12418工作面顶板砂岩水防治方法

一、12418工作面概况 12418工作面位于12318采空区以南，其轨顺沿12318采空区布置且位于12318工作面的下阶段并与采空区之间留有7m煤柱，该面南至F1—1断层，西至西一8煤煤层回风下山，东至十一西勘探线。该面走向长1727—1767m，倾斜长220m，轨顺标高-676---540m，运顺标高-725--601m，距F1—1断层最小煤柱27m，构造地质条件复杂。     

砂质泥岩深基坑桩锚支护结构施工力学行为研究

砂质泥岩由于强度低、易扰动等特点,导致其深基坑支护难度大、施工风险高,开展相关施工力学行为研究具有重要意义。以重庆轨道10号线兰花湖明挖地下停车场深基坑工程为对象,采用数值模拟、现场实测和理论计算相结合的方法,探究深厚砂质泥岩基坑桩锚支护结构的受力特征及变形规律。结果表明：围护桩的水平位移变形曲线在开挖初期呈现出三角形分布,开挖至中后期表现为抛物线的特征;随着基坑开挖,周边地表沉降逐渐增加,沉降曲线大致满足正态分布曲线,沉降影响范围距基坑边缘约50m;锚索轴力在砂质泥岩深基坑施工前期变化较为明显,距离锚索位置15m后的开挖对锚索轴力影响较小。     

顺北油气田奥陶系断控体结构模式研究

顺北油气田奥陶系目的层埋深普遍在8 000 m左右，三维地震资料采集面元25 m×25 m，地震资料分辨率较低，导致顺北油气田奥陶系鹰山组断控体油气藏难以精细刻画与表征。结合常规测井、电成像、远探测、取芯等资料，开展不同应力作用下断控体结构分析、断控体油气藏破碎裂缝带、破碎角砾带、断裂空腔分布研究。结果表明：断控体油气藏主要储集空间来自多期构造活动叠加改造形成的断裂空腔、角砾间孔隙、构造裂缝，不同应力机制决定断控体的发育程度，拉张背景易形成断裂空腔及裂缝带，挤压背景易形成破碎角砾带及裂缝带；断控体常发育典型的核带结构，裂缝带的宽度范围较大（0.35～1.64 km），且分布范围广，角砾带的宽度范围次之（0.44～0.93 km），且分布范围中等，断裂空腔的宽度范围最小（0.25～0.35 km），且分布范围小，主要集中在局部拉张应力区。     

城市地铁盾构隧道与前方断层破碎带临界安全距离研究

立足于城市地铁盾构施工掘进过程,旨在预防地下岩溶发育并存在断层破碎带的城市中地铁盾构施工面临的突水涌泥灾害风险。针对城市地铁建设过程中盾构隧道前方断层破碎带临界安全距离问题,研究不同类型与直径的盾构机刀盘、不同厚度与水压的前方断层破碎带对临界安全距离的影响规律与响应敏感程度。利用COMSOL Multiphysics软件流固耦合方法模拟盾构推进过程与突水发生时刻。综合三维有限元数值模拟结果,利用SPSS Statistics软件中的多元回归功能得到盾构隧道前方断层破碎带临界安全距离公式。研究结果对于断层破碎带发育及地下水丰富的城市地铁盾构开挖工程具有一定的施工指导意义。     

平地隧洞进口段F91断层涌水施工

文章以昆明掌鸠河引水供水工程平地隧洞进口F91断层D62+796.254-D62+916.254段断层涌水段的施工为例,介绍在断层涌水过程中如何确定“先注浆堵水后开挖”还是“先开挖支护后堵水”施工方案及方案确定的具体条件.确保了施工方案的合理性、可行性和经济性.     

控制断层作用下高陡岩质边坡稳定性分析——以昭通市红石岩边坡为例

高陡岩质边坡的稳定性分析和治理措施是工程建设和防灾减灾中亟需重视的问题。其存在岩层变化复杂,受节理、断层等结构面控制等特点。依托昭通市红石岩高陡岩质边坡工程勘察资料为地质背景,采用离散元数值模拟软件UDEC构建边坡模型,在坡体上下两个崩塌区及断层处布置监测点,通过对比是否存在断层两种工况下的位移量分布、应力分布,分析边坡中部控制断层对高陡岩质边坡失稳破坏特征的影响,提出边坡防治措施的参考依据。结果表明,位移量以控制断层为分界线,断层上部岩体在迭代过程中位移量明显大于下部岩体;断层存在对应力大小分布没有明显影响,而对应力方向具有较大影响,无断层时应力主要朝向水平,有断层时主要朝向竖直。     

跨软弱夹层隧道开挖扰动应力与变形特征分析

随着中国超长隧道的建设，难免会穿越不同构造地层以及一些软弱夹层、断层。软弱夹层本身是一种结构松散、力学性能弱、易变性强存在不同岩层之间的弱性地质结构，在隧道施工过程中，开挖扰动对原岩造成了应力重分布，使得软弱夹层处在不稳定或欠稳定状态，对隧道施工安全具有潜在威胁。因此，通过三维数值计算分析的方法，对跨软弱夹层隧道开挖扰动过程中结构不同部位的应力分布规律以及变形规律进行分析，基于应力、位移分布特征对隧道施工过程提出针对性支护措施，为隧道开挖稳定性研究提供参考。     

