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[硕士论文] 蔡有京
地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:近些年来,我国华东地区厚松散层煤矿立井井筒发生百余起井筒偏斜破裂事故,严重影响煤矿生产与井下工作人员安全。此类井筒偏斜破裂是由松散层底部含水层(简称“底含”)大量疏水引起,而位于巨野煤田的郭屯煤矿发生三个井筒偏斜就是一个典型案例,如何控制井筒进一步偏斜,对于矿山安全生产具有重要意义。
  本文以此为研究对象,在系统分析郭屯煤矿立井井筒周边“底含”水文地质特征基础上,采用压水试验方法,获得注浆层段水文地质参数,分析主W1孔注浆期间最远处观测孔“冒浆”事故原因是由于观测孔周边地层与其余地层存在较大渗透性能差异引起。
  通过对松散层注浆过程分析,建立了以风检3孔、主W1孔“底含”注浆概念模型和数学模型,采用物质扩散、Darcy流、固体力学等多物理场耦合方法,以Comsol Multiphysics软件为工具,模拟了浆液扩散形态、压力场、流场及应力场分布情况,分析了注浆过程中浆液的扩散机理以及在注浆压力下井筒所受应力情况,并模拟验证了以往“冒浆”过程。研究结果表明:
  (1)浆液扩散形态开始呈现圆状,受动水条件影响,逐渐向水滴状过渡,浆液扩散速率随时间逐渐降低。
  (2)模型压力分布呈现出注浆孔孔口压力最大,随距离增加逐渐趋近于出入口边界压力的特征。
  (3)受注浆压力作用,注浆孔周围地层应力及位移变化最大,井筒应力最大点位于井筒底部靠近注浆孔一侧,井筒位移自上而下逐渐减小。
  (4)受地层渗透系数差异,数值模拟成果模拟主W1孔最远处观测孔冒浆现象,验证分析正确性。
[硕士论文] 蒋正
地质工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:露天矿边坡稳定性受多种因素的影响,不同边坡体在边坡稳定性分析中有着独自的特点。有针对性的对露天矿边坡进行合理有效的分析评价,有利于保障矿区生产活动的安全有序进行,有效的节约矿产开采成本,以达到良好的经济效益。广德县青岭页岩矿由于经过多年的开采,边坡的安全形势已经十分严峻,本文根据广德县青岭页岩矿的现状来展开研究,通过对矿区的地质勘察,对矿区边坡结构面的调查获取了前期的基础性的资料,并通过矿区的现场试验取得了岩体力学参数,根据Hoek-Brown准则对实验测得的边坡岩体力学相关参数进行修正。根据边坡的不同情况有针对性的进行研究分析,利用matlab软件对边坡体结构面进行统计分析绘出结构面分布直方图,得出优势结构面,利用赤平投影方法定性的对边坡稳定性进行分析,对Ⅰ区边坡采用弹性板理论进行溃屈分析与数值模拟分析,取得了很好的效果。
  将矿区分为四个区域的边坡体来进行分类研究可知:Ⅰ区边坡体为历史遗留边坡,坡体较高,为该去研究的重点边坡。基于其地质构造的特点采用了弹性板理论进行溃屈分析与数值模拟的方法,得出边坡在正常工况下处于极限平衡状态,地震和暴雨工况下,有可能发生滑移-弯曲破坏的结论;Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅵ区运用赤平投影方法得出边坡边坡发生楔体滑动的可能性较小,但Ⅰ区边坡在暴雨工况下需要引起重视;对于Ⅵ区可能产生局部楔体滑动的结论,并根据各区域边坡的稳定性情况给出了建议。
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