井工煤炭开采对土壤关键物理性质的影响规律研究
发布时间：2021-07-30 08:14
西部干旱及半干旱区生态环境脆弱,在受到采矿等人为扰动后,生态环境问题更加突出。土壤作为植被的载体,对动物、微生物、气候等生态因子具有重要的影响,因此探寻开采对土壤关键物理性质影响具有重要的现实意义。目前较少学者从室内物理模拟角度探寻开采对土壤物理性质影响。本文依据相似理论和开采沉陷理论,采用量纲分析法推导了开采对土壤物理性质影响的物理模型试验相似准则及相似常数;设计了相似装置的关键尺寸参数、模拟开采尺寸、开采方法及监测系统,研制出开采影响土壤物理性质的三维物理模拟平台。本文合理选取52303工作面上覆岩层相似材料及其铺设方式,实现了土壤相似性铺设;提出了利用对照组和实验组降低边界效应的室内物理模拟数据获取方法及土壤取样点水平变形值的计算规则。从沉陷影响范围、主断面地表水平移动和变形、开采影响范围内水平变形角度,分析了造成土壤物理性质变化的开采沉陷相似的合理性。通过室内开采影响土壤物理性质的相似模拟试验及野外土壤取样试验分析发现,开采对土壤天然含水量和容重的扰动具有空间分区特性。开采降低了压缩区、拉伸区土壤天然含水量及拉伸区的土壤容重,提高了压缩区和拉伸区土壤天然含水量和土壤容重的离散程...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
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 研究内容与技术路线
2 开采影响土壤关键物理性质的三维模拟平台研制
2.1 理论基础
2.2 开采影响土壤物理性质模型试验的原型条件
2.3 开采影响土壤物理性质模型试验的相似准则
2.4 三维模拟装置箱体参数及开采系统研究
2.5 试验监测系统的搭建
2.6 本章小结
3 开采影响土壤关键物理性质的模拟实验研究
3.1 相似岩层及土层构建
3.2 土壤取样点水平变形计算规则及对照组设计
3.3 开采沉陷相似模拟与现场对比研究
3.4 开采对土壤物理性质扰动研究
3.5 本章小结
4 开采影响土壤关键物理性质的现场试验研究
4.1 现场试验设计
4.2 现场试验研究方法
4.3 开采对土壤物理性质扰动的统计变化规律
4.4 开采对土壤物理性质扰动的空间变异规律
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 不足与展望
参考文献
附录 1
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤炭开采沉陷区土壤有机碳空间变化[J]. 程静霞,聂小军,刘昌华. 煤炭学报. 2014(12)
[2]采煤沉陷干扰下土壤理化性质的演变——以大柳塔矿采区为例[J]. 刘哲荣,燕玲,贺晓,包丽颖,刘冠志. 干旱区资源与环境. 2014(11)
[3]采煤塌陷裂缝对降雨后坡面土壤水分的影响[J]. 马迎宾,黄雅茹,王淮亮,党晓宏,汪季,高永. 土壤学报. 2014(03)
[4]采煤沉陷对沙地土壤水分分布的影响[J]. 邹慧,毕银丽,朱郴韦,杜涛,韩博. 中国矿业大学学报. 2014(03)
[5]风沙区采煤塌陷不同恢复年限土壤理化性质变化[J]. 王琦,全占军,韩煜,付梦娣,叶瑶. 水土保持学报. 2014(02)
[6]神东矿区绿色开采技术[J]. 杨俊哲,陈苏社,王义,高登云,侯志成,李强. 煤炭科学技术. 2013(09)
[7]半干旱山区采矿扰动植被指数时空变化规律[J]. 马超,张晓克,郭增长,吴立新. 环境科学研究. 2013(07)
[8]采场覆岩“三带”演化特性的相似模拟实验及分析[J]. 李树刚,王琳华,林海飞,魏宗勇,丁洋. 矿业安全与环保. 2013(03)
[9]采煤沉陷对植被土壤容重和水分入渗规律的影响[J]. 邹慧,毕银丽,金晶晶,朱郴韦,彭星,李丽娟. 煤炭科学技术. 2013(03)
[10]采煤沉陷对风沙区土壤非饱和水分入渗的影响[J]. 臧荫桐,丁国栋,高永,汪季,何志,周瑞平,王健. 水科学进展. 2012(06)
博士论文
[1]采煤塌陷对生态环境的影响及恢复研究[D]. 姚国征.北京林业大学 2012
