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《辽宁工程技术大学》 2009年
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海州露天矿边坡残煤自燃诱发滑坡的数值模拟研究

白羽  
【摘要】:据资料统计,全国统配煤矿与重点煤矿中的自然发火的火灾次数占矿井火灾总次数的94%,其中采空区内遗煤自燃火灾次数又占总火灾次数的60%,是井下发火最严重的部位。而海州露天矿矿坑已经测得有200余处发火点,主要发火点约有50处。从1953—2008年之间共发生了80次滑坡,其中,由残煤自燃诱发达29次,占34%。因此,研究和分析露天矿边坡残煤自燃诱发滑坡过程和规律,对海州矿国家矿山公园的建设和运行具有重要意义。论文主要研究内容如下: (1)依据海州露天矿矿田地质概况、岩石物质成分总结出残煤自燃所产生温度对边坡岩石物理力学参数的影响;据滑坡观测和资料分析滑坡的形成过程和影响因素,并对其进行滑坡因素统计分析。 (2)根据现场的调查、资料的收集对岩体温度场、应力场进行有限元分析,并得出相应的有限元方程、建立有限元的数学分析模型。 (3)利用有限元分析软件——FEPG建立了边坡残煤自燃模型,分别模拟了残煤自燃和不同的燃空区情况下残煤自燃诱发滑坡演化过程。 模拟结果表明:随着燃烧的进行,温度场影响范围逐渐增大,残煤燃烧导致整个岩体结构发生性质上的改变,内部应力场重新分配,进而产生应力释放,回弹效应。随着燃空区的增大,边坡岩体的塑性破坏区域只在坡体表面出现,而且在接近顶面的区域产生了拉破坏,坡脚产生少量剪切破坏区。随后剪切破坏区有所增加。现场实际的宏观表现为坡顶出现明显的张拉裂缝。最初出现裂纹的是坡面,随着燃空区的增大,裂纹出现在坡顶。裂纹也逐渐增多,连通、延长,位移增大、加速,致使整个坡体出现破坏,坡顶下滑。
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD325

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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6 刘高文;煤自燃特性参数研究及应用[D];西安科技学院;2002年
7 周志超;滇西红层区典型土质滑坡饱和—非饱和渗流数值模拟[D];中国地质科学院;2009年
8 殷智武;海州露天矿二期滑坡治理方案的设计与实施[D];东北大学;2009年
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10 孙帅勤;峡口滑坡稳定性分析与降雨影响初探[D];中国地质大学(北京);2007年
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