西部富煤區(qū)突水潰沙運(yùn)移演化規(guī)律試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間：2017-09-11 02:19
本文關(guān)鍵詞：西部富煤區(qū)突水潰沙運(yùn)移演化規(guī)律試驗(yàn)研究
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【摘要】：侏羅-白堊系是我國(guó)西部富煤區(qū)的主要富煤地層,其與東部華北型煤田的石炭-二疊系在成巖時(shí)間、地質(zhì)作用等方面存在著巨大的不同,從而造成了東、西部煤礦災(zāi)害類(lèi)型的不同。本論文得到國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目“西部煤炭高強(qiáng)度開(kāi)采下地質(zhì)災(zāi)害防治與環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)研究”(項(xiàng)目編號(hào):2013CB227901)的資助,以西部富煤區(qū)地質(zhì)成因背景為基礎(chǔ),結(jié)合典型突水潰沙實(shí)例,對(duì)研究區(qū)的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的概化,并自主研發(fā)了潰沙啟動(dòng)水位室內(nèi)試驗(yàn)系統(tǒng),以室內(nèi)試驗(yàn)為主要研究手段,探討和模擬了自制沙樣和實(shí)地沙樣的水沙兩相流運(yùn)移特征以及潰沙啟動(dòng)機(jī)制。本文的主要內(nèi)容及成果如下:(1)結(jié)合西部富煤區(qū)地質(zhì)成因背景以及典型突水潰沙實(shí)例,對(duì)研究區(qū)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)和突水潰沙模式進(jìn)行了概化,結(jié)合對(duì)實(shí)地沙樣的顆粒級(jí)配分析,制備粗、中、細(xì)沙三種基本沙樣和兩組實(shí)地沙樣,對(duì)干沙潰沙演化規(guī)律、半飽水沙潰沙演化規(guī)律、飽水沙潰沙演化規(guī)律進(jìn)行了正交試驗(yàn),共計(jì)十三組試驗(yàn)。(2)試驗(yàn)過(guò)程中,重點(diǎn)觀測(cè)和記錄了潰沙啟動(dòng)臨界水位、潰沙漏斗演化過(guò)程、潰沙量演化過(guò)程、孔隙水壓力演化過(guò)程等數(shù)據(jù)。依據(jù)觀測(cè)現(xiàn)象,根據(jù)含水率不同,將潰沙沙層由下至上分為三層:飽水帶、毛細(xì)上升帶、無(wú)水帶。潰沙初期飽水帶形成空腔,隨著空腔的擴(kuò)大,上部毛細(xì)上升帶和無(wú)水帶垮塌形成降落漏斗,沙體不斷運(yùn)動(dòng)直至空腔貫通。在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn),沙體運(yùn)動(dòng)主要集中在下層水?dāng)y沙運(yùn)動(dòng)的飽水帶以及上層沙粒滑落的無(wú)水帶表土層。(3)根據(jù)試驗(yàn)組潰沙漏斗形態(tài)發(fā)展曲線的走勢(shì)不同,將臨界水力坡度下潰沙漏斗演化過(guò)程分為四個(gè)階段:Ⅰ空腔形成期、Ⅱ快速擴(kuò)展期、Ⅲ穩(wěn)定擴(kuò)展期、Ⅳ空腔貫通期;將干沙漏斗演化過(guò)程劃分為三個(gè)階段:Ⅰ快速擴(kuò)展期、Ⅱ穩(wěn)定擴(kuò)展期、Ⅲ失穩(wěn)期;將飽和沙潰沙漏斗演化規(guī)律劃分為三個(gè)階段:Ⅰ空腔形成期、Ⅱ中心塌陷期、Ⅲ邊緣坍塌期。(4)干沙潰沙時(shí),粒徑小的沙體潰沙速度快;具有含水率的沙體潰沙時(shí),粒徑大的沙體潰沙速度塊,并且隨著含水率的增大,潰沙速度增大。同時(shí),半飽水潰沙時(shí),沙層厚度越大,其水沙比越大。并對(duì)臨界水力坡度下沙層的潰沙量變化過(guò)程進(jìn)行回歸分析,擬合結(jié)果表明潰沙量和潰沙時(shí)間呈現(xiàn)較好的指數(shù)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：突水潰沙 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/strong> 形態(tài)演化 臨界水力坡度
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P641.461
【目錄】：
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-18
- 變量注釋表18-19
- 1 緒論19-27
- 1.1 研究背景及意義19
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-24
- 1.3 存在問(wèn)題24
- 1.4 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容24-25
- 1.5 研究方法與技術(shù)路線圖25-27
- 2 研究區(qū)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)研究27-39
- 2.1 研究區(qū)突水潰沙典型實(shí)例27-29
- 2.2 研究區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì)條件29-32
- 2.3 研究區(qū)沙源粒徑顆粒級(jí)配分析32-36
- 2.4 研究區(qū)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型36-37
- 2.5 本章小結(jié)37-39
- 3 室內(nèi)模型試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-52
- 3.1 物理模型設(shè)計(jì)原理39-40
- 3.2 室內(nèi)模型試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成40-46
- 3.3 室內(nèi)模型試驗(yàn)沙樣制備46-48
- 3.4 室內(nèi)模型試驗(yàn)內(nèi)容48-51
- 3.5 本章小結(jié)51-52
- 4 室內(nèi)模型試驗(yàn)成果52-85
- 4.1 突水潰沙臨界水頭判別準(zhǔn)則52-53
- 4.2 潰沙漏斗形態(tài)演化過(guò)程53-66
- 4.3 潰沙量過(guò)程線及水沙比66-74
- 4.4 潰沙過(guò)程中孔隙水壓力變化情況74-77
- 4.5 實(shí)地沙樣水沙運(yùn)移模擬試驗(yàn)結(jié)果77-81
- 4.6 補(bǔ)充試驗(yàn)結(jié)果81-83
- 4.7 本章小結(jié)83-85
- 5 水沙兩相流運(yùn)移特征及啟動(dòng)機(jī)制討論85-94
- 5.1 水沙兩相流運(yùn)移特征85-90
- 5.2 潰沙啟動(dòng)機(jī)制討論90-92
- 5.3 突水潰沙事故影響因素及防治措施92-93
- 5.4 本章小結(jié)93-94
- 6 結(jié)論及建議94-96
- 6.1 主要結(jié)論94-95
- 6.2 建議95-96
- 參考文獻(xiàn)96-104
- 作者簡(jiǎn)歷104-106
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集106
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條
1 張向東;馮勝洋;王長(zhǎng)江;;基于網(wǎng)格搜索的支持向量機(jī)砂土液化預(yù)測(cè)模型[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期
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3 朱衛(wèi)兵;許家林;李興尚;王志剛;;厚表土層薄基巖條件下村莊壓煤條帶開(kāi)采試驗(yàn)[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期
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，本文編號(hào)：828041
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