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安徽理工大学
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[硕士论文] 李杰卫
测绘工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:煤炭资源在我国的能源中占主要地位,煤炭的开采利用一方面促进了经济社会的发展,另一方面,煤炭的开采造成了地面的塌陷,破坏了地表的生态环境平衡。为了治理煤矿开采塌陷区,将煤矸石作为塌陷区的土地复垦和充填开采的充填基质,不仅可以消耗大量的煤矸石,减少煤矸石带来的环境污染,而且可以降低地表塌陷的破坏程度。但是煤矸石受外界因素的影响作用较大,极易发生变形,最终导致充填区地表沉降和地表环境产生不同程度改变。因此,煤矸石充填区地表变形特征及其对地表环境的影响是需要研究解决的关键问题之一。
  论文选取潘集矿区的不同粒径大小煤矸石作为复垦试验的充填基质,构建室外试验模型,探究自然堆存状态下不同类型煤矸石变形沉降机理,并且开展不同块度煤矸石颗粒级配数值模拟实验研究,探究不同级配煤矸石颗粒在不同围压下,煤矸石颗粒的峰值强度变化特征以及煤矸石颗粒体应变与轴向应变之间的变形特征;论文主要取得以下结论:
  (1)在自然堆存煤矸石级配充填复垦试验中三个试验模型的沉降速率呈现两阶段变化特征,试验前期模型沉降速率呈现弹性变化,沉降速率曲线整体呈现“波浪型”,且前期各监测周期内模型沉降速率较快,随时间的推移后期模型沉降速率趋于平稳的变化过程,试验后期下沉速率最小;在监测周期内三种级配充填模型沉降值变化不同,各试验模型前期沉降值增加较快,呈线性变化,后期沉降值变化较小,趋于稳定变化。
  (2)降雨和降雪对试验模型沉降速率影响较大。通过对降水前后监测的数据进行分析,降雨和降雪增加了模型矸石堆的荷载,使试验模型短时间内沉降速率增加较明显,并且降雨或降雪量以及降雨持续时间对模型地表沉降变形具有明显的滞后效应。
  (3)通过对比不同数值分析模型,在三个试验模型沉降的前期,AR模型预测数据误差小拟合效果最好,GM模型预测数据拟合效果较差,预测数据拟合曲线波动较大,主要原因是实测数据量较小,不能够体现数据的整体动态变化趋势。在试验模型沉降后期,各预测分析模型的预测值拟合精度提高。
  (4)煤矸石压缩变形试验分析表明,不同级配模型其应力-应变及轴向应变-体应变曲线均呈现三个阶段变化趋势。大粒径煤矸石组模型峰值强度小于小粒径煤矸石组模型,主要是因为部分细颗粒填充了粗颗粒之间的空隙,粗细颗粒之间相互接触咬合,增加了抗压强度。并且随轴向应变增加,单一级配煤矸石模型体积变化较大,混合级配方案模型体积变化较小。
摘要:采用室外物理模拟试验模拟煤矿开采地表沉陷过程,研究地表沉陷过程中拉张型裂隙的分布及其演化规律.研究表明,在煤矿开采作用下,地表土体出现明显的下沉并形成拉张裂隙,拉张裂隙在空间分布上整体呈现为煤层采空区裂隙挤压至闭合,弯曲下沉带存在少量裂隙;随开采工作面推进,裂隙比、裂隙密度呈规律性变化,拉张裂隙规模与演化时间成非线性反比,与首条裂隙出现煤层开采长度成非线性正比....
