一、岩体改造原理及技术(论文文献综述)
杨志斌[1](2021)在《煤层底板突水灾害动水快速截流机理及预注浆效果定量评价》文中研究说明煤层底板突水灾害发生后,钻孔控制注浆过水巷道动水快速截流,可以解决传统过水巷道动水截流工程量大、工期长且易产生次生灾害等技术难题,但其仍不能达到根治突水区域再次发生突水灾害的可能,为此后期还需开展突水通道截流或突水含水层堵源预注浆治理工作。目前,钻孔控制注浆动水快速截流理论研究远滞后于工程实践,突水通道截流或突水含水层堵源预注浆治理效果难以判断。因此,开展煤层底板突水灾害动水快速截流机理及预注浆效果定量评价研究具有重要的理论意义和工程实践价值。论文以水文地质学、流体力学和计算机科学等理论为基础,采用典型案例分析、理论分析、室内试验、物理模拟、数值模拟、现场实测等方法,对煤层底板突水灾害动水治理模式、过水巷道动水快速截流机理和突水通道截流或突水含水层堵源预注浆效果定量评价开展研究,取得以下主要成果:(1)考虑矿井淹没水位、突水因素和井巷空间位置三类基本因素,对煤层底板突水灾害动水治理条件进行了分类,并阐明了各种动水治理条件的难易程度。结合巷道掘进和工作面回采突水灾害特征,对两者动水治理模式进行了划分。(2)归纳了保浆袋囊钻孔控制注浆动水快速截流的主控因素及其适用条件,建立了过水巷道动水快速截流涌水与阻水模型和注浆建造水力模型,开发出了过水巷道动水快速截流大型模拟试验系统,可实现5m宽、4m高、动水流量2000m3/h的过水巷道在不同矿井淹没水位、不同突水水源水位条件下的快速截流模拟试验,其中突水水源水压最高可达5MPa。(3)开展了水灰比、水玻璃浓度和水泥单液浆与水玻璃体积比对凝胶时间、结石率和结石体强度非交互作用配比试验,得到钻孔控制注浆浆液抵抗动水冲刷最优配比参数为W:C取1,水玻璃浓度取30°Bé,C:S取100:30和100:50,其中C:S为100:30时,用于袋内充填注浆,C:S为100:50时,用于袋外控制注浆。(4)基于保浆袋囊钻孔控制注浆动水快速截流物理模拟和CFD-DEM耦合模型数值模拟,揭示了过水巷道动水快速截流机理是保浆袋囊能够使双液浆在袋囊之间控制运移扩散,并快速与巷道顶板堆积接顶,提前完成部分骨料铺底和充填阶段,加快巷内空气快速排出巷外,使得阻水体具有高阻弱渗阻水性能。(5)建立了突水通道截流或突水含水层堵源预注浆效果定量评价模型,并结合在实际注浆堵水工程案例中的应用,检验了该定量评价模型的可行性。
许佳男[2](2021)在《化学刺激剂对河北马头营区增强型地热储层改造作用研究》文中认为地热能作为一种清洁可再生的新型能源,凭借其分布广泛、运行稳定的特点被世界多个国家所关注。干热岩储层蕴含丰富的地热能,运用增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems,EGS)可从干热岩地热储层岩体中经济地开采出深层地热能。但地热储层岩体渗透率很低,为了满足产能需求,需要对其进行储层改造。化学刺激技术是储层改造常用的方法之一,通过向地热储层注入化学刺激剂,化学刺激剂与岩石发生溶蚀作用,溶解地热储层裂隙通道矿物,扩展原生裂隙或者生成新的裂隙,从而提高地热储层的渗透性。由于该技术具有穿透性强、可控性好等优点,广泛应用于EGS场地。本文以河北马头营地热储层为研究对象,针对储层岩石矿物特征,开展了7种酸性化学刺激剂和5种碱性化学刺激剂的静态溶蚀实验,优选出5种溶蚀效果良好的化学刺激剂;运用优选出的化学刺激剂进一步开展岩心流动实验,揭示化学刺激剂-岩体矿物相互作用机理;结合岩心流动实验数据,建立反应性溶质运移模型,确定化学刺激剂-岩石矿物相互作用概念模型中的参数条件,探究流动条件下岩石矿物的溶解和沉淀规律;构建一维径向流模型,开展了不同时间尺度、不同注入速率条件下化学刺激剂-岩石反应的水文地球化学数值模拟,提出该地区增强型地热储层化学刺激改造方案。本次研究得到的主要认识如下:(1)从岩石溶蚀效果来看,酸性化学刺激剂2.5mol/LHCl+0.5mol/LHF、2.5mol/LHCl+0.5mol/LHF+1%缓蚀剂LAN-826反应时长12小时,岩石单位面积溶蚀率达到1.5%,碱性化学刺激剂2.5mol/LNaOH+1mol/LDTPA反应时长12小时,岩石单位面积溶蚀率达到0.51%。(2)实验室条件下,化学刺激剂对岩柱渗透率增强有一定效果,其中酸性化学刺激剂2.5mol/LHCl+0.5mol/LHF使得岩柱渗透率增加了1.62倍;2.5mol/LHCl+0.5mol/LHF+1%缓蚀剂LAN-826使得岩柱渗透率增加了1.5倍;而碱性化学刺激剂2.5mol/LNaOH可以使得岩柱渗透率增加2.4倍;2.5mol/LNaOH+1mol/LDTPA使得岩柱渗透率增加了2.45倍;但是2.5mol/LNaOH+1mol/LNTA使得岩柱渗透率下降了66%。酸性化学刺激剂与岩石反应易生成次生沉淀:绿泥石、球状二氧化硅、蒙脱石;碱性化学刺激剂与岩石反应易生成次生沉淀斜长石,螯合剂DTPA可抑制次生沉淀斜长石的产生。(3)一维径向流动模型结果显示:酸性化学刺激剂2.5mol/LHCl+0.5mol/L HF与地热储层岩石反应强烈,可有效溶蚀石英、斜长石、钾长石,但生成绿泥石、蒙脱石等次生沉淀;碱性化学刺激剂与地热储层岩石反应较弱,可以溶蚀石英、钾长石、绿泥石、蒙脱石,但由于碱液中富含大量的Na+,产生了较多的次生沉淀斜长石,DTPA可减少斜长石次生沉淀的生成,提高溶蚀效果。(4)酸性化学刺激剂对储层溶蚀的径向距离较大,且注入流速越大,反应时间越长,注入井附近的储层渗透率增加的越多,化学刺激剂对储层改造的径向距离越长;碱性化学刺激剂对储层矿物溶蚀强烈,渗透率提高明显,且渗透率提高效果随着时间和流速的增加而增加,但对储层改造的径向距离较小。(5)针对河北马头营地热储层,提出4种化学刺激储层改造方法,分别为酸性化学刺激剂2.5mol/LHCl+0.5mol/LHF、2.5mol/LHCl+0.5mol/LHF+1%缓蚀剂LAN-826、碱性化学刺激剂2.5mol/LNaOH+1mol/LDTPA以及碱性化学刺激剂与酸性化学刺激剂联合使用的方法。
郑超杰[3](2021)在《基于成分数据及机器学习在阿舍勒地区的综合找矿研究》文中研究说明新疆阿舍勒铜锌矿位于阿尔泰造山带西南缘阿舍勒盆地内,是典型的火山沉积块状硫化物(VMS)型矿床。前人对矿床的地质特征、成矿物质来源、成矿机制和成矿预测等方面做了大量研究,积累了大量的地质资料和找矿成果。鉴于阿舍勒铜锌矿床具有埋藏深、开采难度大、采矿维护成本高等特点,伴随着矿山开采对探明资源储量不断消耗,深边部矿体品位下降,对阿舍勒铜锌矿床深部及外围找矿任务已迫在眉睫。本文以矿产资源定量评价体系为指导,在充分收集研究区地质资料及前人研究成果的基础上,归纳矿区成矿地质规律及控矿地质要素;引入成分数据分析,对阿舍勒矿区外围原生晕数据进行研究,运用分形理论及奇异性理论分离、识别并提取地表原生晕弱异常;量化矿区控矿地质要素,结合地球化学指标,构建研究区综合信息找矿模型;借助不同机器学习算法对矿区外围开展找矿预测,并对预测结果予以评估;分析钻孔原生晕垂向分带特征,评价矿区深部找矿潜力。如下为本文取得的成果及认识。1.对研究区岩石地球化学9个元素进行成分数据分析,还原元素真实空间分布;以稳健主成分方法探讨元素组合特征,得出(1)Cu-Zn-Co及(2)Pb-Mo-Ag-As-Au-Sb两组矿化组合,分别对应矿床喷流沉积及变质热液叠加改造两个成矿阶段。2.运用分形-多重分形方法分离元素地球化学异常及背景分布,提取研究区原生晕异常;对常规地球化学数据处理方法难以识别的弱异常,以局部奇异性理论识别、提取,充分挖掘地球化学数据中隐藏的与成矿紧密相关的弱异常信息。3.对矿区成矿规律分析的基础上,归纳研究区控矿地质要素;以GIS信息系统为媒介、矿区见矿钻孔为参照,运用“距离分布法”,明确各类控矿地质要素与矿体间最佳缓冲距离,量化各类与成矿密切相关的控矿地质要素信息,结合地表原生晕地球化学综合异常,构建研究区地质-地球化学综合信息找矿模型。4.基于研究区综合信息找矿模型,运用三类监督学习算法,对研究区开展找矿预测;对各类机器学习模型评估并对各模型预测结果与矿区见矿钻孔相对应,得出三类机器学习模型找矿预测效果显着。由此,提出将三类机器学习算法相结合,构建基于机器学习的综合找矿预测模型。5.以机器学习综合找矿预测结果为主,辅以岩石地球化学弱异常信息,结合研究区地质背景及矿区控矿地质要素重要度评价指标,在新疆阿舍勒铜锌矿区外围圈定3类共9个找矿预测区,并分析钻孔原生晕数据进行深部找矿预测,验证深部具有较大找矿潜力。