陕西盘龙矿区水文地质特征及涌水量预测研究

本文分析了盘龙矿区水文地质特征,确定了矿区3#煤的直接充水水源,其一是煤系地层中的顶板砂岩裂隙水,其二是老窑积水,其三是奥灰岩岩溶裂隙水。奥陶系岩溶裂隙水是威胁最大的潜在充水水源,顶板导水裂缝带、底板原始导水带、断层及封闭不良钻孔为主要充水通道,基于不同工作面出水机理的差异,笔者采取吨煤富水系数法和大井法,预测矿区正常涌水量为76.25 m~3/h,最大涌水量为150.51 m~3/h。     

综采工作面防治水技术

某矿12103工作面进行回采时，容易出现大量涌水现象。针对工作面涌水现象，该矿对顶板和底板进行了实地探壹验证，对工作面地质和水质情况严密分析，蛄果证实谊矿工作面主要的竞水水源是顶板的砂岩层水，其主要导水途径是裂隙带。针对该矿实际涌水情况，采用了顶板泄水、老空水疏放等综合治理措施，既减轻了水害对综采工作面正常生产的影响，又为受水害影响较大的综采工作面的回采工作积累了重要经验和技术保障。     

储层岩石变形特征对渗透率的影响实验研究

储层岩石在地下受有效应力的作用,有效应力改变将使岩石发生变形,从而影响其渗流特性。本文利用从美国引进的三轴向岩石力学测试系统．从岩石的力学特性入手,研究了储层岩石在地层压力下降和压力回弹过程中的变形特征及渗透率变化规律。实验发现,储层岩石的受力变形不是完全弹性的,在地层流体压力回弹过程中,部分变形不可恢复,渗透性能无法恢复到原始状态。对于抗压强度较小的储层岩石,当有效上覆压力增大,超过其抗压强度后,会产生裂缝,从而改善其渗透性能。     

超大跨度变断面隧道围岩力学动态响应与开挖步序优化数值模拟研究——以苏州七子山隧道为例

为了保证超大跨度变断面隧道的施工安全,同时兼顾施工便利性及施工效率,依托苏州长江路南延工程-七子山隧道工程,针对连拱转大跨段开挖过程中拆除或保留临时支撑,以及超大跨度段的是否调整优化开挖步序这两种工况,采用FLAC3D开展数值模拟研究,从围岩位移和围岩应力两方面进行对比分析。研究结果表明：以上两种工况下,围岩位移和围岩应力均存在明显差异;在连拱转大跨段,开挖过程中保留临时支撑围岩所受扰动更小,围岩应力变化较小;在超大跨度段,开挖步序优化方法的拱顶最终沉降值减小了8.60%,仰拱最终隆起值减小了4.01%,左边墙和右边墙最终水平收敛值分别减小了9.42%和16.70%,且优化方法的各测点围岩应力变化相对较小。根据得到的对比分析结果对现场施工提出优化建议：对连拱转大跨段,随开挖过程保留临时支撑,同时为保证施工便利性,采用门式拱架作为临时支护手段;对超大跨度段,采用优化的开挖步序进行施工,可进一步降低围岩扰动,提高施工安全。     

灰土挤密桩加固湿陷性黄土地基效果分析

为研究灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的施工控制参数,确保地基处理效果,依托兰临高速公路湿陷性黄土地基处理工程,通过现场取样及物理力学性质试验,研究湿陷性黄土地基在加固前后的含水状态、孔隙特征、压缩特性、湿陷性等随空间分布变化规律,运用圆孔扩张理论分析桩间土剪胀特性、初始应力对塑性区半径的影响。结果表明：桩间土含水率随其与桩体距离的增大而增大,而随深度增加而减小;桩间土干密度、压缩模量随距桩体水平距离的增大而减小,孔隙比的规律则相反;在距桩身0.7 m半径范围内桩间土的湿陷性已消除;塑性区半径随剪胀参数的增加而增大,随深度的增大而减小。研究结果得出石灰掺量为10%、桩径为0.4 m时,灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基的合理桩间距宜取1.3 m。     

不同开挖法对某隧道开挖的围岩稳定性分析

为研究不同开挖法对色季拉山隧道开挖的围岩稳定性的影响,对比分析两台阶开挖法、三台阶开挖法和全断面开挖法在开挖过程中围岩的应力变化及变形情况。基于钻孔SJLSZ-1位置处岩石样品的岩性参数,结合隧道相关支护数据,利用Geo-Studio软件中的SIGMA/W模块分别对该隧道不同开挖法开挖进行数值模拟,并分析隧道开挖的稳定性。结果表明：3种方法在开挖过程中以及全部开挖后,掌子面围岩XY位移主要集中在隧道的顶部及仰拱,而最大主应力主要集中在隧道的左拱腰以及右拱腰;对比云图变化及监测点数据,全断面开挖法的XY位移量最小,拱顶24.8 mm,右拱脚28.3 mm;应力变化最小,左拱腰690.303 kPa,右拱腰721.171 kPa;综合数值模拟分析过程中监测点的位移数据以及应力数据发现,全断面开挖法为隧道的最优开挖方法。研究结果可为类似隧道开挖提供参考。     

