【摘 要】
:
为了解决煤层开采下行裂隙造成的生态脆弱矿区浅表生态恶化和水资源量下降等问题,通过微生物诱导碳酸钙(MICP)技术对下行裂隙试样进行修复加固;采用无侧限抗压强度试验和直接剪切试验测定不同浓度微生物菌液加固后试样物理力学性质的变化,进而揭示微生物矿化对下行裂隙的修复机理。结果表明:随着微生物菌液浓度升高,试样无侧限抗压强度和抗剪强度均逐级提升,菌液对裂隙土体的修复能力增强,可一定程度上改善土体的物理力学性质。
【机 构】
:
西安科技大学地质与环境学院,六盘水师范学院矿业与土木工程学院,陕西省一八五煤田地质有限公司,贵州大学资源与环境工程学院
【基金项目】
:
贵州省科技厅技术基金资助项目(黔科合平台人才[2019]5620号),贵州省教育厅青年科技人才成长资助项目(黔教合KY字[2018]376),六盘水市重点实验室资助项目(52020-2019-05-03)。
论文部分内容阅读
为了解决煤层开采下行裂隙造成的生态脆弱矿区浅表生态恶化和水资源量下降等问题,通过微生物诱导碳酸钙(MICP)技术对下行裂隙试样进行修复加固;采用无侧限抗压强度试验和直接剪切试验测定不同浓度微生物菌液加固后试样物理力学性质的变化,进而揭示微生物矿化对下行裂隙的修复机理。结果表明:随着微生物菌液浓度升高,试样无侧限抗压强度和抗剪强度均逐级提升,菌液对裂隙土体的修复能力增强,可一定程度上改善土体的物理力学性质。
其他文献
采用TAW—1000三轴试验系统进行不同围压下完整和单一裂隙煤岩的三轴压缩试验,并借助声发射监测系统,结合裂隙煤岩破坏图及应力应变关系,分析了裂隙煤岩的破坏机理。结果表明:单一裂隙煤岩相比于完整煤岩受力更复杂,裂隙尖端应力集中,形成微裂隙并发育贯通,造成煤岩更早进入塑性阶段,导致煤岩强度和弹性模量的劣化显著;裂隙煤岩与完整煤岩相比,在较高围压下侧向变形更加显著;随着围压增大,45°裂隙煤岩破裂形态呈现出由直剪破坏向斜剪破坏过度的破坏形态;60°裂隙煤岩应力应变曲线呈现平台式软化,且围压增大弹性模量变化不明
磁异常是煤田火灾重要的地球物理特征,为研究高温烘烤过后岩石的磁性变化规律,对磁法在火区圈定应用的中提供有效指导,利用磁化率测定系统测定了纳林庙3-1煤顶板砂岩的磁化率,分别研究了温度、粒径以及磁场强度对样品磁化率的影响。结果表明:在25~600℃整体范围内烘烤形成的烧变岩的磁化率整体上随温度增高而增大,随外界磁感应强度变大而减小。烘烤温度小于400℃时,样品粒径越小磁化率越大;通过X射线衍射实验分析了高温烘烤对岩石成分与结构的影响,表明岩石高温烘烤的过程中,菱铁矿(FeCO3)被氧化成铁磁性物质磁铁矿(F
为了研究逆断层对煤体孔隙结构和瓦斯吸附解吸特征的影响,以贵州新春煤矿1503回采工作面为研究对象,选取与逆断层不同距离煤体煤样分别开展扫描电镜试验低温液氮吸附试验,得出煤体距离逆断层越近,受逆断层构造影响越严重,煤样孔容、比表面积提高,在相对压力0.4~0.5的区域低温液氮吸附回归曲线内存在轻微的拐点,说明煤样中存在丰富的墨水瓶孔;通过研究与逆断层不同距离煤体瓦斯吸附解释规律,得出瓦斯解吸量均随着平衡压力的升高而增大,在相同解吸平衡压力下,距离逆断层最近的煤体结构被改造越强烈,瓦斯吸附性能相对最强,瓦斯吸
分析了煤矿井下瓦斯抽放管道常用的孔板流量计、V锥流量计、旋进旋涡流量计、涡街流量计主要优缺点;介绍了瓦斯抽放管道气体超声流量计工作原理,设计瓦斯抽放管道气体超声流量计测量系统;重点论述了气体超声流量计测量系统数字信号处理技术;详细说明了气体超声流量计在煤矿井下瓦斯抽放及压风中的应用情况。