苏现波,宋金星,郭红玉,蔺海晓,刘晓,韩颖,张双斌,李贤忠,于世耀[4](2020)在《煤矿瓦斯抽采增产机制及关键技术》文中指出瓦斯抽采是煤矿瓦斯灾害治理的主要途径。长期以来,广大科技与工程技术人员研制了多种瓦斯抽采技术,为我国煤矿安全生产提供了有力保障。但是对于一些突出严重的低渗煤层仍存在抽采效率低、成本高的问题,迫切需要形成一套系统的、能够实现瓦斯抽采由"抽得出向抽得快、抽得省、抽得纯、抽得净"转化的技术体系。为此,首先系统介绍了煤岩体结构的定量表征、瓦斯运移产出机制和基于煤岩体结构的瓦斯运移产出过程,并以此瓦斯抽采增产理论为基础,从物理、生化和表面改性等方面厘清了瓦斯抽采增产机制,最后结合团队近20年从事瓦斯治理工作的研究成果,系统分析了水力压裂、钻冲压一体化、老孔修复、三堵两注固液两相封孔、下向瓦斯抽采孔自动排水排渣气驱、地面以孔代巷等六项瓦斯抽采技术的增产原理,简要介绍了研制的相关装备、装置和器材以及现场应用效果。指出煤体结构决定了煤层的可改造性,决定了瓦斯的运移产出流态,进而决定了瓦斯抽采增产技术的选择,是瓦斯治理技术体系建立的基础。揭示了瓦斯抽采的多重增产机制:造缝增透、增容增透、气驱增产、气胀致裂增透、微生物降解增产、强氧化剂氧化增产和表面改性增产等,指出水力压裂、钻冲压一体化、地面以孔代巷三项技术是以增透增产为主要途径的水力强化措施;三堵两注固液两相封孔、老孔修复增透、下向孔自动排水排渣三项技术则是以多重增产机制为基础,以延长抽采钻孔使用寿命、提高抽采瓦斯的质和量为途径的增产技术;气驱技术的本质是增加瓦斯压力梯度、实现抽采后期低压煤层瓦斯抽采增产。已经完成的工程试验和推广应用充分显示出这一技术体系的潜在优势,随着这一技术体系进一步的标准化和程序化,将成为煤矿瓦斯高效抽采的一种普适性技术,其推广应用将大幅度降低瓦斯治理成本。
刘江伟[5](2020)在《人工裂化煤岩体的应力场改变机制及控制研究》文中研究表明深井巷道大变形、冲击地压、煤与瓦斯突出、低渗透性瓦斯抽采、坚硬顶板失稳引起强矿压等都是制约煤矿安全高效开采的关键问题,这些关键问题的发生都与高应力环境密切相关。实践证明,通过煤岩体结构改造来改善应力环境,实现应力转移是解决这些问题的有效手段。人工致裂是主动改造煤岩体结构的有效手段,但人工致裂产生的人工裂缝的形态及参数等对于煤岩体结构的改造程度、对应力场环境的改善程度等,将影响到高应力的转移卸压程度。因此,本文采用物理实验、数值模拟、理论计算和现场应用的方法,开展了人工裂化煤岩体的力学特性、应力场改变机制及控制方面的研究,取得以下主要成果:(1)揭示了含人工裂缝煤岩体在不同裂缝参数条件下的力学特征和破坏失稳规律,得出随着裂缝长度、密度的增加或者裂缝角度逐渐接近30°,试块的弹性模量、强度、能量释放也都逐渐降低,Y型裂缝对于试件的宏观破裂更有优势。得出了对煤岩体破坏有显着影响的关键裂缝参数,建立了三轴条件下含人工裂缝煤岩体的损伤方程,计算出了损伤变量,得出了裂缝参数对煤岩体的损伤影响规律,根据人工裂缝对煤岩体的损伤程度,对人工裂缝参数进行了分类。提出了等效损伤材料的生成方法,并且进行了验证。(2)人工裂缝的长度越大、间距越小、组数越多以及角度越接近于30~45°,煤岩宏观破裂的临界应力越低,峰值应力位置转移的越远,应力转移的效果越好。据此建立了宏观应力场改变的力学模型,求出了促使宏观应力改变的临界裂缝参数。(3)人工裂化煤岩体的应力转移过程主要包括以下三个阶段:(1)人工裂缝起裂前,裂缝周边的细观应力会逐渐增加,但峰值应力的位置不会发生移动;(2)随着裂缝的起裂和扩展,峰值应力逐渐增加,卸压区范围呈小幅增大,细观应力场发生改变,但峰值应力位置无明显变化;(3)当裂缝面迅速贯通,煤岩体达到宏观破裂的临界条件时,峰值应力降低,峰值点位置发生明显外移,从而产生宏观应力场的改变。(4)从人工裂化煤岩体的弱结构体特征考虑,提出了基于煤岩裂化弱结构体的应力转移理念,建立弱结构体应力转移力学模型,确定了评价弱结构体应力集中程度的四个指标;对弱结构体条件下影响应力转移的因素进行了分析,确定了人工裂缝参量—损伤变量—应力转移的定量关系。(5)分析了影响水压裂缝扩展和损伤变量的影响因素,得出了随着压裂排量、切槽长度的增加,弱结构体的损伤变量呈线性增加;随着压裂分段间距和切槽角度的增加,弱结构体的损伤变量表现为先增加后减小;分段距离为3 m、切槽角度为30°~45°的双垂直切槽的水力压裂,对弱结构体的损伤变最大;对影响弱结构体损伤的水力压裂参数的敏感性进行分析,得出控制切槽角度、增加切槽长度、增加压裂排量以及增加压裂分段数是提高损伤变量的有效方式;给出了基于损伤变量的水力压裂工艺参数的设计流程和压裂段范围、钻孔间距、钻孔角度、钻孔数量、压裂段数的计算方法。(6)分析了淮北矿业股份有限公司祁南煤矿313工作面在回采过程,底板东翼轨道运输大巷产生动压大变形的机理。提出了水力压裂大巷顶板岩层形成弱结构体卸压的控制方法;对人工裂缝的参数进行了计算,确定了水力压裂的施工方案,并进行了现场实施。现场观测表明,压裂后孔壁出现了明显的裂缝,巷道的变形量明显减小,巷道得到了有效控制。该论文有图112幅,表14个,参考文献168篇。
胡洋[6](2020)在《煤矿裂隙含水层驱水注浆机制研究》文中认为尽管近年来我国矿井水害事故的次数、死亡人数总体呈现下降趋势,但较大水害事故仍然时有发生且占矿井事故的比例较高,形势依然严峻,特别是对储量较大的华北型煤田而言,随着开采深度的不断加大,其下组煤在开采的过程中普遍受到了底板裂隙承压水的威胁,因此在矿井开采中,主要采取对工作面底板裂隙含水层注浆改造的办法来防止煤层底板突水。长期以来,针对非赋水裂隙岩体中浆液的扩散机理问题,国内外学者已做了大量的研究,并取得了众多卓有成效的研究成果,但对于赋水裂隙岩体中浆液扩散机理的研究较少,因此有必要对浆液在赋水裂隙岩体中的扩散过程进行系统研究,以保证矿井的安全带压开采。据此,本文采用理论分析、室内试验、数值模拟与现场实践相结合的综合研究手段,对不同流型浆液在单裂隙中的驱水扩散机理进行了分析,并以此为基础对其在裂隙网络中的驱水扩散机制进行了系统研究,主要研究工作和结论如下:(1)在综合考虑浆液驱水效应、裂隙粗糙度、动态扰动条件下浆液粘度时变性、不同扩散位置处浆液粘度差异性等因素的基础上,建立了宾汉姆浆液、幂律型浆液、牛顿浆液在单裂隙中驱水扩散的动平衡理论模型与数值模型,推导得出了各流型浆液在单裂隙驱水扩散过程中,浆水界面压力、浆液扩散距离、进浆流量的计算表达式,并对影响其变化的各主控因素进行了分析,结果表明:当注浆时间相同,考虑浆液驱水效应的扩散距离小于不考虑驱水效应的扩散距离,且两者差值在注浆初期较大;当扩散距离相同时,屈服应力、流变指数、粘度时变指数、粘度越小的浆液对应浆水界面压力、进浆流量越大,注浆压力、裂隙隙宽越大对应浆水界面压力、进浆流量越大。(2)类比电路分析方法,建立串并联裂隙网络组合模型,推导得出了宾汉姆浆液、幂律型浆液、牛顿浆液在单裂隙流动过程中的渗流阻表达式,基于此建立了浆液在裂隙网络驱水扩散过程中总渗流阻模型,并采用有效介质近似法与节点流量守恒、系统总压力恒定的原理推导得出幂律型、牛顿型、宾汉姆三种浆液在定压、定流量两种注浆情况下,对应的注浆起始和注浆终止流量、压力表达式,通过对离散裂隙网络中的定压、定流量驱水注浆算例分析可知:定压注浆情况下,系统的进浆流量q由2.446×10-3m3/s降低至6.230×10-5m3/s;定流量注浆情况下,注浆压力p1由1.1MPa升高至4.93MPa。