一、改进的矿山地温类型划分(论文文献综述)
王胜乐[1](2021)在《引汉济渭TBM施工隧洞围岩分类方法研究及应用》文中研究表明全断面岩石隧洞掘进机(TBM)法施工具有作业效率高、安全性好、环保等优点,随着国内外TBM制造技术和施工水平的快速发展,其已逐渐成为国内外长距离隧洞施工的主要方法。由于TBM本身对不良地质的适应性较差,因此隧洞围岩分类是TBM法施工中的重要参考资料。当前规范采用的围岩分类方法以围岩稳定性为判据,适用于钻爆法等传统施工方法,因此不能有效指导TBM选型、支护、施工进度安排以及成本预算等工作,亟需对适用于TBM法施工的围岩分类方法开展探索研究。根据现有的HC法围岩分类方法,考虑影响TBM施工的围岩可掘性和不良地质条件两个重要因素,以引汉济渭工程为依托,基于评分方法探索了一种TBM适应性围岩分类方法。研究了围岩总评分与TBM掘进性能参数的相关性,提出了 TBM施工性能预测模型,揭示了不同围岩质量与掘进参数之间的相关规律,实现了对TBM掘性性能参数的预测。(1)研究了围岩硬度和磨蚀性对围岩可掘性的影响,对可掘性指标进行分级。对影响TBM施工的关键不良地质条件进行了等级划分,并对不同等级的不良地质因素进行了评分,实现了对不良地质条件的量化分析。综合考虑围岩可掘性和不良地质条件对TBM施工的影响,基于引汉济渭工程探讨了一种TBM施工隧洞围岩分类方法。与HC法围岩分类相比,该分类方法更加安全和符合施工现场实际情况,可同时获得围岩类别,可掘性,不良地质情况三种信息。(2)根据所提出的引汉济渭TBM隧洞围岩分类方法,推广应用到引松工程,建立了 TBM施工预测模型数据库。根据围岩总评分与掘性性能参数的相关性分析,分别得到了围岩总评分(R)与净掘进速度(PR)、刀盘贯入度(p)、利用系数(UI)、现场贯入度指数(FPI)以及扭矩贯入度指数(TPI)的经验公式,在此基础上建立了 TBM施工预测模型。(3)根据循环段中掘进参数的周期性变化,以刀盘转速为判据对循环段进行了划分。采用快速傅里叶变换(FFT)方法及编写的数据筛选算法,对TBM实测数据中的异常值和高频值进行了降噪和滤波处理,为TBM施工预测模型的应用评价提供了数据基础。分析了掘进参数与围岩类别的相关关系及沿施工桩号的变化规律,为评价TBM施工效率和围岩条件提供了参考。(4)分别选取引汉济渭工程、引松工程中的连续隧洞段,进行了 TBM围岩类别的划分,基于掘进施工预测模型,预测了指导TBM掘进施工的关键参数,并与实测数据进行了对比和误差分析,验证了所提出模型的准确性和稳定性,为TBM施工性能等级的划分提供了理论依据。
徐衍[2](2021)在《胶东地区金矿高水压千米深立井井壁设计理论与应用》文中研究表明本研究结合目前我国资源开发趋势以及金属矿山井壁设计理论及方法现状,依托十三五“深部金属矿建井与提升关键技术”重点研发计划,进行了胶东地区金矿高水压千米深立井井壁设计研究。研究目的为通过研究得出胶东地区千米井筒深部高地应力、高水压条件下的井壁设计理论及设计方法。该研究填补了国内金矿(金属矿)千米立井井壁设计理论和方法的空白。研究内容包括如下几点:1、开展了金矿千米立井围岩和混凝土的力学性能试验标准研究。以及基于统一尺度和试验条件的对比试验数据分析,建立统一的金矿千米立井围岩和混凝土的材料力学性能评价方法和准则。现有的两种材料(岩石、混凝土)的力学试验规范中标准实验尺寸并不统一,考虑到试件的“尺寸”效应,两种试验规范下试验得出的参数值不能同时使用。