为研究H2S水溶液对低阶煤渗透性的影响,选取准东煤田五彩湾煤矿(WCW)和吐哈煤田沙尔湖煤矿(SEH)的低阶煤样品,开展了H2S水溶液酸化前后平行层理方向和垂直层理方向煤样的孔隙度和渗透率测试、核磁共振测试及扫描电镜观测等对比实验。研究结果表明:H2S水溶液能够与孔、裂隙中的矿物发生溶蚀反应,导致酸化后煤的孔隙度增加、孔径分布变化及孔、裂隙连通性增强,且孔、裂隙中的煤粉和黏土矿物等物质能够通过裂隙随酸液运移出去,从而导致煤的渗透性得到改善;初始孔隙度越大,裂隙越发育,孔、裂隙连通性越好,渗透性越强的煤样H
针对采空区破碎围岩下巷道围岩变形控制问题,提出了“U型棚+注浆”的半圆拱体支护技术,并基于拱体的基本力学性能,构建了半圆拱巷道承载能力力学模型,分析了半圆拱体强度对巷道围岩破坏的影响规律,理论推导了拱体破坏的极限厚度。研究结果表明:半圆拱体的破坏位置发生于拱体顶部,以拉破坏为主;拱体的承载性能与上覆岩层载荷、拱体的厚度以及注浆拱体的抗拉强度密切相关,与上覆岩层载荷、拱体抗拉强度呈线性关系,与拱体的厚度呈非线性关系。研究成果应用于贵州湾田煤业湘桥煤矿11702工作面过采空区巷道,有效地控制了巷道围岩变形
深井透水问题是煤矿安全生产的关键性影响因素之一,通过自主研发的微裂隙三轴应力渗流机理模型试验系统,采用单因素敏感度分析法,揭示粗糙度JRC、裂缝开度b、围压σ、渗透水压p0等因素对微裂隙渗流的影响;同时运用数值模拟手段再现了微裂隙渗流过程,分析了水压作用下水力扩缝演化过程.研究结果表明:对微裂隙渗流影响由强到弱的因素分别为渗透水压、粗糙度、裂缝开度、围压;水压作用下水力裂缝扩展演化过程可划分为应力累积阶段、微裂隙稳定扩展阶段.
以沁水盆地南部无烟煤为研究对象,基于X-ray CT和FIB-SEM扫描成像试验,构建了无烟煤孔裂隙网络结构模型并提取了关键特征参数,进而对无烟煤孔裂隙发育特征与连通关系开展了定量研究。结果表明:沁水盆地南部无烟煤以孔径小于50 nm的中孔为主,大孔数量较低,显微裂隙和割理对孔隙体积具有较高的贡献;孔隙截面以不规则形状为主,毛管阻力较大;孔隙具有较好的连通性,连通路径较丰富,有利于气体运移和产出;随孔裂隙发育尺度的减小,孔裂隙连通性和渗透率随之降低;对连通性起主要作用的是中孔、显微裂隙和割理;显微裂隙和割
为研究突出孔洞构造煤与原生结构煤孔隙特征对瓦斯吸附特性的影响,以三甲煤矿突出孔洞构造煤和原生结构煤为研究对象,运用压汞和液氮吸附实验相结合的方法对不同结构煤体孔隙结构进行研究;结合Menger几何模型分析不同结构煤体孔隙分形特征,进一步阐述孔隙结构分形特征对瓦斯吸附特征的影响。结果表明:原生结构煤与突出孔洞构造煤均存在滞后环,且突出孔洞构造煤的滞后环明显大于原生结构煤的滞后环;突出孔洞构造煤分形维数大于原生结构煤,突出孔洞构造煤孔隙复杂程度比原生结构煤高,突出孔洞构造煤孔隙复杂程度为瓦斯的吸附准备了良好条
针对淮南矿区复杂地层顶板高位定向钻孔施工及瓦斯抽采中存在的钻孔坍塌造成瓦斯抽采通道堵塞问题,研究复杂地层顶板高位定向长钻孔全程下筛管技术;在张集煤矿进行了现场试验,通过对下筛管施工过程中遇到的复杂地层易塌孔、PVC筛管强度低、钢制筛管对测量系统影响、下管工艺流程复杂、遇阻后难处理等问题的分析,针对性的提出确保轨迹平滑、使用钢制筛管、单个钻孔施工完成后及时下管、可切割式导向头及辅助下筛管变径等技术措