(3)自主研制了裂隙含水层驱水注浆可视化试验系统,通过对浆液在单裂隙及串并联裂隙结构流动过程中,浆液扩散距离、不同扩散位置处浆液压力随注浆时间变化规律的试验分析,验证了所得理论结果、数值结果的正确性;由分叉裂隙结构定压驱水注浆试验分析可知,各监测点稳定后的压力值随着次裂隙隙宽值的减小而不断增大,随注浆压力的增大而呈现出线性增长的规律,且距注浆口越近、压力增长值越大;浆液水灰比对分叉裂隙结构中各位置达到稳定后的压力无较大影响,但随着水灰比的增大、浆液驱水扩散总时间不断减小。(4)以浆液在单裂隙中驱水扩散数值控制方程为基础,建立了不同流型浆液在裂隙网络中驱水扩散的数值控制方程,且在Monte Carlo法生成随机裂隙网络的基础上编制了提取有效裂隙网络的程序,通过相关数值求解,得到了不同流型浆液在人字形裂隙结构、规则裂隙网络、离散裂隙网络驱水流动过程中的注浆压力、进浆流量的变化规律,在数值结果与理论结果取得相互印证的基础上,对定压注浆条件下影响裂隙系统进浆流量变化的外部主控因素进行了敏感性分析,结果表明影响宾汉姆浆液进浆流量变化程度敏感性的主次顺序分别为:浆液粘度>屈服应力>注浆压力;影响幂律型浆液进浆流量变化程度敏感性的主次顺序分别为:浆液粘度>流变指数>注浆压力。(5)通过对任楼煤矿中六运输大巷底板灰岩层进行的瞬变电磁探测、钻孔探测分析可知:巷道底板太原组灰岩层具有一定赋水性,结合现场抽水试验资料及本文所得理论公式,计算得到注浆的终孔压力值为9.89MPa,将计算所得终孔压力值用于指导现场注浆,并基于检验钻孔注浆效果评价较好的基础上,成功实现了中六运输大巷在承压裂隙含水层上的安全掘进。该论文有图95幅,表35个,参考文献151篇
刘鸿[7](2020)在《如美水电站左岸坝基边坡变形破坏机制及稳定性分析》文中研究表明为加大我国水能资源的利用开发,以西部地区为重要的水能资源开发重心,高山峡谷区域复杂地质环境条件下修建大型水电站需要克服的岩质高边坡稳定性问题日益突出。如美水电站位于西藏自治区芒康县境内的澜沧江上游河段,如美水电站工程规模为一等大一型,挡水结构拟采用心墙堆石坝,河床高程2617m,拟建心墙堆石坝坝顶高程2902m,建基面高程2587m,最大坝高达315m。正常蓄水位为2895m,水电站装机容量为2100MW。左岸坝基开挖边坡高度约350m,坡度约50°,开挖坡面位于弱上卸荷带内。经过前期对坝址地区的详细调查表明,如美水电站坝址区地形陡峻、岩质坚硬、地表风化卸荷强烈和地应力复杂,左岸坝基边坡发育多长中缓倾外断层和长大裂隙及多条横河向断层,稳定性问题突出,因此,对左岸坝基自然边坡和开挖边坡稳定性的研究具有重大工程意义。在导师科研项目的支撑下,参与了中坝址区现场调查及室内整理等工作,在分析中坝址区工程地质条件的基础上,对坝基岩体风化卸荷特征进行了系统研究和分带,基于现场细致的调查资料分析了中坝址区岩体结构特征,结合定性和定量评价方法对坝基岩体结构特征和岩体质量进行了系统研究,基于工程地质类比和三维数值分析方法分析了坝基开挖边坡变形破坏特征及可能失稳模式,并对左岸边坡岩体稳定性进行了系统研究。主要获得如下认识:(1)沿左岸低线对中坝址区及向下游至5#沟之间地表地质特征进行了复核性调查:调整了花岗岩与英安岩的界限,调高到接近中线路高程,高程2840m左右;对中坝址区左岸Ⅲ级以及Ⅳ级结构面的特征进行总结分析,归纳出Ⅲ级结构面和Ⅳ级结构面发育特征;复核了中坝址区缓倾外断层和陡倾横河向断层发育及演化特征,其中也包括L72的空间延伸特征。(2)对中坝址区左岸Ⅴ级结构面分陡倾结构面和缓倾结构面的性状分别进行了统计分析。其中,陡裂按照走向差异可以分为5组,缓裂按照倾向差异可以6组。但左岸主要发育3组,分别为倾向SW(Ⅵ组)、倾向SE(Ⅷ组)、倾向S(Ⅸ组),各组缓裂迹长均值0.65m,延续性中等,起伏粗糙以平直粗糙、波状粗糙和微波状粗糙为主,都以很紧密为主,都是以无充填、无胶结裂隙占比最大。统计分析表明,坝址区缓裂是在建造和构造改造基础上,由表生改造作用而逐步形成的。(3)对中坝址区左岸岩体结构特征进行了详细的调查分析,定性判断表明,左岸坝基边坡强卸荷岩体以镶嵌结构和碎嵌结构为主,弱上卸荷以镶嵌结构为主,弱下卸荷以镶嵌结构和次块状结构为主,未卸荷岩体以次块状结构为主。统计结果表明,左岸边坡内花岗岩总体上构造改造强烈。(4)根据坡体结构特征和变形破坏现象,推测左岸边坡开挖后存在的局部稳定性问题主要为中缓倾断层及横河向断层控制的较大规模块体的滑移-拉裂导致的稳定性问题,其中,缓倾角断层L72是边坡稳定的控制性边界。(5)对花岗岩区和英安岩区的多个平硐进行了逐段工程地质分段和岩体基本质量评价,初步总结了坝基岩体质量空间变化规律。基于定性评价和多种量化评价方法基础,综合判定强卸荷带岩体质量属于Ⅳ1级,弱上卸荷带内岩体质量属于Ⅲ2A级,弱下卸荷带岩体质量属于Ⅲ2A级;基于现场实测资料和上述分析成果,对如美中坝址区RQD、RBI和RSI的相关性进行了进一步分析。根据对比结果表明,岩体结构指数(RSI)能更细致地描述岩体结构特征,而RBI值具有多解性,不宜单独用来量化描述岩体结构特征。(6)采用三维数值分析方法研究了坝基岩体卸荷松弛机理及影响深度,主要认识如下:1)不考虑卸荷岩体弱化的计算结果也会呈现相应的卸荷分带现象,最终的位移突变部位与现场调查定性确定的卸荷分带底界有所偏差,未考虑卸荷弱化计算得到的范围比定性判断的范围更浅;2)找到卸荷深度变化与斜坡结构间的关系及复核了坝址区主要平硐的卸荷带的划分;3)对L72的空间延伸特征进行分析,并研究左岸发育的L72对卸荷分带的影响,结果发现L72在延伸240-260m时坡体产生较多的张拉破坏区,继续向坡内延伸则对坡体的影响较小。(7)基于有限元强度折减法,计算左岸天然和暴雨工况下的坝基边坡稳定性。主要结论有:1)左岸自然边坡天然工况下的稳定性系数Fs为1.49;暴雨工况下的稳定性系数为1.40,满足设计要求;2)从计算结果推测左岸自然边坡整体失稳的可能是沿L72作为底滑面发生滑移-拉裂式破坏;3)边坡开挖后左岸边坡稳定性系数在自然和暴雨工况下的分别为1.45和1.36,整体稳定性较好,但是也存在不利结构面如L72控制的局部稳定性问题。(8)基于三维块体稳定理论,分析坡体内主控结构面特征,结合临空条件建立模型,文中以底滑面都为断层L72,L15-1和L73为可动块体的侧裂面,由f8、f12及卸荷裂隙分别作为可动块体的后缘拉裂面,建立了三个可能失稳块体几何模型,计算块体的稳定性系数。计算得到可能的可动块体在最不利条件下,即1/4饱水+地震情况下稳定系数最小为1.256,满足安全设计要求。
王进尚[8](2020)在《煤层底板破坏与递进导升协同突水致灾机理研究》文中进行了进一步梳理随着国内煤矿开采深度不断增大,来自奥陶系高承压岩溶裂隙水对下组煤层的安全回采威胁变大。据统计,80%左右的底板突水事故与断层有关,而底板隐伏断层由于其隐蔽性特点,一直是造成煤层底板突水的主要因素。为此,本文从华北煤田矿区近期发生煤层底板突水案例分析入手,为解决煤层底板隐伏断层突水的难题,采用理论分析、现场实测、室内试验、相似模拟和数值模拟相结合的方法,系统研究了煤层底板破坏与递进导升协同突水过程,揭示了采场底板隐伏断层底板破坏与递进导升协同突水致灾机理,取得了如下主要成果:(1)通过对河南受水害严重的焦作、郑州以及永城矿区的突水资料分析得出,在采动应力及承压水共同作用下,煤层底板具有导升现象的部位是构造发育部位,也是力学性质薄弱的部位,突水通道一般为隐伏导水断层、裂隙带等,岩溶含水层的富水性以及水压直接决定了突水与否和突水量大小,递进导升引起突水是煤层底板突水的普遍形式。并对近期发生的底板突水案例分析,阐述了底板隐伏构造在水压和矿压的共同作用下产生的递进导升现象,证实了底板采动破坏与递进导升协同突水这一现象的存在可能性。(2)基于线弹性断裂力学理论,建立了采场底板破坏与递进导升协同突水的力学模型,提出了底板破坏与递进导升协同突水评价判据;利用底板隐伏断层上端的应力强度因子,隐伏断层在采动应力及承压水水压共同作用下,断层面尖端应力集中,增加了应力强度因子,导升高度上升;随工作面的推进,断层面尖端应力变化重复上述,导升高度再次升高,有效隔水厚度减小,同时底板破坏深度加大,当其与导升高度对接时突水发生。推导出递进导升突水临界力学解析式和断层到底板破坏区的最小安全距离。