收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

氡气测量在沙基型浅埋煤层覆岩裂隙监测中的模型实验研究

柏强  
【摘要】:煤炭是我国乃至世界最重要的能源之一,提供了能源需求的绝大部分。随着国民经济的快速发展,对煤炭的需求量也越来越大,故加大煤炭资源的开采是缓解目前用煤紧张的主要方式。但是大规模的煤炭开采,特别是浅埋每层的开采,容易使地表塌陷或产生大的裂隙,造成地下水流失和地表植被破坏,如果能用某种监测方法掌握煤层采动过程中上覆岩层内裂隙的分布情况,那么就可以减少在煤炭资源开采过程中造成的环境破坏。虽然目前用于覆岩破断的探测方法有很多,但是还没有一种可靠、有效、易操作的,并且能够对覆岩采动裂隙进行连续监测的方法,因此,如能找到一种既可靠,又易操作的方法,将具有重要的现实意义。 众所周知,氡气测量技术已经是一种成熟有效的技术,它在地质领域的应用已经相当广泛,常用于发现隐伏构造、寻找石油天然气、寻找铀矿床、地质填图、寻找地下水、解决有关工程地质问题、寻探煤田陷落柱、探测煤田地下火区,在这些实践中都获得了良好的效果;同时煤层中较周围岩层赋存着更多的氡气,在煤层采动过程中氡气能通过贯穿裂隙向上迁移而到底地表。这两个有利因素为利用氡气测量技术来监测煤层开采过程中上覆岩层的裂隙发育与分布创造了条件。 但是要将氡气测量方法和煤层覆岩裂隙发育联系起来,有很多基础研究工作要做。为此,本论文以成都理工大学方方教授和中国矿业大学张东升教授的合作项目“氡气地面探测覆岩采动裂隙及其导水性的综合实验系统的开发”为依托,以国内的两大沙基型浅埋煤矿为原型,采用固气耦合模拟模型实验来监测氡气在模拟回采开始前和回采中的迁移情况,同时借助瓦斯在煤层覆岩中的迁移规律,探讨了煤层采动与煤层上覆岩层中的氡气浓度之间变化关系的数学模型,为后面监测系统的开发提供实验和理论依据。 本论文在实验阶段建立了三个相似材料模拟模型,其中模型Ⅰ是以大柳塔矿1203工作面为原型,它含有一个关键层;模型Ⅱ是以补连塔煤矿32201工作面为原型,它含有两个关键层;模型Ⅲ的岩层结构和模型Ⅱ基本相同,只是模型Ⅲ上部的风化砂层的含水量较模型Ⅱ增大了很多。 通过对三个相似材料模拟模型的数据监测与分析,可得出以下结论: (1)模型中监测点处氡气浓度的变化能较好的反映煤层采动时,模型中裂隙的发育变化情况。 (2)模型中氡气浓度的变化情况和模型中上覆岩层的结构有关,并且模型内部的氡气浓度变化较表层明显。 (3)从裂隙的发育到测氡仪捕捉到由裂隙发育引起的氡气浓度变化有一个时间延迟的过程。 同时,本文针对前期实验中出现的一些问题,为以后进一步的实验提出了两点改进建议: (1)适当加长模拟实验的监测时间。 (2)在模型中增加温湿度传感器和应力传感器,特别是应力传感器,只有知道煤层采动时覆岩中的应力情况,才能求解氡气迁移的数学模型。 此外,本论文所涉及的所有实验都是本文作者在中国矿业大学张东升教授、成都理工大学方方教授的指导下,在中国矿业大学矿业工程学院和张玮博士、李翔硕士一起负责完成的。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 范钢伟;张东升;卢鑫;崔廷锋;王晓东;;浅埋煤层采动导水裂隙动态演化规律模拟分析[J];煤炭科学技术;2008年05期
2 张恩强;彭文庆;;浅埋厚煤层分层开采覆岩移动规律模拟研究[J];陕西煤炭;2006年03期
3 黄庆享;浅埋煤层厚沙土层顶板关键块动态载荷分布规律[J];煤田地质与勘探;2003年06期
4 王悦平;胡永凯;李晓辉;;浅埋煤层保水开采简述[J];山东煤炭科技;2009年06期
5 王晓振;石飞;朱卫兵;李新华;;活鸡兔井沟谷地形下初次来压规律分析[J];能源技术与管理;2009年04期
6 魏秉亮,范立民,杨宏科;浅埋近水平煤层采动地面变形规律研究[J];中国煤田地质;1999年03期
7 张永平,杨君;浅埋煤层回采巷道采用裸体支护的可行性分析[J];煤炭技术;2004年11期
8 金广清,杨君;浅埋煤层回采巷道采用裸体支护的可行性分析[J];煤炭工程;2005年08期
9 谢大平;付国政;;浅埋煤层矿压显现的基本规律[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2009年08期
10 李正昌;浅埋综采面矿压显现及其控制[J];矿山压力与顶板管理;2001年01期
11 赵兴东,杨天鸿,唐春安,黄正权;煤层顶板破断机理研究[J];矿业研究与开发;2003年05期
12 李刚,梁冰,李凤仪;大柳塔煤矿12305工作面覆岩活动规律的相似模拟[J];黑龙江科技学院学报;2005年05期
13 卢鑫;张东升;范钢伟;崔霆锋;王晓东;;厚砂层薄基岩浅埋煤层矿压显现规律研究[J];煤矿安全;2008年09期
14 侯忠杰,谢胜华,张杰;地表厚土层浅埋煤层开采模拟实验研究[J];西安科技大学学报;2003年04期
15 张杰;;采高对浅埋煤层老顶岩层破断距的影响[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年02期
16 吴亚安;宁建宏;葛光荣;刘洋;;榆阳煤矿2301工作面覆岩活动规律的数值分析[J];煤炭工程;2009年10期
17 崔廷锋;郭念波;尤亚;刘东亮;;浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律实测分析[J];煤炭科技;2009年04期
18 谢大平;;浅埋煤层长壁开采的物理相似模拟试验[J];六盘水师范高等专科学校学报;2010年03期
19 段中会,杨宏科,赵洪林;陕北神府矿区开发与生态环境保护中的几个问题[J];陕西煤炭技术;1998年02期