由于上述原因,进行了金矿千米深井筒支护系统材料力学性能的对比试验,研究了两种尺寸不同支护系统材料的动、静力学参数关系,提出金矿千米井筒支护材料的力学参数实验的统一标准试件尺寸。2、基于现代流固耦合原理,研究金矿高水压千米深井筒不同注浆加固参数(注浆后的渗透系数、弹性模量、泊松比)下井筒围岩的应力场、位移场和渗流场;基于达西和非达西渗流原理,建立金矿高水压千米深立井井壁渗流条件下的微分方程,求解不同注浆范围、不同注浆参数下的金矿高水压千米深立井围岩应力场和渗流场分析理论。为合理确定金矿高水压千米深立井的注浆参数,提供理论基础。研究井筒原岩应力场,基于我国统一的[BQ]围岩分类标准,结合深立井围岩条件特点,提出金矿深立井井壁设计的围岩分类完善方法。3、研究金矿千米深立井井筒破碎围岩锚固机理。研究立井井筒锚固、注浆井壁设计的理论和方法,将包神衬砌设计公式进一步应用到金矿高水压千米深立井设计理论中。结合解析理论研究及数值模拟研究,开展井筒破碎围岩的锚固力学理论分析研究。研究和掌握立井围岩的锚固作用机理,并进行相应的模型试验,研究提出等效简明的理论分析方法,便于工程设计和施工。4、研究井筒原岩应力场,将注浆加固和锚固结构纳入金矿立井井壁设计范畴,提出完整的金属矿山立井井壁设计方法。本研究以室内力学试验、声波试验、理论推导、数值计算、模型试验作为研究手段。通过研究得出了如下结论及成果:1、本文依托新城金矿千米新主井,开展了金矿立井围岩和混凝土力学性能单轴抗压强度试验对比研究及室内声波力学性能的对比试验研究。通过试验研究总结出适用于金矿立井的衬砌和围岩的室内声波力学性能的试验方法;形成了一套实验室试件无损检测的力学参数的转换方法。将两种材料超声波测试出的参数在相同尺寸试件条件下进行了统一。新城金矿新主井千米井筒原设计使用的设计中使用的C25混凝土横、纵波速度比岩石小,C25混凝土的力学性能比围岩差。在金属矿山井筒中围岩完整段的混凝土井壁衬砌对围岩的支护能力有限。2、推导了基于“流固”耦合作用下的井筒围岩有效应力场公式和注浆加固半径计算公式;通过公式推导得出了考虑非达西渗流系数的井筒注浆加固的渗流场及应力场、位移场公式,以及注浆加固范围设计计算公式。同时得到了金矿(金属矿)高水压千米深立井应力场及渗流场的分析方法。将工程岩体[BQ]分级引入金属矿井筒设计中。3、依据锚固参数等效原理,提出了金矿立井井筒锚杆支护参数的相似模型试验正交试验方法;设计并制造了井筒锚杆支护力学试验研究的模型试验设备;相似模拟试验结论为对围岩等效剪切模量影响因素排序:单根锚杆加固角度为重要因素,锚杆直径次之,施加的锚杆的预紧力影响最小;确定剪切模量G后为金矿立井井壁设计时使用包神公式创造了条件;得出了包含预紧力因素的锚固结构等效弹性模量的修正公式4、依据围岩情况,提出了金矿千米深立井的围岩破碎无水段(Ⅳ级围岩)和围岩破碎高水压段(V级围岩)的两种井壁设计方法;并对依托工程新城金矿新主井千米以深破碎含水围岩进行了井壁设计;绘制出新城金矿新主井的千米以深井壁结构设计图纸。并对新城金矿新主井千米以深的井壁设计进行了验算。最终确定了胶东地区金矿高水压千米深立井井壁结构的设计方法。