(3)以焦作矿区赵固一矿开采二1煤层为背景,自主研发了煤层底板破坏与递进导升协同突水定点动态监测系统,并设计出采场含隐伏断层底板采动破坏与递进导升协同突水相拟材料模型,模拟表明底板采动破坏与导升高度的递进发展协同作用构成了底板突水的关键因素。随着工作面推进,隐伏断层递进导升过程经历了自然导升段、递进导升段、强化导升段以及贯通阶段四个阶段,与煤层底板岩体裂隙发育的速度和规模有着重要关系,当采动应力卸荷出现峰值时,递进导升程度加强且水量增加,底板岩体卸荷程度与递进导升强度和动态监测管出水量同步达到峰值,直观地揭示了采场底板破坏与递进导升协同突水机理及两者之间的时空演化规律。(4)采用FLAC3D数值模拟软件系统研究了底板裂隙扩展与隐伏断层递进导升突水动态发展过程。随着工作面的开挖,在水岩耦合共同作用下,隐伏断层周边渗流场与工作面前方的塑性破坏场逐渐对接,断层突水的危险通道渐渐形成,再现底板突水路径的应力场、渗流场演化过程,即围岩塑性破坏场与渗流场渐渐耦合过程,揭示了隐伏断层底板原位拉张裂隙产生→扩展以及水压跟踪传递→采动破坏带与递进导升带沟通→底板岩层破裂与递进导升协同突水机理,模拟结果与相似模拟的成果具有相近性和一致性。(5)利用高精度微震监测技术,对赵固一矿16001工作面底板实现了连续动态监测,获得了底板裂隙发育程度范围和隐伏断层递进导升突水过程,得出底板破坏与递进导升协同突水的微震事件时空分布规律,证实底板破坏与递进导升协同突水机理的合理性,具有重要的实践意义和广阔的工程应用前景。图[87]表[13]参[198]
王慧涛[9](2020)在《煤矿底板突水机制与新型注浆材料加固机理及工程应用研究》文中研究指明据统计,我国60%左右的矿井事故与地下水相关,煤矿重特大事故中,水害造成的伤亡人数位居第2位,仅次于瓦斯事故。随着煤炭资源的开采,浅部煤矿越来越少,深部煤矿越来越多,导致高承压水、高地应力威胁日趋严重,导致深部煤矿开采中底板突水灾害控制成为重要研究课题。目前关于煤矿底板突水灾变机理、底板改造加固材料研发以及注浆材料的研发尚有诸多不足,成为了保证采煤安全进行的关键科学难题之一。本文从突水影响因素和灾变条件的角度切入,系统探讨了煤矿底板突水灾变特征;分析了不同阶段底板裂隙受力状态,并建立了裂隙抗剪强度模型,进而依据底板整体受力状态,提出煤层底板起劈判据;以COMSOL为模拟平台,获得煤层回采中多场信息演化规律,并以此提出煤层底板改造要求;基于过火煤矸石可有效提高胶凝活性的特点,结合底板改造要求,研发以过火煤矸石为主、少量水泥及粘土为辅的新型注浆加固材料,并分析其各项物理力学性能,最终提出新型奥灰含水层注浆材料工业试生产技术和工艺实施方案,验证新型材料的工程适用性,取得了一系列具有实用价值的研究成果。(1)从含水层性质、天然隔水层状态、底板岩性、采动矿压、开采方法等多角度展开分析,阐述了突水通道的发展过程;分析了煤矿底板突水灾变特征,包括复杂性特征、时空特征、采动破坏特征以及强危害性特征,建立了底板突水地质模型,为非构造型底板突水机理提供基础。(2)在分析煤矿底板弱化损伤的基础上,分别建立了未突阶段(第一阶段)、突水阶段(第二阶段)、稳定阶段(第三阶段)的裂隙抗剪强度模型,得出节理裂隙的特征参数(起伏程度、粗糙度等)变化时,水流参数(流速、渗压)将相应改变;建立了承压水条件下,底板岩体的强度模型,当围岩应力状态超过岩石强度破坏准则时,裂隙会发生起劈,进而形成劈裂通道,得出裂隙起劈方向、劈裂通道扩展方向均与大主应力方向一致。(3)岩体裂隙网络对奥灰底板岩层的透水性具有显着影响,地下水压力场呈现明显各向异性特征,地下水压力等势线由平滑曲线变为折线;不同的渗流压力等势面逐渐从奥灰底板区域向采空区底边界靠拢并包裹,最终对采空区底边界形成包围,在采空区附近渗流压力等势面相比其他区域更为密集;注浆改造厚度的增加对于减小底板最大位移的影响不显着,但是可显着减小采空区涌水量;注浆改造对于采空区涌水量的限制效果很突出,但是对控制采空区底板位移的效果不显着。(4)基于过火煤矸石可有效提高胶凝活性的特点,研发以过火煤矸石为主、少量水泥及粘土为辅的新型注浆加固材料:得出随着过火煤矸石含量的增加,新型材料流动性大于普通硅酸盐水泥,浆液具有优异的长距离泵送性及操作性能;新型材料的胶凝时间可通过调节速凝剂、早强剂等外加剂含量而实现相应调整,可保证浆液具有良好的扩散性能;与传统材料相比,当水泥含量一定时,新型材料的中后期强度存在较为明显的提升;新型材料体系中的过火煤矸石可有效提高结石体的致密度和抗渗性,削弱大含量粘土导致结石体抗渗性较差的缺陷。(5)基于室内材料研发试验和工业生产标准,提出了新型奥灰含水层注浆材料工业试生产技术和工艺实施方案;通过布设位移计、孔应力计、渗压计和锚杆测力计实时记录注浆过程中和加固后底板围岩的稳定性和涌水压力变化,对比分析了新型注浆材料在奥灰底板治理工程中的性能优势,验证了自主研发的新型绿色奥灰含水层注浆材料具有良好的工程适用性,对类似工程具有重要的应用价值。
胡彦博[10](2020)在《深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价》文中提出在全国煤炭资源开发布局调整阶段,为了保证国家煤炭供给安全,东部矿区仍需保持20年左右的稳产期,许多矿井进入深部开采不可避免。围绕深部煤层开采底板突水通道动态形成过程机理、水害评价防治的科学技术问题,以华北型煤田东缘代表矿井为例,采用野外调研、理论分析、原位测试、室内试验、数值模拟等多种方法,按照华北煤田东缘矿区的赋煤地质结构特征→深部煤层开采底板变形破坏的动态监测方法→深部煤层开采底板岩层变形破坏的时空演化特征和突水模式→深部煤层开采底板破坏深度预测方法和开采底板突水危险性评价方法→深部煤层开采底板水害治理模式和治理效果序列验证评价方法的思路开展研究。主要成果如下:(1)提出了利用布里渊光时域反射技术(BOTDR)对深部煤层开采底板变形破坏的动态监测方法。根据研究表明BOTDR系统监测的动态变形量及应变分布状态与煤层底板岩层应力应变特征具有一致性,是有效监测煤层底板岩层变形破坏的新方案。BOTDR系统对煤层底板岩层监测显示,在采动过程中煤层底板岩层从上向下是呈现压-拉-压的应变趋势;同时获得了有效的煤层底板岩层的最大破坏深度,为深部煤层开采底板破坏深度的精准预测研究提供了有效的原位测试数据。(2)揭示了深部煤层开采完整底板破坏的时空演化特征:a.采前高应力区超前影响范围大约在煤壁前方38 m附近;b.开采底板岩层第一破断点的位置在采煤工作面煤壁前方29.07 m,煤层下方垂距9.24 m处,煤层底板破坏是从脆性岩层开始破断;c.开采底板破断发展趋势是从第一破断点首先向上发展破断,然后再同步向下破断。d.煤层开采底板破断的最大深度处于采前高应力区内,并且最大破断深度在采前高应力区内的峰值应力传播线附近(一般情况下)。根据煤层开采底板破坏的时空演化特征,对比分析了完整底板和含断层底板两种条件下煤层开采底板岩层破坏特点;同时对煤层开采底板进行横向分区,区域名称依次为原岩应力平衡区、采前高应力区、采后应力释放区、采后应力再平衡区。(3)利用BP神经网络、煤层开采底板应力螺旋线解析、气囊-溶液测漏法、经验公式法、多因素回归及分布式光纤实测等方法进行研究分析,得到了对深部煤层开采底板破坏深度进行有效的预测模型及方法;研究表明,多因素回归中模型III预测值更接近分布式光纤监测和气囊-溶液测漏法等实测数据,预测误差较小的预测方法依次为新的数学理论模型解析法和BP神经网络预测模型。(4)利用层次分析法、熵权法、地理信息系统等手段结合深部煤层开采破坏后有效隔水层厚度和其他多种影响底板突水的因素,对深度煤层开采底板突水危险性进行综合评价研究,得到了层次分析和熵权法(AHP-EWM)综合算法评价模型和基于改进型层次分析脆弱性指数(IAHP-VI)法两种深部煤层开采底板突水危险性评价模型,两者都具有一定的实用价值,在实际运用过程中可以根据研究区的实际情况择优选其一,也可以根据两种模型的预测结果取并集,能够进一步提高评价安全程度。(5)基于华北型煤田东缘矿区深部煤层开采底板突水通道的形成机理和突水模式,提出了“充水含水层和导水构造协同超前块段治理”模式并进行了定义。在现有的深部煤层开采水害的治理技术上,根据注浆改造目的层的构造、区域地应力、原岩水动力场等因素对地面受控定向钻进顺层钻孔方位和钻孔展布间距的设定进行科学有效的优化研究。(6)提出了“深部煤层开采底板水害治理效果序列验证评价方法”,利用对改造目的层的渗透系数和透水率、煤层底板阻水能力、矿井电法检测、检查钻孔数据等结合GIS系统进行综合研究,建立了科学系统化的评价方法。(7)利用“充水含水层和导水构造协同超前块段治理”模式对华北型煤田东缘矿区深部煤层底板水害进行了治理,结果显示治理效果良好,研究矿区深部煤层工作面实现了安全回采。本论文研究成果可为华北型煤田东缘矿区下组煤开采底板水害防治提供参考。
