基于三维地质建模的复杂构造岩体六面体网格剖分方法

提出将三维地质建模技术与岩土工程数值模拟相结合,发挥三维地质建模在刻画地质实际上的优势,为数值模拟提供尽可能准确的地质模型;借鉴基于剖面的建模技术,形成了适合于六面体剖分的三维地质建模方法;在此基础上,利用多重映射网格,实现了复杂构造岩体六面体网格剖分;将该技术应用到杨村煤矿西淝河左堤下采煤可行性分析研究中,取得了较好的效果。     

地表水体下煤炭资源开采研究

在地表水体下进行煤炭资源开采的研究课题是一个跨煤炭、水利、地质和环境保护行业的综合性研究课题。随着《中华人民共和国水法》的颁布实施和国家对环境保护重视程度的加强,其研究内容应扩大,需把资源开采、保证水工结构安全和环境保护结合起来进行研究,真正达到各系统“多赢”的局面。近年来,许多大型水利工程的建设将不可避免地遇到穿越煤系地层的问题,比如,南水北调中线总干渠由南至北依次穿越禹县、新郑、焦作、邢台等矿区的14个矿井,压煤1.8502×108t。因此,在地表水体下进行煤炭资源开采的研究具有重大的理论和现实意义。地表水体下进行煤炭资源开采至少应关注以下几个问题:(1)煤层开采引发地表塌陷对水工结构稳定性及安全运行的影响;(2)煤层开采引发地表水体渗漏及水位骤降的问题研究;(3)煤层开采对研究区渗流场变化、水工结构安全的影响研究;(4)煤层开采对研究区环境破坏的影响研究等。结合申家庄煤矿扩大区在岳城水库库区下采煤的工程实例,采用理论计算、数值模拟、现场测量和工程类比相结合的方法对上述问题进行详细研究,论证在岳城水库下进行煤炭资源开采的可行性,从而为相关部门进行决策提供重要的科学依据。     

导水断裂带发育高度的数值模拟

结合工程实例,采用ANSYS-2D,FLAC-2D和FLAC-3D程序对导水断裂带发育规律进行了大量计算和分析,认为:ANSYS-2D宜采用主应变指标来确定;FLAC-2D宜采用塑性区范围来确定;FLAC-3D宜采用应变增量（曲率）指标来确定.     

冷泉煤矿高应力节理化软岩耦合支护技术研究

随着煤炭开采深度不断加大，线性力学设计方法愈来愈不能满足软岩支护设计需要。在工程岩体力学理论基础上，采用软岩巷道工程的非线性力学耦合设计，解决了鹤壁矿务局冷泉煤矿高应力节理化软岩巷道大地压、大变形、难支护的问题，并取得了良好的技术经济效益。     

安家岭井工一矿开采沉陷数值模拟岩体力学参数反演

在分析各类岩体力学参数确定方法基础上,以安家岭井工一矿开采沉陷为背景,提出了一套确定岩体力学参数的综合方法。该方法中土层数值模拟采用Mohr-Coulomb屈服准则,参数通过经验值及工程类比方法综合确定;岩层数值模拟采用Hoek-Brown屈服准则,参数初始值在实验室力学测试结果基础上,结合GSI地质强度指标估算法确定,再设计正交试验,利用数值模拟对参数进行反演,确定一套优选值。最后将优选参数用于反演区数值计算,分析开采后围岩移动规律,检验此方法确定参数的科学性及可靠性。     

Y型绝缘子串交流和直流电压分布特性

采用球隙法测量了交、直流500 kV输电线路中Y型串绝缘子的电压分布,采取相应措施减小了环境因素对测量结果的影响,得到了交、直流500 kV电压下Y型串的电压分布曲线。研究结果表明：在交流电压下,Y型绝缘子串的电压分布极不均匀,其电压分布曲线和交流悬垂I串类似;在直流电压下,Y型绝缘子串的电压分布极不均匀,绝缘子串导线侧绝缘子分担电压高于其它绝缘子,总体上呈现导线侧和杆塔侧两端高、中间低的分布趋势。研究结果为Y型串输电系统的外绝缘设计提供了参考依据。     

GIS技术在水文地质领域的应用进展

地理信息系统(GIS)是水文地质研究的一个重要工具,地理信息系统在水文地质领域的应用是水文地质研究的热点之一。在总结近年来国内外大量相关研究成果的基础上,从基于GIS的地下水资源评价、地下水资源管理、地面沉降、地下水水质评价及污染物分析、水文地质调查、地下水保护,以及GIS与数值模拟技术的结合等方面介绍了地理信息系统在水文地质领域的最新应用,提出了GIS在水文地质领域应用存在的问题,并对今后GIS在水文地质领域的应用进行了展望。指出,今后应加强GIS与地下水模型及分布式水文模型的集成、基于GIS的地下水系统仿真三维或四维可视化、网络GIS技术的应用,以及流域水资源综合管理评价系统的建立等方面的研究。     

平班水电站国道改建边坡稳定性评价研究

由于平班水电站的建设导致盘百公路改道，改道后的国道边坡紧邻水电站进水口，其中一段中部坡体于2002年5月发生了滑动，因此，国道改建边坡的稳定性对平班水电站的安全运行具有重要影响。本文根据已滑边坡的信息，利用稳定性试算结果对边坡岩体的力学参数进行反复试算和校核，得出符合边坡实际状态的力学参数，并利用该参数对该边坡上段进行了稳定性计算，指出现有的加固措施尚不能满足安全要求；同时，根据计算结果对该边坡提出具体加固措施。毗邻该边坡的进水口边坡利用上述研究成果进行了稳定性和加固力的计算，并根据计算结果设计加固和施工方案，目前，该边坡的稳定状况良好。     

深部煤巷锚网索耦合支护技术研究

本文针对南屯煤矿 93 上 0 2面上巷的具体工程地质条件 ,详细分析了巷道支护破坏的原因 ,并提出了相应的支护对策。通过对支护效果的分析 ,指出锚网索耦合支护技术在深部煤巷支护中的应用可行性和可靠性。     

水体下采煤引发的地表塌陷规律实测技术

本文首次提出了利用先进的导航和定位技术结合声波测深仪对水下地形进行测量并进行了现场实践,使得测量效率和精度大大提高,取得了良好的应用效果。该法不仅可直观地判定在某一开采规模情况下地表塌陷是否会对水体大坝的安全运行造成影响,且可为《规程》中的概率积分法和利用数值模拟技术进行力学参数“反演”分析提供了大量的测量数据,进而可进行预测预报。