针刺复合生态土工布的制备及植生性能研究

以黏胶短纤维和再生植物纤维为主要原料,采用短纤维干法成网-针刺加固工艺,在针刺密度为60～160针/cm2、针刺深度为3.5～ 12.0 mm、针刺频率为720～ 940次/min的条件下,制备单位面积质量在196～979g/m2、厚度在3.6～ 14.4 mm、再生植物纤维质量分数在39.6％ ～ 70.9％的针刺复合生态土工布,用于植生护坡.性能测试和植物种植试验结果表明:针刺复合生态土工布具有较好的力学性能和吸水保水性能,且对植物的生长具有良好的促进作用;随着针刺复合生态土工布单位面积质量的增加,其力学性能增加,吸水保水性能变好,发芽率、植株高度和植株质量也均呈现出增加的趋势.     

凌庄子水厂保水堰流量系数试验

凌庄子水厂蓄水池进水口处有一保水堰,为非标准薄壁堰,不能使用已有堰流公式对其过流量进行准确计算。为了得出较为精确的过流流量,按照重力相似准则制作几何比尺为1∶5的模型进行试验研究。在已有自由出流公式的基础上,对自由出流流量系数进行修正并对淹没情况下流量变化过程进行研究。对该非标准堰自由出流流量系数的实测值与经验值进行分析比较,发现堰板槽降低了实际自由出流过流能力。淹没出流的流量系数主要与下游尾水位有关,试验中形成的淹没式堰流受实际堰型尺寸影响,下游尾水位和堰上水位近似相等,不完全适用已有淹没出流流量公式,通过试验给出了修正淹没系数随h/p的变化关系。结果表明利用堰前、堰后水位初步计算过流流量是可行的,可为该工程提供参考,也可为实际工程中非标准矩形堰的流量计算提供思路。     

新型保水浆液材料保水特性和复吸水特性研究

煤炭自然发火不仅造成了严重的煤炭资源浪费,而且威胁着井下作业人员的人身安全。可以通过灌充保水浆液材料预防矿井火灾或及时的扑灭已发生的火灾,通过对新型保水浆液材料保水特性和复吸水特性的研究,在充填后可以根据浆液材料的保水时间、保水率及复吸水倍率及时进行补水,预防浆液材料因失水防灭火效果下降。     

保水采煤合理推进距离实验研究

以陕北矿区工程地质资料为基础，通过大量试验筛选，得到石蜡适合作固液耦合实的胶凝剂，并做出试件物理力学参数随不同相似材料配比的变化规律，从而获得榆神府矿区各岩层相似实验配比。针对榆神府矿区沙基型覆岩及富水特点，进行了固液耦合水资源保护实验，得出了采用间歇式开采的合理推进距离。研究结果对指导该区煤炭资源合理开发、规划、设计和环境保护具有重要意义。     

榆神府矿区保水采煤的实验与数值模拟研究

针对榆神府矿区开采引起的生态环境恶化、荒(沙)漠化扩展问题,提出保水采煤的开采方法,并通过相似模拟实验和数值模拟得出保水采煤开采方法的有关参数。     

毛乌素沙漠区广域适应型保水安全厚度计算及开采影响分区评价

毛乌素沙漠区多个近地表含水层支撑着区域生态环境、生产和生活,开展保水采煤研究势在必行。而"保水安全厚度"计算作为保水采煤研究的核心内容,由于各近地含水层的性质以及所处垂向位置的差异,导致了针对毛乌素沙漠区的保水安全厚度计算方法适用范围有限、缺乏统一性。通过分析毛乌素沙漠区内含隔水层在垂向和平面上的展布特征、水文地质性质,结合不同区域内的工程地质条件和开采方法,探讨了保水安全厚度的定义。将煤层之上地层划分为目标保护层、预测导水段(导水裂隙带发育段)和等效保水段(由有效黏土隔水层和基岩层组成的保水段)。利用水均衡法分析了黏土隔水层与基岩层间的保水性能关系,通过"保水比例系数"形成了黏土隔水层与基岩层间统一的等效保水段计算方法。建立了具有能够适用毛乌素沙漠区内"沙-基(岩)型开采区"、"沙-土-基(岩)型开采区"、"沙-土-洛(洛河组含水层)-基型开采区"、"烧变岩型开采区"等主要不同地质条件的保水安全厚度计算模型。根据导水裂隙带的发育高度与黏土隔水层、基岩层间的导通特征以及煤水间距与保水安全厚度的大小关系,制定了煤层开采影响的自然保水区、一般失水区和严重失水区的分区标准。并以榆神矿区小保当煤矿为例,应用建立的统一模型确定了小保当井田内砂-基型和砂-土-基型开采区内的保水安全厚度,并据此评价了煤层开采对潜水含水层的影响。所建立的保水安全开采厚度计算模型以及开采分区评价标准具有良好的适应性,也为保水采煤研究中有关保水安全厚度的计算和煤层开采对上覆含水层的影响评价提供了新思路。     

王庄煤矿近水库区厚煤层开采技术研究

文中依据现场实测资料,分析了王庄煤矿厚煤层开采覆岩破坏规律及导水裂缝带发育形态,得出了计算导水裂缝带最大高度的经验公式。结合该矿后备区区域地质采矿条件,提出了近漳泽水库区厚煤层保护性开采技术方案;制定了相应的安全技术措施;保证了地表水资源的安全,实现了近水库区厚煤层安全开采。     

干旱矿区采动顶板导水裂隙的演化规律及保水采煤意义

随着我国煤炭资源开发重心的逐步西移,西部地区目前已成为我国煤炭的主产区。总体上,我国西部矿区降雨稀少、蒸发强烈,形成了该区极度干旱缺水、生态环境脆弱的基本特征。以新疆哈密煤田大南湖矿区为例,针对该区侏罗系含煤地层具有成岩时间晚、物理力学强度低、遇水易泥化崩解等特征,采用相似材料模拟、数值模拟等手段,结合邻矿现场实测对比,全面研究了该区顶板采动导水裂隙的发育与演化过程、发育高度与形态特征、渗透性演化规律以及在该区进行水资源保护性开采(保水采煤)的可行性。研究结果表明:研究区侏罗系含煤地层采动导水裂隙的发育裂采比一般在13.09～15.67,整体形态呈"梯台型"特征;采动影响范围内裂隙发育、演化以及渗透系数的演化均呈现"稳定增加-波动变化-恢复稳定"变化特征,导高影响范围内含水层的渗透系数明显增大,一般达到3～5倍;研究区主采煤层顶板具有"多含水结构下的高位隔水层"结构特征,具备了保水的基本水文地质前提条件;结合保护层的稳定性、III-1上段含水层的静储量、开发潜力以及在研究区进行保水采煤可行性的综合评价,探讨了在干旱矿区水资源保护性开采的重要意义。