崔立桩[3](2021)在《不同养护温度的全尾砂胶结充填体强度及蠕变特性研究》文中研究说明在矿山充填开采中,胶结充填体的力学性质对预防采区上覆岩层移动和地表沉陷具有直接影响。因充填深度的不同,胶结充填体受到来自地温和地压的复杂影响,因此研究胶结充填体在地温、地压影响下的力学性质对深部充填采矿的安全开展具有重要的意义。本文依托于国家自然科学基金“深层软岩体流变、蠕变、固流转化统一理论及控制技术的研究”(51674149),以山东某金矿的全尾砂为骨料、用水泥胶结配制全尾砂胶结充填体试样。本文开展了全尾砂胶结充填体不同养护温度和龄期的单轴压缩强度试验,不同养护温度和围压共同作用的三轴压缩强度试验,不同养护温度的单轴蠕变试验和不同围压的三轴蠕变试验,主要研究了龄期、养护温度和围压对全尾砂胶结充填体强度及蠕变特性的影响。借助扫描电镜观察分析了不同龄期和养护温度的全尾砂胶结充填体的微观结构。主要研究内容和结论如下:(1)开展有关胶结剂类型、料浆灰砂比、质量浓度和龄期对全尾砂胶结充填体强度影响的正交试验,确定胶结剂类型为P·O 42.5水泥,灰砂比为1:6、质量浓度为75%。对在0℃、20℃、40℃、60℃和80℃温度下养护3天、5天、7天、14天、21天和28天龄期的全尾砂胶结充填体进行单轴压缩试验,研究了不同养护温度和龄期的全尾砂胶结充填体的强度及变形规律,可以为胶结充填体强度设计和充填开采提供一定的参考。(2)分别开展不同养护温度和围压下全尾砂胶结充填体的室内三轴压缩试验,探究了养护温度、围压作用下全尾砂胶结充填体的强度及变形规律。根据试验结果绘制莫尔应力圆,得到内聚力c和摩擦角Φ。基于Lemaitre应变等价原理,运用Weibull统计损伤理论建立了养护温度、围压作用下全尾砂胶结充填体的损伤本构模型和损伤演化方程,可以较好描述全尾砂胶结充填体在不同养护温度和围压下的应力-应变规律,并分析了临界损伤值Dcr与养护温度和围压之间的关系。(3)对全尾砂胶结充填体进行不同养护温度(0℃、20℃、60℃和80℃)和围压(0.3MPa、0.6MPa、0.9MPa和1.2MPa)的蠕变试验。全尾砂胶结充填体在同级应力水平下的稳态蠕变率整体上随温度升高而增大,其瞬时弹性变形随应力水平与围压的升高而增加,蠕变过程具有明显的减速蠕变和稳定蠕变,围压和应力水平越高,减速蠕变阶段越明显,产生的蠕变变形量且对应的稳态蠕变率越大。Burgers体和Poyting-Thomson体均能较好描述全尾砂胶结充填体的减速蠕变阶段和稳定蠕变阶段。运用ABAQUS和FLAC 3D进行数值模拟获得的结果与室内模型试验结果基本吻合,证明了模型试验开展的合理性以及所得规律结论的准确性。
魏丁一[4](2021)在《胶结充填体水化产热规律与通风降温预测模型》文中进行了进一步梳理充填采矿法由于损失贫化低、高度利用尾砂等固废和有效控制采场地压等优势在深部开采过程中得到广泛应用,这也与国家当前大力推进的绿色矿山建设目标相契合。对于采用充填采矿法的深部矿山来说,热害问题突出,而目前对于胶结充填体的水化产热及其对深部热害的影响研究较少,因此研究胶结充填体水化产热变化及含充填体热源掘进巷道通风时的风温变化规律对深部需冷量计算和热环境的改善至关重要。本文通过实验室相似材料实验、理论分析、现场试验和数值模拟相结合的方法,对胶结充填体水化产热变化规律及含充填体热源掘进巷道的风温分布进行研究。采用实验室相似材料实验的方法,分析不同料浆浓度、灰砂比、胶固粉掺量和体积变量下胶结充填体试样的温度变化,结果表明:水泥和胶固粉的水化作用分别是反应前期和中后期试样水化热的主要来源;试样温度与料浆浓度、灰砂比、胶固粉掺量和体积呈正相关。参照试样温度的变化情况,基于特征点温度、持续时间等提出了胶结充填体水化产热的评价方法,分析获得胶结充填体产热最多和最少的配比及最优评价指标。根据π定理和矩阵理论,基于胶结充填体水化产热相似材料实验结果,建立了胶结充填体水化产热温度模型,模型理论计算值与实验室实测值之间的平均绝对百分比误差为0.49%,验证了胶结充填体水化产热温度模型的准确性。