二、岩体改造原理及技术(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、岩体改造原理及技术(论文提纲范文)
(1)煤层底板突水灾害动水快速截流机理及预注浆效果定量评价(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 注浆技术研究现状 |
1.2.2 注浆材料研究现状 |
1.2.3 注浆理论研究现状 |
1.2.4 注浆模拟试验研究现状 |
1.2.5 注浆效果评价研究现状 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 煤层底板突水灾害动水治理影响因素与模式 |
2.1 煤层底板突水灾害动水治理影响因素 |
2.1.1 矿井淹没水位对动水治理的影响 |
2.1.2 突水因素对动水治理的影响 |
2.1.3 井巷空间位置对动水治理的影响 |
2.2 煤层底板突水灾害动水治理模式 |
2.2.1 巷道突水灾害动水治理模式 |
2.2.2 工作面突水灾害动水治理模式 |
2.3 本章小结 |
3 过水巷道动水快速截流主控因素与概念模型 |
3.1 过水巷道动水快速截流典型案例 |
3.1.1 单孔单袋控制注浆案例 |
3.1.2 单孔双袋控制注浆案例 |
3.2 过水巷道动水快速截流主控因素 |
3.3 过水巷道动水快速截流涌水与阻水模型 |
3.3.1 突水通道涌水模型 |
3.3.2 过水巷道阻水模型 |
3.4 过水巷道动水快速截流注浆建造水力模型 |
3.4.1 保浆袋水力模型 |
3.4.2 阻水段水力模型 |
3.5 本章小结 |
4 过水巷道动水快速截流模拟试验系统研发 |
4.1 模拟试验系统设计原理 |
4.1.1 模拟试验意义与目的 |
4.1.2 相似准则与设计原理 |
4.2 模拟试验功能系统设计 |
4.2.1 功能要求 |
4.2.2 概念设计 |
4.3 模拟试验设备系统组成 |
4.3.1 系统设计 |
4.3.2 设备组成 |
4.4 模拟试验流程与功能验证 |
4.4.1 试验流程 |
4.4.2 功能验证 |
4.5 本章小结 |
5 过水巷道动水快速截流模拟试验 |
5.1 浆液结石体特性配比试验 |
5.1.1 浆液初凝时间与结石率配比试验 |
5.1.2 浆液结石体强度配比试验 |
5.2 保浆袋囊变形移动规律及其对巷道流场变化特征试验 |
5.3 保浆袋囊对骨料快速灌注作用机制试验 |
5.4 保浆袋囊对水泥-水玻璃双液浆快速封堵作用机制试验 |
5.5 不同阻水体阻水能力差异试验 |
5.6 本章小结 |
6 过水巷道动水快速截流数值模拟 |
6.1 软件简介与计算原理 |
6.1.1 软件简介 |
6.1.2 数值模拟控制方程 |
6.2 动水抛袋试验数值模拟 |
6.2.1 模型结构与参数 |
6.2.2 工况条件 |
6.2.3 保浆袋囊运移规律及巷道流场变化特征 |
6.3 保浆袋囊对阻水体快速建造机制数值模拟 |
6.3.1 模型结构与参数 |
6.3.2 工况条件 |
6.3.3 保浆袋囊对阻水体快速建造机制分析 |
6.4 不同阻水体阻水能力差异试验数值模拟 |
6.4.1 模型结构与参数 |
6.4.2 工况条件 |
6.4.3 保浆袋囊对骨料堆积体阻水能力差异分析 |
6.5 本章小结 |
7 煤层底板突水灾害预注浆效果定量评价 |
7.1 煤层底板突水灾害注浆治理工况 |
7.2 突水通道截流或突水含水层堵源预注浆效果定量评价模型 |
7.2.1 评价指标选择 |
7.2.2 评价方法选择 |
7.2.3 数学模型建立 |
7.3 突水通道截流效果定量评价 |
7.3.1 现场测试方案 |
7.3.2 测试结果定性分析 |
7.3.3 测试结果定量分析 |
7.3.4 突水通道截流效果定量评价 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(2)化学刺激剂对河北马头营区增强型地热储层改造作用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 增强型地热系统研究现状及示范工程 |
1.2.2 化学刺激技术研究现状 |
1.2.3 存在的问题 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究方法 |
1.5 技术路线 |
第二章 研究区概况 |
2.1 研究区自然地理概况 |
2.2 区域地质条件 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 区域地质构造 |
2.2.3 地层岩性 |
2.3 地热地质条件 |
2.4 研究区水文地质条件 |
第三章 增强型地热系统化学刺激技术原理 |
3.1 地热储层分类 |
3.2 酸性化学刺激技术原理 |
3.3 碱性化学刺激技术原理 |
第四章 化学刺激静态溶蚀实验 |
4.1 实验方案设计 |
4.1.1 实验目的 |
4.1.2 实验原理与方法 |
4.1.3 实验方案设计 |
4.1.4 实验仪器 |
4.1.5 实验步骤 |
4.2 实验结果与分析 |
4.2.1 不同酸性化学刺激剂对岩石溶蚀率的影响 |
4.2.2 不同碱性化学刺激剂对岩石溶蚀率的影响 |
4.3 反应后刺激剂化学组分变化分析 |
4.3.1 酸性刺激剂组分变化分析 |
4.3.2 碱性刺激剂组分变化分析 |
4.4 反应后岩石矿物组成变化分析 |
4.4.1 酸性化学刺激剂对岩石矿物含量的影响 |
4.4.2 碱性化学刺激剂对岩石矿物含量的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 化学刺激岩心流动实验 |
5.1 实验方案设计 |
5.1.1 实验目的 |
5.1.2 实验原理与方法 |
5.1.3 实验方案设计 |
5.1.4 实验仪器 |
5.1.5 实验步骤 |
5.2 实验结果与分析 |
5.2.1 超纯水与岩石作用结果 |
5.2.2 酸性化学刺激剂与岩石作用结果 |
5.2.3 碱性化学刺激剂与岩石作用结果 |
5.3 反应后刺激剂化学组分变化分析 |
5.3.1 酸性刺激剂组分变化分析 |
5.3.2 碱性刺激剂组分变化分析 |
5.4 反应后岩石矿物组成变化分析 |
5.4.1 酸性化学刺激剂对岩石矿物含量的影响 |
5.4.2 碱性化学刺激剂对岩石矿物含量的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 化学刺激剂-岩体矿物相互作用数值模拟 |
6.1 模型基本原理 |
6.2 数值模型建立 |
6.2.1 水文地球化学概念模型 |
6.2.2 模型参数及初始条件 |
6.2.3 模型动力学参数设置 |
6.3 数值模拟方案 |
6.4 模拟结果 |
6.4.1 2.5mol/LHCl+0.5mol/LHF模拟结果 |
6.4.2 2.5mol/LNaOH模拟结果 |
6.4.3 2.5mol/LNaOH+1mol/LDTPA模拟结果 |
6.5 本章小结 |
第七章 河北马头营区深部高温储层化学刺激改造方案设计 |
7.1 EGS目标热储层基本矿物特征 |
7.2 数值模型建立 |
7.2.1 水文地球化学概念模型 |
7.2.2 模型参数及初始条件 |
7.2.3 模型动力学参数设置 |
