溶发育特征在垂向上具有弱-强-弱和顺层方向上随埋深具有由强到弱的变化规律。提出了华北东部煤矿深部开采将面临的岩溶水害问题及其防治水技术思路。      

底板导水裂隙带中含承压水裂隙的力学特性

华北煤田煤系地层的底部为含水丰富的奥陶系灰岩,该层灰岩与地表水系和煤系地层含水层存在着密切的水力联系。许多大型突水是采掘空间与含水层之间形成突水通道引起的。因此,分析开采工过程中底板岩体中含承压水裂隙的断裂力学特性具有重要意义。本文采用作者提出的数值方法分析了含高压水裂隙在开采过程中的断裂力学特性。假设裂隙面上作用着均匀水压力,考虑地应力的影响,采用断裂力学的叠加原理,分析了采煤工作面推进过程中含承压水裂隙的断裂力学特性,讨论了开采过程中底板承压水导升。结果表明:在工作面推进过程中,位于底板岩层且与含承压水岩层连通的裂隙,会在承压水水压力和扰动应力的共同作用下,产生破坏,导水裂隙带的高度会增加;这就增加了底板突水的危险性。     

华北煤矿奥灰突水特点及防治对策研究

奥陶系灰岩含水层是华北地区各矿区煤层开采的重要水害,通过对奥灰突水及相关的案例分析,认为奥灰突水多发生在区域降水量大于700mm的矿区;导水断层和陷落柱是造成突水的主要通道;奥灰水也可以通过补给薄层灰岩而进入矿井;不同层段的奥灰岩,其富水性不同,奥灰岩顶界具有一定的隔水作用。针对华北地区煤矿奥灰突水特点,提出其防范对策应是加强不同层位的水文地质探查,重点防范集中导水通道突水,并进行中间层的改造。     

受煤层底板承压水威胁的煤层开采安全性分析

从分析煤层底板的裂隙分布出发,建立裂隙岩体的渗流模型,然后应用该模型分析得到的渗流场,采用考虑渗流软化效应的弹塑性有限元方法,分析了煤层开采过程中煤层底板破坏状态,为受煤层安全开采的提供了依据.     

煤层底板承压含水体上带压开采研究

渭北煤田5、10号煤层底板以下的奥陶系灰岩强含水层,水头压力大,对采煤的威胁严重,历史上曾经发生多次底板突水事故,造成重大人员伤亡。以澄合矿区为例,研究了带压开采防治水的技术路线,提出了底板注浆加固的防治水方法,并成功应用于董家河煤矿,不仅安全开采了5号煤层,而且保护了渭北地区岩溶水的统一水位标高,使区内各岩溶大泉流量稳定、黄河湿地生态安全得以保证,促进了生物多样性和工农业用水安全,为渭北及华北型煤田底板承压水体上带压安全采煤找到了技术途径。     

华北型煤田煤层开采对含水层的破坏模式研究

华北地区岩溶水系统分布广泛、水质好、水量丰富,是城镇工矿企业的重要水源,也是维护生态稳定的重要因素。华北型煤田大部分位于岩溶水系统之中,煤炭开采时水患与缺水并存,煤水矛盾突出。在总结了华北型煤田中煤炭基地的煤层及含水层发育情况的基础上,根据岩溶水系统的补径排条件、煤层分布区与岩溶水补给区的位置关系、地形地貌等因素,将采煤对岩溶含水层破坏类型分为三种类型:直接破坏、间接破坏型和无影响型;按地下水类型划分;将煤层开采对含水层的破坏模式划分为破坏顶板孔隙水、破坏底板岩溶水及破坏岩溶水、裂隙水、孔隙水3类,近而根据含水层性质及埋藏条件,含水层与煤层的位置关系,对煤矿开采对区域含水层破坏的模式划分了亚类。在进行含水层破坏类型和破坏模式划分的同时,也对各类型的特征进行较为详细的说明,为该区的煤炭开采和水资源的保护指明了方向。     

Water-inrush mechanism research mining above karst confined aquifer and applications in North China coalmines

Karst water poses great menace to vast and extensive coal-bearing region in China. The large water bodies which are highly pressurized have caused appalling disasters. This study takes example from the North China coal-bearing region and introduces karst aquifer distribution. It points out the major contributors to karst water burst and its relation with bottom plate deformation under mining activities. The analysis of criteria to determine karst water burst focuses on two elements (water burst coefficient and critical water burst index) and their positive application in Huaibei Luling coalmine, North China coal-bearing region. All achievements can be of reference to other coal-producing countries which are confronted with karst water hazards.     

峰峰矿区九龙矿隐伏突水陷落柱治理实践

峰峰矿区九龙矿的隐伏突水陷落柱发育于奥陶系石灰岩含水地层,发育高度至石炭系大青灰岩、伏青灰岩。由于其发育范围小,又隐伏于可采煤层以下。一般勘探手段很难给予精确解释,导致矿井开采过程中发生突水灾害。通过对矿区隐伏突水陷落柱的治理工作实践,介绍了其探查及治理过程：按照”探治结合”的治理原则,首先采取对矿区工作面三维地震资料进行精细解释,然后以注浆钻孔定向钻探施工技术进行验证的方法,确定突水构造的类型和空间发育形态,进而实施注浆治理,达到堵截突水通道、保障矿井安全生产的目的。本方法的成功实践,为今后华北型煤矿突水灾害的治理工作提供了的范例。     

瞬变电磁技术在邢台矿区防探水中的应用

邢台矿区属典型的华北岩溶型石炭一二叠系煤田,下组煤普遍受巨厚奥陶系灰岩强岩溶含水层的威胁。根据目前物探方法的特点,决定使用方向性好,对水敏感的瞬变电磁技术探测该矿区水患。针对井下巷道工作条件复杂．干扰因素多的特点,选用两个不同的工作频率25Hz、6．25Hz进行测量。并以显德汪矿1612工作面风巷瞬变电磁侧向探测为例,圈定出其低阻异常区。     

河南省煤矿水害的构造控制作用研究

河南省煤矿系我国大水矿区,水害问题严重制约全省煤炭工业的发展。本文根据大量原始水文地质资料和矿井突水案例,综合分析和研究了煤田构造对矿井突水的控制作用,并提出了相应的研究对策,对矿井水害的治理具有一定的实用意义。