通过运用EDS能谱分析和Smileview软件,对产热特征较明显的试样S6、S9和S13中水化产物的Ca/Si和粒径进行分析,揭示了不同配比和龄期条件下胶结充填体水化产物Ca/Si和粒径的变化规律。根据前期相关研究,结合现场实际情况选取围岩温度、入口风速、入口风温和围岩热传导系数作为主要变量,运用COMSOL Multiphysics软件建立了含充填体热源掘进巷道的物理模型,结果表明胶结充填体的水化产热对掘进巷道风温分布有重要影响,运用通风降温的方式改善深部掘进巷道热环境是有效的。通过模拟含充填体热源掘进巷道通风降温时巷道内温度场的分布状态,获得不同变量对巷道断面风温的影响及变化趋势。基于含充填体热源掘进巷道通风降温的风温分布结果,结合围岩性质建立了含充填体热源掘进巷道的风温预测模型,模型理论计算值与模拟实验值之间的总平均绝对百分比误差为0.08%,验证了模型的准确性。本论文的研究成果为胶结充填体产热量估算、深部热源结构确定、热源热贡献率计算和需冷量的计算提供理论基础,补充和丰富了胶结充填体水化产热基础理论;通过计算产热量对周边环境的影响,为深部通风降温方案的制定提供实验数据。
冯康伟[5](2020)在《谢桥矿2212(1)工作面高温热害防治技术研究》文中研究表明随着浅部煤炭资源的开采殆尽,我国大多数煤矿现今进入深井开采阶段,甚至个别矿井采深达到了 1200m,由此带来了突出的深井热害问题。井下的高温热环境影响了相关作业人员的身心健康与矿山生产安全,由此对矿井热害防治与降温技术的研究对职业病及生产安全具有重要意义。本文针对谢桥矿2212(1)回采工作面的高温热害问题,采取了理论分析,热害现场调查与测定,数值模拟等的方法对该采煤工作面进行研究。首先对高温热害防治理论进行分析研究,其中包括:矿井气候参数与传热,热环境的危害、矿井主要热源及其散热的计算、冷负荷计算、降温技术措施。然后对整体谢桥矿以及2212(1)采煤工作面的热害现状进行调查与热力参数的测定分析,主要按照基本概况与通风、参数调查与测定、热害划分、降温系统与布置等方面进行。利用FLUENT软件对2212(1)工作面降温现状的温度场进行数值模拟,主要按照数值模拟软件的选择、物理模型的建立、导入软件进行模拟、模拟结果与实测数据对比分析等方面来进行。通过研究目前降温现状,提出了三个优化改进降温方案,它们分别为:延长保温风筒与空气幕隔热、空冷器前置与冷量分流、小型空冷器悬挂式均匀布置于工作面,并对其工程应用性进行分析,然后用数值模拟的手段对其可行性进行验证分析。通过对上述研究,得到结论:工作面温度场的数值模拟分析表明:模拟温度与实测温度吻合度较高,模拟可靠性强,模拟工具和方法可靠;工作面的温度特征明显,沿风流方向递增,局部位置有涡流现象,造成局部高温;井下高温围岩壁面与采空区壁面对风流的加热作用较为显着;整体温度云图显示工作面温度超出煤矿安全规程,需要新的降温方案解决。三个优化降温方案中:延长保温风筒与空气幕隔热比原有降温系统对热害的缓解作用更大;空冷器前置与冷量分流经验证可满足工作面降温需求,且可实施性比其它两方案强;小型空冷器悬挂式均匀布置于工作面,此方案降温力度最大。后两种方案也能较好的应对冷量分布不均的问题。图[53]表[27]参[65]
