开采沉陷引起地表土体裂缝极限深度探讨

为了确定煤层高强度开采引起的非连续变形对地面建(构)筑物的破坏程度,对开采引起的地表土体裂缝极限发育深度进行了探讨.首先分析了天然土体内的三向应力状态,结合开采沉陷对土体内应力变化的扰动规律,得到了开采引起的土体中应力分布规律和裂缝发育扩展的原因.结合统一强度理论,提出了理论上较为完备的开采引起的土体裂缝极限发育深度计算方法.与现场实际开挖裂缝深度的比较结果表明,该方法的计算结果具有较高的可信度.     

上湾矿高强度开采地表裂缝发育规律实测研究

神东矿区上湾矿1-2煤层倾角小、厚度大、埋藏较浅、赋存稳定,采用宽工作面大采高综采技术,高强度开采对地表环境的影响也更加剧烈,为了掌握该矿地表裂缝发育规律,对12401工作面推进过程中切眼侧1 km范围观测区进行了地表裂缝实测研究。设计了地表裂缝分区分方向观测方案,采用手持GPS测量裂缝轨迹、钢尺测量裂缝宽度、铁钎测量裂缝深度。历时3个月,获得了回采工作面开切眼侧观测区的2 303条裂缝的分布信息。研究结果表明:①分析确定了本矿地质采矿条件地表裂缝的拉伸、压缩、台阶、塌陷4种类型及其分区分布情况。②得出了地表裂缝的周期性发育规律和集中于采空区范围的分布规律,确定了裂缝分布主要参数。测得裂缝间距约10 m,裂缝最大宽度0.7 m,最大深度4～10 m,最大长度298 m,最大台阶高度0.45 m,切眼侧走向裂缝角76.0°,上山裂缝角86.0°,下山裂缝角84.7°。③在工作面沿走向推进过程中,地表周期性产生与推进方向垂直分布的主裂缝,经历"产生—扩展—收缩—稳定"约14 d的发育过程,主裂缝宽度大于50 mm,平均间距129 m,相对于推进位置滞后角79.8°～87.1°。通过对上湾矿...     

沟谷地形下开采覆岩裂隙发育特征研究

为了研究沟谷地形条件下薄基岩浅埋煤层覆岩采动裂缝发育规律,以神府矿区为研究基地,对安山煤矿5-2煤开采工作面的覆岩采动裂缝发育特征进行分析,建立弱强度覆盖层作用下的基本顶受力模型,即“非均布载荷梁”结构模型。通过对非均布载荷梁结构的力学分析,推导基岩承载结构稳定性的判别条件,确定了基本顶两端压力、剪力及垮距等参数的计算公式,揭示了弱强度覆盖层厚度及坡度变化对覆岩采动裂缝间距的影响规律。实践表明,依据非均布载荷梁模型确定的覆岩采动裂缝间距与周期来压步距近似相等|覆岩采动裂缝随基岩破断失稳而呈周期性动态发育演化特征,工作面上方地表附近塌陷型和台阶型采动裂缝较为发育,采空区上方地表裂缝逐渐演化成错动量及张开量较小的闭合型地表裂缝。     

浊漳河下煤层开采覆岩导水裂缝带发育特征分析和研究

为保证大平煤业井田北部浊漳河下压覆煤炭资源安全开采,结合矿井实际情况,采用RFPA来进行数值模拟,研究了采区上覆岩层受采动运动破坏规律,结合矿井地质、水文地质及开采技术条件,分析了综放开采覆岩破坏及导水裂缝带发育规律,研究水体下综放开采可行性,为矿井的安全、正常生产,提供了地质基础保障,提高了煤炭资源的利用率和回收率,为近水体下安全采煤技术和同区域相同的地质、水文地质类型的矿井提供技术参考。     

软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度研究

导水裂缝带发育高度是预防煤层顶板突水的主要技术参数,与煤层采厚、开采方法、覆岩岩性等采矿、地质因素相关。为探查敏东一矿软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度,采用钻孔冲洗液漏失量观测方法进行现场实测,实测结果表明:综放采厚为7.7 m时,导水裂缝带发育高度为79.78 m,裂高采厚比为10.36。同时采用数值模拟、相似材料模拟对实测结果进行验证,模拟结果证实实测数据准确。     

近距离采空区下煤层开采矿压显现特征研究

以湘桥煤矿10~#煤层开采为工程背景,对上覆采空区的底板破坏情况以及下伏煤层开采的顶板变形进行了理论分析,采用UDEC数值模拟软件对比分析了单一煤层开采与近距离采空区下煤层开采的矿压显现规律。结果表明:相较于单一煤层开采,近距离采空区下煤层开采支承压力应力集中程度更高,其超前支承压力强度更大;同时,由于近距离采空区下煤层开采属于重复采动,下煤层顶板岩层破坏较单一煤层开采更为严重,采场支护强度设计必须考虑上部采空区的影响。因此,在进行近距离采空区下煤层开采时必须采取加强下伏煤层开采超前支护、提高采场液压支架支护强度等措施,以保证近距离采空区下煤层开采顶板的有效管理和安全回采。     