掘进工作面过断层运输与回风巷道支护及效果分析

断层破碎区巷道有效支护对于煤矿安全生产具有重要意义.以山西沁和能源集团九鑫煤业有限公司205工作面运输与回风巷道过断层为试验对象,采用分析法对工作面运输与回风巷道过断层进行分析.提出冒落区顶板注浆治理、破碎围岩超前预注浆、锚杆+锚索+网的联合支护方式并对支护后的巷道围岩变形进行监测.监测结果表明,巷道顶板下沉量为60 m m、底鼓量为50 m m、两帮移近量为81 m m,巷道变形量较少,巷道得到了有效控制.     

宣汉县添子城复背斜南西翼矿区地质构造特征分析

本文综合分析了添子城复背斜南西翼矿区的褶曲、断层等构造形迹特征,研究了构造体系复合特征。研究发现,龙洞背斜、三墩向斜是对本矿区起主要控制作用的地质构造;断层对区内煤层的影响明显,次级褶皱影响较小;矿区显示的各种构造形迹主要属于北西向构造带的构造。本次分析成果对今后该区域进一步工作及其他地质工作有明确的指导作用。     

厚松散层大采深开采地表裂缝分布特征及成因分析

文章以林南仓矿1118工作面为研究对象,通过现场调查获取地表裂缝的分布特征。根据现场调查的结果发现裂缝发育密度小,并伴有台阶或错台的生成。研究表明:地表裂缝产生的根本原因是由于覆岩中积累的拉应力超过了岩体或土体的抗拉强度,导致岩体或土体被拉断,产生开裂或滑移,当变形传递到松散层时,受松散层中黄土及水分的影响,地表发育成台阶。     

深基坑的降水回灌的影响

深基坑的降水回灌会引起基坑周围地下水位和土的物理性质和力学性质改变。基坑内抽出的水回灌到潜水含水层,引起潜水位上升,在水位变化带内土体含水量增大,c、φ值减小,水、土压力都发生了改变。当基坑内抽出的水回灌到深层的承压含水层内时,承压水头上升,不利于基坑底部抗隆起,也可能对相邻基坑产生不利影响。这些由于抽水回灌所引起的变化称为二次效应。     

首山一矿矿井充水因素分析及矿井水害防治

文章分析了首山一矿井田的充水因素,包括主要含水层及其特性、主要隔水层及影响其隔水效果的因素、充水水源及导水通道。通过底板采动破坏带深度及突水系数等水文参数分析矿井发生突水的水源、导水通道以及可能发生水害的危害程度,对以后安全生产提出可行的水害防治措施。     

复杂应力场中圆形隧洞偏应力场分布规律

为了厘清深部圆形中导洞（设置于双向隧洞中间）围岩偏应力分布问题,结合岩石力学与摩尔-库仑屈服准则,推导平面三向应力场中圆形隧洞围岩主偏应力与塑性区半径解析解,研究不同工况下圆形隧洞围岩主偏应力的分布规律及塑性区边界处主偏应力的几何形态分布特征。结果表明：当隧洞所处的斜向应力场为竖向应力场0.5～1.0倍时,随着斜向应力场水平方位角α1=α2增加,径向1.0倍隧洞半径范围内顶底主偏应力在快速降低,腰部主偏应力在快速增加,径向1.0倍隧洞半径范围外隧洞围岩主偏应力先小幅下降后又逐渐增大,最终在围岩深部趋于某定值;隧洞围岩主偏应力对其塑性区形态分布影响显著,当斜向应力场水平方位角α1=α2为30o时,围岩塑性区形态分布较优,为圆形或椭圆形。     

北京地铁粉质黏土地层新型PBA车站沉降规律研究

PBA（Pile-Beam-Arch）工法已成为北京地区繁华路段地铁暗挖车站的主流工艺,但因其工序转换复杂,施工流程步序多,易引起地层沉降。新型PBA工法是在单层4导洞PBA工法的基础上,将中间导洞联合,共用中隔壁,形成CD法（中隔壁法）施工的大断面导洞,相较于传统双层8导洞PBA工法以及近些年推广的单层4导洞PBA工法,地层沉降规律难以掌握。以北京地铁22号线甘露园站为依托,运用有限元数值分析软件模拟车站施工过程,结合现场实测数据分析粉质黏土地层新型PBA车站地层沉降规律。结果表明：粉质黏土地层新型PBA车站施工过程沉降最大发生在开挖面拱顶上方;地层沉降主要发生在导洞开挖与扣拱阶段,约占整体总沉降的89.5%;受中导洞形式影响,导洞施工阶段造成的地层沉降比传统PBA车站要大。