张航[6](2020)在《基于深度学习的隧道微震信号处理及岩爆智能预警研究》文中研究指明中国“十三五”科技创新规划纲要提出了加强深部资源的开发和利用,包括矿物、能源资源勘探开发、城市地下空间利用及减灾防灾等,而深部资源的探索过程中往往面临各种风险和危害,特别是深部地下工程及隧道工程在建设过程中容易引发大量工程地质灾害,如岩爆、大变形等。微震监测技术作为一种新型岩体微破裂监测技术,已经快速发展并成为地下工程灾害监测预警的重要手段之一,且具有7×24小时全天候不间断监测特点,这导致了监测过程中数据的大量采集与积累,给数据的及时、快速和有效处理带来了巨大挑战。目前,大部分数据处理工作都是依靠具有较为丰富实践经验和较为扎实地震学功底的工作人员完成,处理时间较长,且效率和准确率得不到保证,严重影响了地质灾害预测和预警的时效性。同时,结合微震活动发育情况或震源参数演化规律进行灾害预警的人为主观因素较大,其有效的预警方法及稳定性需要进一步提升。基于此,本文以深埋隧道岩爆灾害为研究对象,结合微震监测技术、人工智能算法、深度学习和物联网技术,开展了基于深度学习的隧道微震信号处理及岩爆智能预警研究。基于充足的微震监测数据,建立围岩微震波形智能分类模型及降噪和拾取模型,优化和改善震源定位方法,结合岩爆灾害形成全过程微震信息演化趋势构建微震预测和岩爆预警模型,最终提出岩爆微震综合预警流程。在此基础上,研发和构建隧道微震自动化监测及岩爆智能预警平台,提高岩爆灾害动态预警的时效性和准确性。通过研究,本文获得如下主要成果和认识:(1)构建围岩微震信号智能分类模型。对现场监测信号进行时频分析能够初步区分和识别微破裂信号,其具有强度和频率相对较低、波形成分较为单一、衰减更快等特点。建立微破裂波形与噪音波形(爆破、机械和未知波形)的两类样本数据库,基于深度卷积神经网络构建了围岩微震波形智能分类模型,通过训练、验证、测试和方法对比分析,并结合相关指标证明了该方法的良好性能,且对于不同信噪比水平的微破裂信号同样能够较好检测。同时,该模型具有良好的泛化能力,对不同背景地质构造区域下的围岩微震波形分类也保持较高的精度,能够更好检测Mw≥0.5的微破裂事件。训练后的模型无需调整参数即可保证准确性,在实时监控、智能检测和分类方面具有良好的应用前景。(2)建立基于深度卷积编解码神经网络的微震波形降噪和拾取双任务模型。该模型集成了具有两个相似结构的卷积编解码网络,能够一次性解决围岩微破裂信号降噪和持续时间拾取问题。基于半合成数据训练好的模型,即使微破裂信号受到不同类型和强度的噪声污染(非高斯噪声),甚至于噪声的频带与微破裂信号的频带重叠,信号和噪声成分也能正确的区分与分离。降噪后的微破裂信号泄漏极小,其形状和幅度特性得到了很好的保留,这些特点同样适用于通过含噪信号与降噪信号获得的预估的噪声(非高斯噪声和高斯噪声)。该模型在信号持续时间拾取上也表现出较高的拾取精度,包括了信号到时的拾取。虽然该模型的训练数据来自于半合成数据,但无论是降噪效果、波形恢复,还是持续时间拾取方面,其在实际采集围岩微震信号的应用效果同样保持良好。此外,该方法对于噪声污染而无法人为确定的微破裂信号持续时间也具有良好拾取能力,可以进一步改进和校正人为拾取结果。与高通滤波器降噪性能、STA/LTA方法到时拾取精度相比,该方法显着提高了信噪比,并引入了较少的波形失真,使真实波形得到更好的恢复,较高的命中率和较低的平均偏差证明了其在低信噪比下也具有良好的拾取精度,能够满足工程到时拾取精度要求。(3)优化和评估隧道微震阵列与震源定位算法。引入残差准则和双曲线密度评估和分析轴向扩展、横向扩展和双洞阵列三种隧道“非包围”式微震阵列的震源定位的准确性和有效性,并结合人工敲击实验和现场应用进行验证,结果显示双洞阵列定位效果相对最优。