浅埋煤层开采地裂缝发育特征研究——以陕西榆家梁煤矿为例

为了研究西部矿区浅埋煤层开采造成的地裂缝发育特征,以陕西榆家梁煤矿为研究基地,对榆家梁煤矿43303-2工作面采动引起的地裂缝进行持续动态监测,对其采动地裂缝进行监测,分析了地裂缝的形态、区域分布情况以及地裂缝形成的影响因素,初步探析了采动地裂缝形成机理及发育规律。结果表明,地裂缝的发育是一个动态过程,随着工作面推进一段距离后,逐渐在地表产生地裂缝;采动过程中的地裂缝的形成主要受深厚比、表土层性质、开采速度以及地形地貌等因素影响。研究结果对于地表建筑物保护和土地整治具有指导意义。     

煤柱影响下被保护层开采应力演化特征数值模拟研究

为探究煤层群开采过程中,煤柱对被保护层开采应力演化特征的影响规律,以良村煤矿1801工作面为工程实际,应用FLAC3D应变-软化模型对煤柱影响下被保护层工作面开采时支承压力和三维应力的演化规律进行了数值模拟。研究结果表明：被保护层工作面除煤柱影响区之外整体处于卸压状态。支承压力演化规律与被保护层工作面开采进度紧密相关。当工作面推进位置处于煤柱影响区时,支承压力值突增至原岩应力的1.25倍,曲线呈快速上升态势。距离保护层的层位越高,垂直应力值越小,当层位距大于26m时,三维应力分布基本不再受煤柱的影响。煤柱影响下被保护层工作面范围可分为煤柱影响区、煤柱影响扩界区和卸压区,以此提出了瓦斯突出分区防治策略,在该工作面实施了高位穿层钻孔、采空区埋管瓦斯抽放、网状穿层钻孔和大直径卸压钻孔的综合措施,累计抽放瓦斯90余天,抽放瓦斯64805m,效果检验指标均不超限,实现了安全回采。     

浅埋高强度开采地表及覆岩破坏特征--以神东矿区为例

采用现场实测与理论分析的方法对神东矿区地表非连续变形及地表移动持续时间进行了研究。阐释了高强度开采的内涵,并提出以地表最大下沉速度、采动损害程度及工作面来压强度作为判断指标。总结了神东矿区基岩全厚切落式和基岩部分破坏式2种岩层移动类型。分析总结了神东矿区地表移动以伴随非连续变形为主要特征的高强度开采规律:地表最大下沉速度达700mm/d,非连续变形以裂缝与台阶为主;采动裂缝以裂缝带形式发育,主裂缝间距与工作面周期来压步距基本一致,最前裂缝带内主裂缝滞后角约79.8°,地表最宽裂缝滞后角58.2°;裂缝发育条数及宽度与表土性质密切相关,风积沙区裂缝宽度一般小于30mm,黏性表土区一般大于50mm,裂缝宽深近似线性相关。本文可为类似开采条件下采动损害控制、地表环境治理、开采设计提供参考。     

大型露天矿山资源估算与开采境界优化研究——以西藏驱龙铜矿为例

以西藏驱龙铜矿为例,论述地质统计学方法在大型露天矿山资源估算中的应用,通过分析铜钼品位的统计分布特征,选取铜钼为区域化变量,进行变异函数计算及结构分析,建立矿床数学模型,进行品位估值和资源量估算;在此基础上确定开采境界优化参数,并根据所建立的矿床数学模型,在M ineS ight软件中用L-G法对开采境界进行优化,取得了较好的优化效果,实现资源的最优化利用和可持续发展之目的。     

全球页岩油资源分布与开发现状

我国页岩油资源丰富,但勘探开发起步晚,针对全球主要国家页岩油资源分布与开发现状进行系统研究,对我国开发页岩油具有重要的借鉴意义。本文针对全球主要页岩油生产国如美国、加拿大、俄罗斯等开展系统研究,总结各个国家的资源分布和勘探开发现状,研究了各国页岩油成功开发的技术手段和鼓励政策,并与我国进行对比,进而提出我国页岩油开发建议。     

