【摘 要】
:
西北大型煤炭基地新近系N2红土覆盖广,其在采动影响下易产生下行拉伸裂缝,但因N2红土黏土矿物含量高、亲水性强、塑性大,具有一定的弥合性,因此围绕N2红土裂缝弥合特性开展N2红土隔水层采动裂缝发育规律研究,对矿区实现地表潜水与生态环境保护具有重要意义。论文以榆神矿区某矿N2红土为研究对象,通过黏土矿物成分测试(XRD射线衍射试验)、N2红土裂缝弥合试验和物理相似模拟等实验室实验,结合理论分析(包括概
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(51874230)、(52074208);
论文部分内容阅读
西北大型煤炭基地新近系N2红土覆盖广,其在采动影响下易产生下行拉伸裂缝,但因N2红土黏土矿物含量高、亲水性强、塑性大,具有一定的弥合性,因此围绕N2红土裂缝弥合特性开展N2红土隔水层采动裂缝发育规律研究,对矿区实现地表潜水与生态环境保护具有重要意义。论文以榆神矿区某矿N2红土为研究对象,通过黏土矿物成分测试(XRD射线衍射试验)、N2红土裂缝弥合试验和物理相似模拟等实验室实验,结合理论分析(包括概率积分理论和弹塑性理论),并借助开采损害预计软件对N2红土隔水层采动裂缝发育规律展开研究。主要研究成果如下:(1)XRD射线衍射试验测定得出N2红土的黏土矿物中蒙脱石含量相对较高,其是影响N2红土膨胀性的主要因素之一;N2红土膨胀性测试发现蒙脱石含量占红土矿物总量的比值从7.3%增加至12.3%时,膨胀率从10.97%增长至15.31%,膨胀率随蒙脱石含量增长呈线性增大。通过相似材料配比试验,确定砂土比1:5、油土比1:6和添加砂土总质量8%的蒙脱石粉为1:200相似条件下的N2红土最优相似配比。(2)应用自主设计制作的物理相似模拟试验台,进行了N2红土采动裂缝发育规律相似模拟,模拟结果表明:位于采空区外侧拉伸区N2红土产生边界永久裂缝,裂缝发育过程经历了“产生→扩展→稳定”三个阶段,位于采空区内部(中性区和压缩区)的裂缝经历了“产生→扩展→闭合→稳定”四个阶段。(3)N2红土裂缝弥合试验表明:当裂缝宽度为2mm,蒙脱石含量由7.3%增加至12.3%时,对应的弥合率从26.65%提高至33.2%;当蒙脱石含量为定值8.9%,裂缝宽度由1mm增加至5mm时,对应的弥合率从39.2%下降至18.15%(即:N2红土的弥合能力随蒙脱石含量增长不断增强,随裂缝宽度增加逐渐减弱)。N2红土采动裂缝弥合实验表明:采动拉伸区边界永久裂缝仅靠遇水膨胀作用产生弥合,而采空区内部(中性区和压缩区)裂缝在采动产生的压缩变形和N2红土中黏土矿物遇水膨胀的共同作用下出现弥合,其闭合程度大于前者。(4)理论分析给出了N2红土采动裂缝发育深度预计公式,得出了裂缝深度与采高和水平变形呈正相关,与N2红土自身的极限抗拉伸变形呈负相关;弥合能力随裂缝宽度增加不断降低,随蒙脱石含量增加不断增强;采动不同影响区域N2红土裂缝弥合程度排序为:采空区内部压缩区>采空区内部中性区>采空区外侧拉伸区的结论。借助实例验证发现N2红土隔水层采动裂缝深度预计公式可靠,研究成果可为矿区实现保水开采和绿色开采提供参考和经验借鉴。
其他文献
当今安防技术迅猛发展,市场对安防的需求越来越高,传统的安防技术需要技术进步以适应社会的需求,安防需要向集成、数字、专业等方向发展。基于多传感器数据融合技术的一体化安防系统能从多个维度更精确和全面地获取被测对象的数据信息,提高系统报警准确率。因此,将基于多传感器数据融合技术运用于一体化安防系统具有重要的意义。本文主要研究内容如下:(1)为了解决ID3算法中存在的多值偏向问题,提出了一种基于改进ID3
现阶段我国煤炭地下长壁开采中,各综采工作面之间主要通过留设煤柱隔离采动影响,以达到保护采准巷道的目的。在采面面间煤柱设计中,如何设计出安全可靠、经济合理的煤柱显得尤为重要。为了研究采面面间煤柱稳定性,并给出合理煤柱留设宽度的设计方法,本文采用现场监测、理论推导、数值模拟的方法,对综采工作面面间煤柱所受荷载情况、煤柱支承压力与塑性破坏区分布情况进行研究,并将研究结果应用于玉华煤矿的采面面间煤柱设计中
