矿井采空区水库坝体结构稳定性及其防渗技术研究

发布时间：2021-05-01 03:44

　　矿井水灾害事故发生的主要原因是采空区水库坝体的失稳和渗流破坏,采空区水水库投入使用前,对水库坝体结构稳定性进行分析预测,并及时设置防渗措施,降低坝体周围的渗透压和渗水量的大小是保证矿井地下水库的安全运行的关键。采空区地下水库坝体结构的稳定和最优防渗措施的选择对于煤矿地下水库整体的有序运行至关重要。采空区水库是一种矿区环保型水利工程,是利用煤矿回采后形成的地下空间作为主要蓄水区域,由于煤矿开采过程以及矿区本身所处的地质环境复杂多变,服务环境差,采空区也必然会受到这些环境条件的限制,因此在回采作业完成后容易形成损伤区;回采作业保留的处于损伤区域的安全煤柱作为地下水库的坝体结构,其稳定性和渗流情况难以直接分析;因此,应在实际作业中,将实验和FLAC 3D数值模拟同步进行并将所得数据和结论进行对照:实验过程通过现场实地取样,对所取岩样进行力学强度试验并记录数据;模拟实际作业环境下各种坝体结构的力学性能变化和渗流情况,利用模拟所得到的力学变化规律和渗流作用效果分析坝体的稳定性和渗流情况,以及水库坝体稳定性情况和渗流场的主要区域,根据损伤区域和渗流场的分布选用经济合理效率最优的防渗措施。研究表明:... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 采空区水库研究现状
        1.2.2 采空区水库坝体稳定性研究现状
        1.2.3 渗流的相关概念
        1.2.4 采空区水库防渗技术研究现状
    1.3 研究内容与方案及创新点和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方案与创新点
        1.3.3 技术路线图
2 矿区地质条件与采空区水库建设情况
    2.1 矿区地质条件
    2.2 采空区水库建设原理
        2.2.1 水源条件
        2.2.2 通道条件
        2.2.3 采空区条件
    2.3 采空区水库建设概况
    2.4 小结
3 采空区水库坝体结构及力学性能分析
    3.1 基本概念
        3.1.1 煤柱坝体
        3.1.2 人工坝体
    3.2 强度测试实验准备
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 实验材料
    3.3 采空区水库坝体结构力学强度分析实验
        3.3.1 煤柱坝体力学性能分析
        3.3.2 人工坝体力学性能分析
        3.3.3 坝体间衔接处力学性能分析
    3.4 小结
4 采空区水库坝体稳定性数值模拟分析
    4.1 FLAC3D数值模拟软件简介
    4.2 煤柱坝体数值模拟分析
        4.2.1 数值模拟模型建立
        4.2.2 数值模拟过程分析
    4.3 人工坝体数值模拟分析
        4.3.1 数值模拟模型建立
        4.3.2 数值模拟结果分析
    4.4 坝体衔接处数值模拟分析
        4.4.1 模型建立
        4.4.2 数值模拟过程分析
        4.4.3 数值模拟结果分析
    4.5 小结
5 采空区水库坝体结构防渗技术研究
    5.1 防渗材料研究
    5.2 防渗工艺研究
        5.2.1 垂直防渗
        5.2.2 水平防渗
    5.3 不同坝体结构的防渗技术研究
        5.3.1 煤柱坝体防渗技术研究
        5.3.2 人工坝体防渗技术研究
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3170078