7.3 模拟方案设计 |
7.4 模拟结果分析与讨论 |
7.4.1 酸性刺激剂2.5mol/LHCl+0.5mol/LHF模拟结果 |
7.4.2 碱性刺激液2.5mol/LNaOH模拟结果 |
7.4.3 碱性刺激剂2.5mol/LNaOH+1mol/LDTPA模拟结果 |
7.5 干热岩储层化学刺激改造方案 |
7.6 本章小结 |
第八章 结论和建议 |
8.1 结论 |
8.2 建议 |
参考文献 |
作者简介及取得成果 |
致谢 |
(3)基于成分数据及机器学习在阿舍勒地区的综合找矿研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1 章 引言 |
1.1 选题来源 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 矿产预测理论与方法研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 机器学习在矿产预测中的应用 |
1.5 研究区以往工作程度 |
1.6 研究内容、方法及技术路线 |
1.6.1 研究内容、方法 |
1.6.2 技术路线 |
第2 章 地质概况 |
2.1 区域地质 |
2.1.1 区域地理概况 |
2.1.2 区域地层 |
2.1.3 区域构造 |
2.1.4 区域岩浆岩 |
2.1.5 区域矿产 |
2.2 矿区地质 |
2.2.1 矿区地层 |
2.2.2 矿区构造 |
2.2.3 矿区火山活动与岩浆岩 |
2.2.4 矿区围岩蚀变 |
第3 章 研究区元素地球化学分布模式及弱异常识别 |
3.1 地球化学数据处理方法 |
3.1.1 成分数据分析 |
3.1.2 分形-多重分形理论 |
3.2 原生晕样品采集及数据分析 |
3.2.1 样品采集及测试分析 |
3.2.2 原生晕地球化学数据统计学特征 |
3.3 研究区单元素地球化学分布模式 |
3.3.1 原生晕数据元素地球化学分布模式 |
3.4 研究区元素组合地球化学分布模式 |
3.4.1 基于ilr变换的稳健主成分分析 |
3.4.2 基于ilr变换的连续二值分离技术 |
3.5 综合地球化学分布模式及弱异常提取 |
第4 章 研究区综合信息找矿模型 |
4.1 成矿规律研究 |
4.1.1 矿床成因浅析 |
4.1.2 地层控矿规律 |
4.1.3 构造控矿规律 |
4.1.4 岩体控矿规律 |
4.1.5 岩体-地层接触带控矿规律 |
4.1.6 矿化蚀变带 |
4.1.7 古火山机构 |
4.2 成矿地质信息提取方法 |
4.2.1 距离分布法 |
4.2.2 地质成矿要素提取流程 |
4.3 成矿地质要素定量提取 |
4.3.1 地层与成矿的关系 |
4.3.2 构造与成矿的关系 |
4.3.3 岩体与成矿的关系 |
4.3.4 岩体-地层接触带与成矿的关系 |
4.3.5 围岩蚀变与成矿的关系 |
4.3.6 古火山机构与成矿的关系 |
4.3.7 定量分析结果 |
4.4 综合信息矿产预测模型 |
4.4.1 铜锌多金属矿床综合找矿模型 |
4.4.2 矿床统计单元划分原则 |
4.4.3 统计单元的赋值 |
第5 章 基于机器学习的综合信息矿产预测 |
5.1 基于监督学习的矿产资源预测 |
5.1.1 训练、测试样本集特征 |
5.1.2 支持向量机模型 |
5.1.3 随机森林模型 |
5.1.4 加权K最近邻模型(KKNN) |
5.2 定量预测模型综合评价 |
第6 章 异常评价及深部找矿研究 |
6.1 基于机器学习的综合异常与原生晕弱异常对比研究 |
6.1.1 研究区控矿地质要素重要性评估 |
6.1.2 综合异常对比研究 |
6.1.3 研究区找矿预测区圈定 |
6.2 深部原生晕找矿研究 |
6.2.1 钻孔原生晕样品采集及分析 |
6.2.2 钻孔原生晕数据多元统计分析 |
6.2.3 原生晕轴向分带特征 |
6.2.4 钻孔原生晕深部找矿预测 |
第7 章 结论与存在问题 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 存在问题 |
参考文献 |
附录1 阿舍勒铜矿区断裂特征简表 |
附录2 矿区次火山岩岩石学特征表 |
附录3 断裂要素与矿点缓冲距离参数 |
附录4 SVM模型核函数超参数优化 |
个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
致谢 |
(4)煤矿瓦斯抽采增产机制及关键技术(论文提纲范文)
0 引言 |
1 瓦斯抽采增产理论基础 |
1.1 煤岩体结构的定量表征 |
1.2 瓦斯运移产出机制 |
1.2.1 吸附/解吸 |
1.2.2 扩散 |
1.2.3 渗流 |
1.3 基于煤岩体结构的瓦斯运移产出过程 |
2 瓦斯抽采增产机制 |
2.1 物理增产机制 |
2.1.1 造缝增透机制 |
2.1.2 增容增透机制 |
2.1.3 气驱增产机制 |
2.1.4 气胀致裂增透机制 |
2.2 生化增产机制 |
2.2.1 微生物降解增产机制 |
2.2.2 强氧化剂氧化增产机制 |
2.3 表面改性增产机制 |
2.3.1 毛细管压力测试 |
2.3.2 防水锁增产机制 |
2.3.3 防速敏增产机制 |
3 瓦斯抽采增产关键技术 |
3.1 水力压裂技术 |
3.1.1 水力压裂技术与增透原理 |
3.1.2 压裂泵组 |
3.1.3 压裂液的选用 |
3.1.4 水力压裂工艺 |
3.1.5 应用推广效果 |
3.2 钻冲压一体化技术 |
3.2.1 钻冲压一体化技术与增透原理 |
3.2.2 钻冲压一体化装备 |
3.2.3 钻冲压一体化瓦斯抽采增产工艺 |
3.2.4 应用效果 |
3.3 老孔修复增透技术 |
3.3.1 老孔修复增透技术与增透原理 |
3.3.2 老孔修复增透装备 |
3.3.3 老孔修复增透工艺 |
3.3.4 应用推广效果 |
3.4 三堵两注固液两相封孔技术 |
3.4.1 封孔原理 |
3.4.2 三堵两注固液两相封孔器材 |
3.4.3 三堵两注固液两相封孔工艺 |
3.4.4 应用效果 |
3.5 下向瓦斯抽采孔自动排水排渣气驱增产技术 |
3.5.1 自动排水排渣气驱技术及其原理 |
3.5.2 自动排水排渣气驱装置 |
3.5.3 应用效果 |
3.6 地面以孔代巷技术 |
3.6.1 水平井井位的选择 |
3.6.2 技术原理 |
3.6.3 地面以孔代巷瓦斯抽采增产工艺 |
3.6.4 应用推广效果 |
4 结论 |
(5)人工裂化煤岩体的应力场改变机制及控制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状及发展趋势 |
1.3 存在的问题 |
1.4 研究内容与研究方法 |
2 人工裂化煤岩体的裂缝形态特征及定量损伤分析 |
2.1 人工裂缝的形态特征 |
2.2 人工裂缝对煤岩力学性能和破坏特征的影响 |
2.3 基于人工裂缝形态的损伤变量计算 |
2.4 人工裂缝对煤岩体力学参数的定量影响 |
2.5 等效损伤材料的生成和验证 |
2.6 小结 |
3 人工裂化煤岩体的应力场改变规律 |
3.1 模型建立及参数确定 |
3.2 人工裂缝周边的应力和位移 |
3.3 人工裂缝形态对细观应力场的改变规律 |
3.4 含人工裂缝煤岩体的细宏观应力场改变过程 |
3.5 人工裂缝对宏观破裂及应力场的改变规律 |
3.6 人工裂缝对煤岩体宏观应力场改变的力学条件 |
3.7 小结 |
4 人工裂化煤岩的弱结构体应力改变机制 |
4.1 人工裂化煤岩的弱结构体应力转移效应 |
4.2 人工裂化煤岩弱结构体的应力转移力学模型 |
4.3 弱结构体条件下影响应力转移的因素分析 |
4.4 小结 |
5 水力压裂应力转移的关键参数确定 |
5.1 水力压裂参数优化 |
5.2 水力压裂工艺设计及参数确定方法 |
5.3 小结 |
6 工程应用及分析 |
6.1 工作面条件 |
6.2 控制原理 |
6.3 水力压裂工艺和参数的确定 |
6.4 水力压裂实施方案 |
6.5 水力压裂的现场实施 |