20 姜福兴,蒋国安,谭云亮;印度浅埋坚硬顶板厚煤层开采方法探讨[J];矿山压力与顶板管理;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苗彦平;郭佐宁;黄永安;王碧清;;浅埋煤层合理支护阻力实测统计分析[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
2 黄庆享;刘素花;张沛;黄克军;;浅埋煤层局部充填开采的地表移动规律模拟[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
3 黄永安;张建国;苗彦平;;浅埋煤层大采高工作面回撤挂网技术研究[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
4 曹金亮;张建萍;侯峰斌;;山西主要采煤沉陷模式分析[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年
5 翟德元;张镇;;内蒙古中西部地区浅层地压控制技术研究[A];2010内蒙古煤炭工业科学发展高层论坛论文集[C];2010年
6 张小明;侯忠杰;;砂土基型浅埋煤层保水开采安全推进距离模拟研究[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
7 郝君;白如红;王振华;何龙伟;;浅埋煤层综采工作面阻力分布规律研究[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
8 王怀贤;邵小平;;浅埋煤层保水开采参数优化试验研究[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
9 黄庆享;石平五;钱鸣高;;浅埋煤层长壁开采的矿压特征[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年
10 王乃鹏;;关于冲击地压的类型与治理途径的探讨[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范钢伟;浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应机理与工程实践[D];中国矿业大学;2011年
2 张沛;浅埋煤层长壁开采顶板动态结构研究[D];西安科技大学;2012年
3 张志强;沟谷地形对浅埋煤层工作面动载矿压的影响规律研究[D];中国矿业大学;2011年
4 李涛;陕北煤炭大规模开采含隔水层结构变异及水资源动态研究[D];中国矿业大学;2012年
5 刘超;采动煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及微震预警方法研究[D];大连理工大学;2011年
6 刘洪永;远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究[D];中国矿业大学;2010年
7 王旭锋;冲沟发育矿区浅埋煤层采动坡体活动机理及其控制研究[D];中国矿业大学;2009年
8 伊茂森;神东矿区浅埋煤层关键层理论及其应用研究[D];中国矿业大学;2008年
9 赵兵朝;浅埋煤层条件下基于概率积分法的保水开采识别模式研究[D];西安科技大学;2009年
10 李忠建;半胶结低强度围岩浅埋煤层开采覆岩运动及水害评价研究[D];山东科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柏强;氡气测量在沙基型浅埋煤层覆岩裂隙监测中的模型实验研究[D];成都理工大学;2011年
2 刘国磊;山地浅埋煤层开采覆岩运动规律与结构特征研究[D];山东科技大学;2010年
3 郑磊;山地浅埋近距离煤层群顶板结构与岩层控制研究[D];山东科技大学;2011年
4 高杨;浅埋煤层关键层破断运动对覆岩移动的影响分析[D];西安科技大学;2010年
5 苗彦平;浅埋煤层大采高综采面矿压规律与支护阻力研究[D];西安科技大学;2010年
6 曹明;近浅埋煤层长壁工作面顶板来压机理研究[D];西安科技大学;2010年
7 杨菊花;浅埋煤层顶板岩层结构的非稳定性态分析[D];西安科技大学;2010年
8 刘素花;浅埋煤层局部充填开采隔水层稳定性规律及其数学模型研究[D];西安科技大学;2011年
9 吴刚;柠条塔矿浅埋煤层综采面采空区漏风规律研究[D];西安科技大学;2011年
10 赖锦琪;浅埋煤层条带充填开采隔水层稳定性力学模型研究[D];西安科技大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 丁雪钦;地质灾害脚下的陷阱[N];山西日报;2001年
2 丁广冉 赵永晓;山东招远市舍得矿山安全投入[N];中国安全生产报;2009年
3 山西焦煤西山煤电集团公司屯兰矿 仝金厚;论煤矿开采沉陷防治和控制的技术[N];科学导报;2010年
4 赵金忠 贾鹏 张敬为;招远黄金企业装上科技“芯”[N];中国黄金报;2008年
5 本报记者;4个课题通过专家验收[N];中国安全生产报;2009年
6 曹中夫 徐泽生;低品位矿山创高效[N];中国矿业报;2001年
7 本报记者 樊瑾 张维建;透视V型轨迹[N];中国石油报;2001年
8 ;柳林:土地整理效果良好 块段管理措施得力[N];山西经济日报;2001年
9 李建东;金川矿区地表岩移GPS监测项目通过专家评审[N];中国有色金属报;2009年
10 记者 崔庆琳;煤炭局强化“两节”期间安全生产[N];六盘水日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978