资源型城市创新系统动力模型研究：以攀枝花市为例

资源型城市转型面临诸多困难,改革创新是帮助资源型城市转型最有效的手段。资源型城市迫切需要一些有效刺激来增强城市的创新动力。本文构建了资源型城市创新系统动力模型,模拟并阐述了政府的服务水平、创新意识、教育重视程度、城市法律环境、创新主体对外交流程度等因素对城市创新动力的影响机理和敏感程度。研究结果表明,政府的创新意识、服务水平、教育重视程度、法律成熟度和对外交流程度对城市创新动力的影响都是正向的,灵敏度最强的是政府的创新意识,其次是对外交流程度,再次是法律成熟度和政府服务水平,教育投资的影响相对缓慢。基于此,本文提出了促进城市创新动力的建议措施,同时,得出了在创新驱动逐渐成熟的情况下,资源型城市经济发展对城市的自然条件依存度逐渐降低的结论,印证了资源产业依赖与经济发展效率之间呈现倒U型曲线关系的有条件资源诅咒论。     

基于能值-生态足迹法的资源型城市生态安全演变研究:以河南省焦作市为例

运用能值-生态足迹法,以1985~2014年为时间序列,通过追踪焦作市生态安全演变过程,定量呈现资源型城市生态安全演变规律和发展变化趋势,研究结论如下:1985~2014年焦作市生态安全演变趋势呈现出"U"字形,1997年出现生态赤字,之后逐年增大,2010年达到最大值,之后赤字开始缩小,生态安全整体状况呈现好转迹象;化石能源用地是影响焦作市生态安全建设的关键因素;资源型城市生态安全建设需政府、社会和企业的共同努力。     

燃煤中砷、汞的特征及分布规律研究

应用原子荧光分析技术,对东北某地1、2号钻孔原煤样、浮沉样、矸石样及配煤煤样在燃烧过程中的砷、汞特征进行了研究。试验研究表明:小于1.3级浮沉精煤中砷的挥发温度可提前至1 000℃;低温条件下的矸石自燃可导致40%的砷和90%的汞挥发逸出;配煤中砷有着与自燃煤完全不同的燃烧特征,即1 100℃时配煤底灰中保存有75%的砷不挥发。     

基于遥感技术的矿山生态修复调查研究—以冀东铁矿为例

为科学推进矿山生态修复,依托高分辨率遥感数据精度优势,融合传统地质调查工作特点,厘清现有 技术方法适用范围,提出基于遥感技术的矿山生态修复调查方法协作方式。以河北省唐山市冀东铁矿为例,实现 矿山生态修复调查典型案例示范。研究表明：以“人机交互解译技术”“面向对象信息提取技术”“三维景观模拟技 术”等方法手段为主体、以野外调查验证为辅助的矿山生态修复调查工作协作方式,可实现对矿山露天采场内独立 地物与关键要素的精准识别、快速提取,辅之野外调查验证,进而完成对矿山地质安全隐患、土地损毁、生态退化等 现状摸底。调查结果既可作为生产矿山“边开采、边治理”的工作依据,也可作为闭坑矿山生态修复的重要参考。     

基于ArcGIS的地下管网管理信息系统的设计与实现——以泉州市为例

以ArcGIS软件作为地理信息系统平台,C#.NET为开发语言,采用COM、SOA等技术开发地下管网管理信息系统。文章从系统目标、总体架构、功能设计、数据库设计、系统实现等方面阐述了系统的实现方案,系统建成后可以满足不同用户群体的实际需求。     

五峰组—龙马溪组储层特征及甜点层段评价——以昭通页岩气示范区A井为例

以昭通页岩气示范区A井五峰组—龙马溪组一段页岩为主要研究对象,利用薄片、氩离子抛光-场发射电镜、核磁共振、液氮吸附、X衍射及地化分析等多种测试手段,从岩石学、有机地化、矿物组成、孔隙类型及结构、物性特征及含气性等方面,系统评价了五峰组—龙一段各小层储层特征,并优选了页岩地质与工程甜点层段。结果表明:五峰组—龙一段以硅质页岩为主,优质页岩主要形成于海侵期-海退早期的深水陆棚相贫氧-厌氧环境;有机质孔和黏土矿物层间粒内孔最为发育;五峰组—龙一段储层孔隙以中孔为主,微孔对比表面贡献最大,而中孔和微孔提供了主要的孔体积;龙一11—龙一21小层相对其他层段,具有相对高的TOC含量、孔隙度、含气量及压力系数,且各项指标具有向上减小或降低的趋势。同时,龙一11—龙一21小层具有高脆性指数、高杨氏模量、低泊松比的岩石力学特征;基于地质与工程综合评价,优选龙一11—龙一21小层即富碳高硅页岩段为纵向上甜点层段,为昭通页岩气示范区水平井的靶体层段。     

Geochemistry of Mine Stream Sediments and the Control on Potentially Toxic Element Migration: A Case Study from the Baccatoio Basin (Tuscany,Italy)

Mine Water and the Environment - The concentration of 14 potentially toxic elements (PTE), including emerging contaminants, was determined in mine tunnel sludges, streambed sediments, and in the...