6.6 效果分析 |
6.7 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(6)煤矿裂隙含水层驱水注浆机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 本文研究内容及技术路线 |
2 单裂隙驱水注浆机理分析和模拟 |
2.1 动态扰动下水泥浆液流变性试验 |
2.2 单裂隙中浆液驱水机理分析 |
2.3 单裂隙驱水注浆数值模拟 |
2.4 本章小结 |
3 单裂隙浆液驱水影响因素分析 |
3.1 宾汉姆浆液驱水流动主控因素规律 |
3.2 幂律型浆液驱水流动主控因素规律 |
3.3 牛顿型浆液驱水流动主控因素规律 |
3.4 本章小结 |
4 裂隙网络驱水注浆模型和浆液流动机制 |
4.1 人字形组合裂隙浆液驱水流动机理 |
4.2 离散裂隙网络驱水注浆渗流阻模型 |
4.3 裂隙网络浆液驱水流动机制分析 |
4.4 本章小结 |
5 裂隙网络驱水注浆模拟与敏感性分析 |
5.1 裂隙网络驱水注浆数值模拟方法 |
5.2 常用裂隙组合浆液驱水数值模拟 |
5.3 离散裂隙网络浆液驱水数值模拟 |
5.4 裂隙网络驱水注浆敏感因素分析 |
5.5 本章小结 |
6 裂隙含水层驱水注浆可视化试验研究 |
6.1 试验系统组成与操作流程 |
6.2 单裂隙驱水注浆试验 |
6.3 裂隙网络驱水注浆试验 |
6.4 本章小结 |
7 裂隙含水层驱水注浆现场实践 |
7.1 工程概况 |
7.2 底板太原组灰岩赋水性探测 |
7.3 巷道底板安全性分析 |
7.4 巷道底板灰岩层注浆设计 |
7.5 注浆改造效果检验 |
7.6 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(7)如美水电站左岸坝基边坡变形破坏机制及稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 工程概况 |
1.2 选题依据及研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 西部山区水电开发与高坝建设 |
1.3.2 斜坡结构特征及变形破坏模式研究现状 |
1.3.3 岩体结构类型及量化描述研究现状 |
1.3.4 边坡稳定性研究方法概述 |
1.4 研究内容、研究思路和技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究思路及技术路线 |
第2章 中坝址区工程地质环境条件 |
2.1 自然地理 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 气象水文 |
2.2 区域地质特征 |
2.2.1 区域地貌 |
2.2.2 区域构造 |
2.2.3 新构造运动及地震 |
2.3 坝址区工程地质条件 |
2.3.1 地形地貌 |
2.3.2 地层岩性 |
2.3.3 地质构造 |
2.3.4 水文地质条件 |
2.3.5 物理地质现象 |
第3章 左岸坝基边坡结构特征分析 |
3.1 岩性特征分析 |
3.2 Ⅲ级结构面发育特征 |
3.3 Ⅳ级结构面发育特征 |
3.4 V级结构面发育特征 |
3.4.1 缓倾结构面发育特征 |
3.4.2 陡倾裂隙发育特征 |
3.5 左岸坝基岩体结构特征分析 |
3.5.1 岩体结构特征量化分析 |
3.5.2 RQD、RBI和 RSI相关性分析 |
3.6 左岸坝基岩体质量评价 |
3.6.1 坝基岩体质量定性描述 |
3.6.2 坝基岩体质量量化分级方法及改进 |
3.6.3 坝基岩体质量综合分级 |
3.6.4 坝基岩体参数选取 |
3.7 斜坡变形破坏现象分析 |
3.7.1 滑动变形破坏现象 |
3.7.2 倾倒变形破坏现象 |
3.8 左岸坝基边坡可能失稳模式分析 |
3.9 小结 |
第4章 左岸斜坡形成演化动力学过程数值模拟研究 |
4.1 概述 |
4.2 计算模型的建立 |
4.3 初始应力场分析 |
4.4 左岸斜坡断层L72空间延伸长度分析 |
4.5 左岸斜坡形成过程中卸荷发展及特征分析 |
4.5.1 河谷下切过程中应力场演化特征 |
4.5.2 基于变形特征的斜坡卸荷特征分析 |
4.5.3 基于塑性区特征的斜坡卸荷特征分析 |
4.6 小结 |
第5章 左岸坝基边坡稳定性评价 |
5.1 概述 |
5.2 左岸坝基自然斜坡稳定性分析 |
5.2.1 基于FLAC3D的强度折减法分析 |
5.2.2 三维块体稳定性分析 |
5.3 左岸坝基开挖边坡稳定性分析 |
5.3.1 计算模型及开挖方案拟定 |
5.3.2 左岸坝基边坡开挖响应分析 |
5.3.3 基于强度折减法的坝基边坡稳定性分析 |
5.4 小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
(8)煤层底板破坏与递进导升协同突水致灾机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 底板突水理论研究进展 |
1.2.2 断层突水机理研究进展 |
1.2.3 递进导升突水研究进展 |
1.2.4 底板采动破坏研究进展 |
1.2.5 流固耦合模拟试验系统研究进展 |
1.2.6 底板突水监测技术研究进展 |
1.3 存在的问题与发展趋势 |
1.4 主要研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法及技术路线 |
2 河南矿区水文地质特征及突水影响因素分析 |
2.1 河南矿区水文地质特征 |
2.1.1 焦作矿区 |
2.1.2 郑州矿区 |
2.1.3 永城矿区 |
2.2 底板破坏与递进导升协同突水案例分析 |
2.2.1 矿井概况 |
2.2.2 矿井水文地质概况 |
2.2.3 突水地点 |
2.2.4 突水水源 |
2.2.5 突水通道 |
2.2.6 突水原因 |
2.3 底板破坏与递进导升协同突水影响因素 |
2.3.1 地质构造 |
2.3.2 承压水水压 |
2.3.3 矿山压力 |
2.3.4 底板隔水层厚度及岩性组合 |
2.4 底板破坏与递进导升现象观测 |
2.5 本章小结 |
3 底板破坏与递进导升协同突水机理研究 |
3.1 煤层底板裂隙扩展数学模型 |
3.1.1 裂纹尖端区域的应力场和位移场 |
3.1.2 裂隙的扩展长度 |
3.1.3 不连续节理岩体强度分析 |
3.2 采动过程中岩体变形对水压影响 |
3.2.1 基本微分方程 |
3.2.2 岩石体应变与孔隙中液体压力分析 |
3.2.3 底板异常高压水产生原因研究 |
3.3 采动底板破坏特征力学分析 |
3.3.1 底板破坏带分布形态 |
3.3.2 底板破坏深度力学分析确定 |
3.4 底板破坏与递进导升协同突水规律研究 |
3.4.1 底板破坏与递进导升协同突水机理 |
3.4.2 底板破坏与递进导升协同突水断裂力学模型 |
3.5 本章小结 |
4 底板破坏与递进导升协同突水规律的相似模拟试验研究 |
4.1 相似理论 |
4.2 岩层顶底板力学性质测试 |
4.3 模型试验设计 |
4.4 试验过程及分析 |
4.4.1 试验过程呈现 |
4.4.2 煤层底板岩体的应力变化规律 |
4.4.3 煤层底板承压水的递进导升变化规律 |
4.4.4 工作面回采过程中底板岩体的裂隙发育与递进导升协同规律 |
4.5 本章小结 |
5 底板采动裂隙分布与递进导升规律数值模拟研究 |
5.1 数值模拟方法 |
5.2 数值模型建立 |
5.3 底板岩层破裂与递进导升协同突水过程 |
5.3.1 底板的损伤演化与渗流场耦合过程分析 |
5.3.2 底板突水路径的应力场演化过程分析 |
5.4 本章小结 |
6 基于底板破坏与递进导升协同的突水危险性预测 |
6.1 基于底板破坏与递进导升协同突水机理的监测 |
6.1.1 16001工作面概况 |
6.1.2 直流电法探查灰岩水在底板的自然导升高度 |
6.1.3 底板裂隙发育程度及范围的微震监测研究 |
