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1.
《岩石力学与岩土工程学报(英文版)》2022,14(5):1470-1485
In recent years, the invert anomalies of operating railway tunnels in water-rich areas occur frequently, which greatly affect the transportation capacity of the railway lines. Tunnel drainage system is a crucial factor to ensure the invert stability by regulating the external water pressure (EWP). By means of a three-dimensional (3D) printing model, this paper experimentally investigates the deformation behavior of the invert for the tunnels with the traditional drainage system (TDS) widely used in China and its optimized drainage system (ODS) with bottom drainage function. Six test groups with a total of 110 test conditions were designed to consider the design factors and environmental factors in engineering practice, including layout of the drainage system, blockage of the drainage system and groundwater level fluctuation. It was found that there are significant differences in the water discharge, EWP and invert stability for the tunnels with the two drainage systems. Even with a dense arrangement of the external blind tubes, TDS was still difficult to eliminate the excessive EWP below the invert, which is the main cause for the invert instability. Blockage of drainage system further increased the invert uplift and aggravated the track irregularity, especially when the blockage degree is more than 50%. However, ODS can prevent these invert anomalies by reasonably controlling the EWP at tunnel bottom. Even when the groundwater level reached 60 m and the blind tubes were fully blocked, the invert stability can still be maintained and the railway track experienced a settlement of only 1.8 mm. Meanwhile, the on-site monitoring under several rainstorms further showed that the average EWP of the invert was controlled within 84 kPa, while the maximum settlement of the track slab was only 0.92 mm, which also was in good agreement with the results of model test. 相似文献
2.
针对煤矿井下高瓦斯软煤顺层长钻孔排渣困难、成孔率低、施工困难等问题,通过数值模拟实验研究了井下深部软煤体变形破坏特征,分析了顺层长钻孔孔周松软煤体变形特征及应力变化,以揭示顺层长钻孔孔周松软煤体变形产渣规律。研究表明:深部高瓦斯软煤顺层钻孔孔周煤体的应力平衡临界条件破坏后将发生大体积突然垮落;钻孔水平最大变形位移为1.22mm,垂直方向最大变形位移为10.7mm;径向孔周煤体垂向变形呈现逐渐减小趋势,且垂向变形明显大于钻孔水平变形。在水平方向上,钻孔孔周煤体应力分布呈现先增大再逐渐减小的变化规律,径向距离对水平应力分布的影响逐渐减小;随着径向距离的增加,钻孔孔周煤体应力分布逐渐降低,钻孔孔壁处煤体的应力出现最大值,且垂直方向处应力值最大。 相似文献
3.
为了极大限度地提高本煤层预抽效果,以马兰煤矿为研究对象,针对目前马兰煤矿的瓦斯赋存情况和现阶段所采取的抽放措施,从抽放钻孔的孔径、孔深、布置方式、封孔质量和增加煤层透气性等方面进行探索。实践表明,以上方法的运用,能够有效地提高本煤层预抽抽放效果,保证工作面安全生产。 相似文献
4.
Effective management of the risks associated with acid rock drainage (ARD) requires the ability to identify material with a potential to generate ARD reliably. With the increasing prevalence of quantitative mineralogy (Quantitative XRD, auto-SEM), opportunity exists to use mineralogy at all stages in ARD characterisation and prediction. This study uses a mineralogical approach across the head grade samples and the residues obtained under leach conditions of several common ARD characterisation tests (Acid Neutralising Capacity, Net Acid Generation), as well as the University of Cape Town (UCT) biokinetic test to evaluate the extent to which acid-neutralising minerals react. The results show the contribution of the carbonates to the acid neutralising capacity, as well as the partial dissolution of intermediate weathering silicate minerals such as chlorite and mica. 相似文献
5.
6.
放顶煤开采期间,上覆岩层受到矿压的影响,形成冒落带、裂隙带、弯曲下沉带,工作面采空区遗煤和围岩涌出的大量瓦斯飘浮在上方裂隙带区域,造成瓦斯聚集并向外涌出,形成了安全隐患,因此必须将该区域瓦斯抽出来;以往治理采空区瓦斯主要采用顶板裂隙高位钻场、顶板高抽巷等措施,但是这2种方法施工成本较高,且施工周期长,对生产接替影响较大。煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采采用大功率钻机+定向钻进技术,在裂隙带施工控制整个回采范围的长钻孔,减少采空区和邻近层瓦斯向工作面空间的流动,真正实现了“以孔代巷”,既节省了成本,又缩短了工期,还提高了采空区瓦斯抽采的连续性、稳定性,减少了采空区瓦斯向外涌出,提升了瓦斯抽采效果,促进了煤矿安全高效发展。 相似文献
7.
针对高强度采动巷道围岩控制难题,从实验室岩样尺度和现场巷道尺度研究了湾图沟煤矿13405工作面回风平巷围岩稳定性特征。结合单轴压缩试验和声波测试分析了干燥、自然及饱和状态下3组岩样的力学行为差异特征。利用钻孔成像,分析了高强度采动影响巷道围岩裂隙发育分段特征。结果表明:干燥、自然及饱和状态下岩样的单轴抗压强度和弹性模量依次降低,水分的存在极大地降低了岩石的强度和刚度。实煤体段围岩仅在深度1 m范围内发现少量纵向裂隙。高静压段两帮维护效果较差,煤帮裂隙极为发育,存在高量值的离层。动压段巷道顶板完整性较好,两帮均发现较大离层,且超出了锚杆正常锚固范围,严重影响了巷道锚固结构的稳定性。 相似文献
8.
为了提高碎软煤层条带瓦斯抽采效率和效果,基于目前地面瓦斯抽采主要采用垂直井或从式井的方式抽采效果差、效率低的现状,通过理论和实验分析论证了穿岩层压裂改造煤储层的可行性,提出了在目标煤层顶板岩层中钻水平井,并通过垂直向下射孔以及采用泵送桥塞分段进行压裂的方式进行地面瓦斯抽采。试验结果表明:顶板分段压裂水平井单井产量高、高稳产期更长、产量衰减更慢;有效水平井段控制区域内瓦斯下降均匀,更有利于进行条带瓦斯抽采;相同投资条件下,采用水平井的方式瓦斯抽采效率和投入产出比更高。 相似文献
9.
为研究液态CO2预裂爆破后,煤体内裂隙发育情况,采用高精度微焦点显微CT系统,对预裂后不同区域的煤样进行CT扫描,并利用Photoshop进行孔裂隙占比统计学分析。研究结果显示,距预裂孔4 m处的煤体裂隙发育明显,孔裂隙占比增加了一倍,而在5 m处的煤体裂隙则发育较弱。表明抽采孔内采取液态C2预裂技术后,4 m范围内的煤体裂隙得到了充分发育,为瓦斯抽采提供了有利条件。 相似文献
10.