摘要:针对Knothe时间函数在描述动态下沉过程中下沉速度的不足,采用改进的双参数Knothe时间函数建立动态下沉模型,其中的覆岩岩性决定系数c及幂指数k值采用最小二乘法求解,最大下沉值W0通过地表移动观测站实测资料确定.采用拟合决定系数R2评定精度,以淮南某矿1242(1)工作面地表移动观测站实测资料进行模型精度验证,最大下沉点MS29和ML44在各个观测时期的拟合决定系数分别为0.9836和0.9757,工作面推进过半时(328 d)倾向和走向观测线上各监测点观测值与预计值的拟合决定系数分别0.9953和0.9582,计算结果表明双参数Knothe时间函数模型动态预计1242(1)工作面开采沉陷全过程精度可靠....
摘要:平原矿区的煤矿地下开采改变地貌景观,同时加剧矿区土地的水土流失,降低土壤质量.而开采方式不同对地表土壤养分流失的影响程度同样存在较大差异.本文选择皖北五沟煤矿的充填和非充填开采两种开采方式的地面沉陷区,进行了土壤环境调查,监测了开采过程中土壤有机质、铵态氮、有效磷和速效钾等土壤养分的含量,分析其运移变化特征.结果表明,采矿区地表沉陷虽然时间不长,但土壤中的有机质和主要营养元素的含量流失发生显著变化;充填与非充填两种不同开采方式均引起地表土壤养分流失,降低土壤质量.但是充填开采所造成沉陷区内土壤养分的流失程度明显小于非充填开采区,且因氮、磷的流失量明显快于速效钾而使得土壤整体表现为缺氮少磷;土壤养分的迁移与富集与土壤类型密切相关.无论是有机质,还是其他营养元素由表层的耕作土层往深部迁移并在硬砂姜土层富集.这一现象同时说明了地表径流造成土壤养分水平方向的迁移流失的同时,向深部土壤层的迁移现象....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为研究采煤沉陷区坡面地表水土流失时空演化规律,通过室内模拟实验研究不同降雨强度和坡度条件下的坡面地表水土流失特征.实验研究表明:坡面平均流速与降雨强度整体呈正比关系,即在相同坡度条件下,随降雨强度的增加,坡面的平均流速增加;弱降雨下水流含沙量随坡度的变化无明显变化规律,中、强降雨条件下,坡面坡度对含沙量变化呈2个阶段影响作用:第1阶段,随坡度增加,含沙量减少,呈负相关;第2阶段,随坡度增加,含沙量近线性增加,呈正相关....
[专利] 实用新型 CN201720224064.9
安徽理工大学 2017-09-29
摘要:本实用新型公开了一种新型多功能室内装修工具锤,包括橡皮锤、凹槽、铁锤、长方体连接锤头、连接杆、直角弯、手柄以及凸点橡胶皮套。该锤子的连接锤头是一个长方体的铁块,连接锤头右侧通过一个连接杆连接一个圆柱形铁锤,连接锤头的左侧通过一个连接凹槽连接一个橡皮锤,连接锤头下方是手柄,两者无缝连接,手柄和连接锤头结合处是直角弯,手柄上套一个凸点橡胶皮套。本实用新型结构简单、便捷实用、用途广泛、制造成本低。
[专利] 发明专利 CN201711006472.8
安徽理工大学 2018-03-06
摘要:本发明公开了一种基于煤矸石充填复垦采煤沉陷区的充填物取样器,包括螺纹橡胶皮套、水平握杆、锤击杆、刻度连接杆、煤矸石储存管、环刀面、旋刀、煤矸石储存管螺旋、刻度掘进管螺旋、刻度掘进管、刻度连接杆螺旋、凹槽,所述水平握杆位于锤击杆中部,所述螺纹橡胶皮套套在水平握杆上,所述刻度连接杆通过刻度连接杆螺旋与锤击杆相连,所述煤矸石储存管通过煤矸石储存管螺旋与刻度连接杆相连,所述环刀面位于煤矸石储存管下方,所述旋刀通过凹槽与环刀面相连,所述刻度掘进管通过刻度掘进管螺旋与锤击杆相连。本发明优点:不会大面积破坏覆土结构、取样高效、携带方便、操作简单、成本低,适合广泛推广使用。
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