煤炭能源是我国的主体能源,在维持国民经济稳健发展上具有重要作用。在煤矿的生产过程中,深部开采趋势增加使得工作面上更容易产生矿压灾害,对安全生产产生影响,给煤矿工人的生命安全带来了严重的威胁。绝大多数矿压灾害发生在来压期间,因此,预测工作面周期来压对预防矿压灾害、提供支护指导具有重要的意义。论文对工作面周期来压预测方法主要的研究内容如下:提出了基于Adamax-GRU的工作面周期来压预测方法。对矿压
为推动洁净煤技术在煤炭行业的发展,煤矸石分拣成为提升煤质的重要手段,而煤矸石目标检测是煤矸石分拣的关键,该步骤的定位与类别能够为后续分拣设备提供动作信息。当前煤矸石检测方法较为成熟的是射线识别,但射线危害环境的同时,难以通过单维度结果对煤矸石目标定位;图像检测法由于其绿色、安全等特性,已成为该领域的研究热点,但现阶段煤矸石图像检测均采用表征学习的分类方法,将此类问题看作机器学习中的分类任务,存在识
高光谱影像分类是遥感图像处理领域的研究热点之一,其对于土地覆盖类型研究、环境检测等领域有重要意义。传统的监督式分类方法往往囿于有标记样本少且难获取的问题,亟需新方法的开发与应用。半监督协同学习通过分类器互相提供高置信度的“伪标记”样本加入到训练样本集中,将对有标记样本的需求降到最小,在高光谱分类中有较高的应用价值。然而传统的协同学习算法往往存在初始分类器易受噪声数据的影响以及分类器互相挑选样本产生
检索口语化文本或专业领域用语时,传统的搜索引擎已不能满足实际需求,随着深度学习技术的广泛应用,智能化的问答更能适应不同应用领域。智能问答是通过对文本深度语义信息的理解,在问题库中检索匹配度较高的知识信息,并将答复语句进行反馈的过程。面对现有的智能问答模型中存在的不足,本文在命名实体识别,文本分类和文本匹配任务上进行改进,从而提高智能问答结果的准确率。具体研究内容如下:首先,针对现有命名实体模型在面
传感器作为控制系统的“前沿哨所”,是捕捉信息的关键部件。而电离式传感器具有响应快、灵敏度高等特点,有望快速、准确地对传感器的基本检测参数温度进行检测。本文通过仿真计算,分析了微米间隙-纳米尖端场域下电离式温度传感器的内部工作机理与温度敏感特性;并结合实验进行验证;而后,就此传感器存在输出信号较小的问题,从改变纳米电极的材料和形貌两方面入手,对其输出性能进行了优化。本文主要研究内容如下:(1)首先建
由于Android程序在发布时缺乏充分的安全认证,使得Android应用程序在使用时可能存在泄漏隐私数据、滥用隐私数据等信息安全风险,因此检测Android程序中的安全信息流对于保护个人隐私、维护个人信息和财产的安全具有至关重要的意义。静态污点分析方法是检测Android应用程序中的安全信息流的重要技术之一,但是由于它未能很好的解决组件间通信、反射和隐式信息流等挑战性难题,因此在使用中通常存在误报
随着国际贸易交流的逐渐深入,区域间物流活动越来越多,物流业发展逐渐成为衡量一国综合实力的标志。现今,我国大力推进“一带一路”政策,作为丝绸之路新起点,陕西物流枢纽地位随着“一带一路”的发展日益提高,带动物流产业增速持续保持全国第一。但与东部沿海地区相比,陕西发展相对滞后,要求迅速建立一个与之发展协同的区域物流竞争力体系来拉动“一带一路”新起点建设。因此,如何提升陕西区域物流竞争力已经成为推动陕西经
目前各煤矿根据《煤矿安全规程》的明确规定都已安装水文监测系统,并且积累了大量的水文数据,但是存在数据分析能力不足,利用率低的问题。本文对矿井历史水文数据进行深入分析,建立水文参数的深度学习预测模型,为预防矿井水害发生提供技术支持,对确保煤矿安全生产具有重要意义。水文参数分析是为后期预测模型的建立提供依据。矿井监测的各水文参数具有明显的噪声多、非线性等特点,通过自相关图对其平稳性进行判定,自相关系数