6.1.4 基于统计公式底板破坏深度的确定 |
6.1.5 底板突水性危险评价 |
6.2 底板突水危险性预测验证 |
6.2.1 工程概况 |
6.2.2 突水简述 |
6.2.3 突水水源与导水通道 |
6.2.4 底板突水危险性评价 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读博期间主要科研成果 |
(9)煤矿底板突水机制与新型注浆材料加固机理及工程应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.1.1 研究背景与意义 |
1.1.2 选题目的与依据 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 底板突水机理研究现状 |
1.2.2 底板注浆加固材料研发现状 |
1.2.3 底板突水加固机理研究现状 |
1.2.4 底板突水防治技术研究现状 |
1.3 存在的问题 |
1.3.1 底板突水机理 |
1.3.2 岩体弱化裂隙扩展 |
1.3.3 奥灰底板注浆堵水加固材料 |
1.4 主要研究内容、技术路线与创新点 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.4.3 创新点 |
第二章 煤矿底板突水灾变特征及地质模型 |
2.1 底板突水影响因素分析 |
2.1.1 地下水因素 |
2.1.2 地质因素 |
2.1.3 工程因素 |
2.2 底板突水灾变条件 |
2.2.1 底板下承压含水层 |
2.2.2 地层渗透弱化 |
2.2.3 工作面采动影响 |
2.2.4 导水通道扩展 |
2.3 底板突水灾变特征 |
2.3.1 底板突水复杂性特征 |
2.3.2 底板突水时空特征 |
2.3.3 底板突水采动破坏特征 |
2.3.4 底板突水强危害性特征 |
2.4 底板突水地质模型 |
2.4.1 水文地质情况 |
2.4.2 地质模型力学简化 |
2.4.3 地质力学模型 |
2.5 本章小结 |
第三章 底板裂隙抗剪强度及突水机理 |
3.1 底板损伤弱化因素 |
3.1.1 裂隙粗糙度 |
3.1.2 承压水作用 |
3.1.3 界面力学参数分析 |
3.1.4 裂隙细观特征 |
3.2 底板裂隙受力分析 |
3.2.1 未突阶段受力分析 |
3.2.2 突水阶段受力分析 |
3.2.3 稳定阶段受力分析 |
3.2.4 底板裂隙稳定性分析 |
3.3 底板裂隙抗剪强度 |
3.3.1 节理裂隙突水过程 |
3.3.2 未突阶段抗剪强度模型 |
3.3.3 突水阶段抗剪强度模型 |
3.3.4 稳定阶段抗剪强度模型 |
3.4 底板整体受力分析 |
3.5 煤层底板起劈判据 |
3.6 本章小结 |
第四章 煤矿奥灰底板含水层注浆改造效果数值分析 |
4.1 考虑裂隙网络的底板改造二维模型 |
4.1.1 岩体裂隙渗流控制方程 |
4.1.2 岩体离散裂隙网络生成 |
4.1.3 计算结果分析 |
4.2 奥灰底板含水层注浆改造三维模型 |
4.2.1 渗流与应力变形控制方程 |
4.2.2 三维有限元模型创建 |
4.3 煤层回采多场信息演化规律 |
4.3.1 渗流场演化规律 |
4.3.2 应力场演化规律 |
4.3.3 位移演化规律 |
4.3.4 塑性区演化规律 |
4.4 开挖稳定性及涌水量影响因素分析 |
4.4.1 注浆改造厚度的影响 |
4.4.2 注浆改造区参数的影响 |
4.4.3 奥灰岩层参数的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 煤矿底板加固材料研发与性能分析 |
5.1 材料组分可行性分析 |
5.1.1 普通硅酸盐水泥(PO 42.5) |
5.1.2 煤矸石 |
5.1.3 粘土 |
5.2 粒度级配 |
5.3 流动度 |
5.4 初凝及终凝时间 |
5.5 结石体抗折及抗压强度 |
5.6 结石体抗渗性 |
5.7 不同龄期结石体XRD及SEM分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 新型绿色奥灰含水层注浆材料工业生产与现场试验 |
6.1 新型奥灰含水层注浆材料生产工艺 |
6.1.1 煤矸石破碎工艺 |
6.1.2 材料粉磨工艺 |
6.1.3 原料混合工艺 |
6.2 试验现场概况 |
6.2.1 工程概况 |
6.2.2 水文地质分析 |
6.2.3 工作面物探勘察 |
6.3 注浆治理及现场监测方案设计 |
6.3.1 注浆治理方案设计 |
6.3.2 现场监测方案设计 |
6.4 注浆治理现场试验及结果分析 |
6.4.1 现场注浆治理与监测 |
6.4.2 实验结果分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文及参与的项目 |
博士期间发表的论文 |
博士期间获得/申请的专利 |
博士期间参与的科研项目 |
博士期间获得奖励 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(10)深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容及方法 |
1.4 技术路线 |
2 华北型煤田东缘区域地质及水文地质条件 |
2.1 区域赋煤构造及含水层 |
2.2 深部煤层开采底板突水水源水文地质特征 |
2.3 煤系基底奥陶系灰岩含水层水文地质特征 |
2.4 本章小结 |
3 深部开采底板变形破坏原位动态监测 |
3.1 分布式光纤动态监测底板采动变形破坏 |
3.2 对比分析光纤实测与传统解析和原位探查 |
3.3 本章小结 |
4 深部开采煤层底板破坏机理和突水模式研究 |
4.1 深部开采煤层底板破裂分布动态演化规律 |
4.2 深部煤层开采底板突水模式 |
4.3 本章小结 |
5 深部开采底板突水危险性非线性预测评价方法 |
5.1 深部煤层开采底板破坏深度预测 |
5.2 下组煤开采底板突水危险性评价研究及应用 |
5.3 本章小结 |
6 深部开采底板水害治理模式及关键技术 |
6.1 底板水害治理模式和效果评价方法 |
6.2 底板水害治理模式和治理效果评价的应用 |
6.3 本章小结 |
7 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新性成果 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
四、岩体改造原理及技术(论文参考文献)
- [1]煤层底板突水灾害动水快速截流机理及预注浆效果定量评价[D]. 杨志斌. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
- [2]化学刺激剂对河北马头营区增强型地热储层改造作用研究[D]. 许佳男. 吉林大学, 2021
- [3]基于成分数据及机器学习在阿舍勒地区的综合找矿研究[D]. 郑超杰. 桂林理工大学, 2021(01)
- [4]煤矿瓦斯抽采增产机制及关键技术[J]. 苏现波,宋金星,郭红玉,蔺海晓,刘晓,韩颖,张双斌,李贤忠,于世耀. 煤炭科学技术, 2020(12)
- [5]人工裂化煤岩体的应力场改变机制及控制研究[D]. 刘江伟. 中国矿业大学, 2020(07)
- [6]煤矿裂隙含水层驱水注浆机制研究[D]. 胡洋. 中国矿业大学, 2020
- [7]如美水电站左岸坝基边坡变形破坏机制及稳定性分析[D]. 刘鸿. 成都理工大学, 2020(04)
- [8]煤层底板破坏与递进导升协同突水致灾机理研究[D]. 王进尚. 安徽理工大学, 2020(03)
- [9]煤矿底板突水机制与新型注浆材料加固机理及工程应用研究[D]. 王慧涛. 山东大学, 2020(11)
- [10]深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价[D]. 胡彦博. 中国矿业大学, 2020(01)