[2]城市住宅价格时空分布规律研究[D]. 曾晖.南京林业大学 2012
[3]矸石直接充填综采岩层移动控制及其应用研究[D]. 张吉雄.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]汉江流域降水量的空间插值研究[D]. 袁艳艳.华中科技大学 2013
[2]巷采充填矸石压缩特性研究[D]. 李辉.辽宁工程技术大学 2011
[3]邢东矿充填巷式开采数值模拟与现场实测研究[D]. 刘鹏亮.煤炭科学研究总院 2007
本文编号：3311050
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
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 研究内容与技术路线
2 开采影响土壤关键物理性质的三维模拟平台研制
2.1 理论基础
2.2 开采影响土壤物理性质模型试验的原型条件
2.3 开采影响土壤物理性质模型试验的相似准则
2.4 三维模拟装置箱体参数及开采系统研究
2.5 试验监测系统的搭建
2.6 本章小结
3 开采影响土壤关键物理性质的模拟实验研究
3.1 相似岩层及土层构建
3.2 土壤取样点水平变形计算规则及对照组设计
3.3 开采沉陷相似模拟与现场对比研究
3.4 开采对土壤物理性质扰动研究
3.5 本章小结
4 开采影响土壤关键物理性质的现场试验研究
4.1 现场试验设计
4.2 现场试验研究方法
4.3 开采对土壤物理性质扰动的统计变化规律
4.4 开采对土壤物理性质扰动的空间变异规律
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 不足与展望
参考文献
附录 1
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤炭开采沉陷区土壤有机碳空间变化[J]. 程静霞,聂小军,刘昌华. 煤炭学报. 2014(12)
[2]采煤沉陷干扰下土壤理化性质的演变——以大柳塔矿采区为例[J]. 刘哲荣,燕玲,贺晓,包丽颖,刘冠志. 干旱区资源与环境. 2014(11)
[3]采煤塌陷裂缝对降雨后坡面土壤水分的影响[J]. 马迎宾,黄雅茹,王淮亮,党晓宏,汪季,高永. 土壤学报. 2014(03)
[4]采煤沉陷对沙地土壤水分分布的影响[J]. 邹慧,毕银丽,朱郴韦,杜涛,韩博. 中国矿业大学学报. 2014(03)
[5]风沙区采煤塌陷不同恢复年限土壤理化性质变化[J]. 王琦,全占军,韩煜,付梦娣,叶瑶. 水土保持学报. 2014(02)
[6]神东矿区绿色开采技术[J]. 杨俊哲,陈苏社,王义,高登云,侯志成,李强. 煤炭科学技术. 2013(09)
[7]半干旱山区采矿扰动植被指数时空变化规律[J]. 马超,张晓克,郭增长,吴立新. 环境科学研究. 2013(07)
[8]采场覆岩“三带”演化特性的相似模拟实验及分析[J]. 李树刚,王琳华,林海飞,魏宗勇,丁洋. 矿业安全与环保. 2013(03)
[9]采煤沉陷对植被土壤容重和水分入渗规律的影响[J]. 邹慧,毕银丽,金晶晶,朱郴韦,彭星,李丽娟. 煤炭科学技术. 2013(03)
[10]采煤沉陷对风沙区土壤非饱和水分入渗的影响[J]. 臧荫桐,丁国栋,高永,汪季,何志,周瑞平,王健. 水科学进展. 2012(06)
博士论文
[1]采煤塌陷对生态环境的影响及恢复研究[D]. 姚国征.北京林业大学 2012
[2]城市住宅价格时空分布规律研究[D]. 曾晖.南京林业大学 2012
[3]矸石直接充填综采岩层移动控制及其应用研究[D]. 张吉雄.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]汉江流域降水量的空间插值研究[D]. 袁艳艳.华中科技大学 2013
[2]巷采充填矸石压缩特性研究[D]. 李辉.辽宁工程技术大学 2011
[3]邢东矿充填巷式开采数值模拟与现场实测研究[D]. 刘鹏亮.煤炭科学研究总院 2007
本文编号：3311050
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