引入加权系数优化基于L1范数准则的微震定位目标函数,并结合隧道开挖爆破方式和初始震源位置判断构建隧道围岩传播速度模型,一定程度上提高了震源定位精度。引入混沌初始化策略、自适应学习因子、权重系数改进和提高种群多样性等措施优化粒子群算法并改善微震震源定位效果,最终通过不同定位方法对比论证了改进后的方法具有可靠性较强、稳定性较高的特点,能够很好地跳出局部最优,实现收敛精度的提升,找到比其他算法更好的解。(4)构建基于多变量、多目标的岩爆微震参数时间序列的智能预测模型。选取岩爆灾害形成全过程的能量释放、视体积、事件数及其累计值和能量指数等多变量微震参数构建岩爆微震指标库。基于此,建立基于卷积神经网络的多目标岩爆微震指标时间序列预测模型,结合各类评价指标对比分析不同神经网络模型的预测性能,提出了微震指标时间序列预测方法,实现了未来微震参数的准确预测,为后续岩爆灾害动态预警提供数据基础和支撑。(5)建立基于灾变前兆信息及其演化趋势推断的岩爆微震综合智能预警模型。基于累计视体积和能量指数变化趋势将岩爆灾害形成全过程划分为岩爆萌生阶段、岩爆灾变阶段和岩爆成灾阶段。结合滑动时窗方法建立不同岩爆阶段所对应的样本数据库,基于高分辨率卷积神经网络构建岩爆预警模型,结合各类评价指标和方法对比研究了模型的性能表现,论证了该模型对不同岩爆阶段预测的准确性和良好性能,并验证了模型对不同环境数据的鲁棒性,最终确定以岩爆灾变阶段作为岩爆预警的阈值之一。同时,探索和研究不同岩爆灾害形成全过程的岩爆危险度及其增长趋势,认为当岩爆危险度增长速率大于0的量值的拟合曲线连续出现了不少于6次数据点的持续性升高为岩爆风险的另一预警阈值。结合微震监测技术,基于岩爆微震预测模型推断多参数灾变前兆信息的演化趋势,最终建立岩爆微震综合预警流程。(6)基于微震监测技术、微震信号处理(围岩微震波形智能分类、降噪和拾取)、震源定位、参数计算、微震预测和岩爆预警等各类智能算法和模型,结合Java和Python编程语言,运用B/S构架体系,建立了隧道微震自动化监测及岩爆智能预警系统平台。该平台实现了整个微震监测工作流程的自动化、高效化和智能化,极大程度上改善了数据质量和处理速率,一定程度上保证了岩爆微震预警的及时性和准确性。同时,研发平台在实际工程中得到了良好应用。
高家通[7](2020)在《煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度研究 ——以山西省霍东矿区典型采空区塌陷地为例》文中指出煤矿环境恢复与治理对其绿色矿山建设、生态环境保护和矿企业可持续发展等具有重要意义,煤矿环境恢复与治理效果广受社会和学术界关注,其中煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度及其评价是影响煤矿环境恢复与治理效果的重要科学与实践问题之一。本文以煤矿采空区塌陷地为研究对象,在分析了煤矿采空区塌陷地生态环境破坏影响因素的基础上,研究创新了煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度评价指标体系与分级方法,同时选取山西省霍东矿区的八个典型塌陷地,通过资料收集、遥感解译、实地调查与室内综合分析等研究方法,对所创新的煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度评价指标体系与分级方法进行了实例验证分析和研究,主要研究结果如下:(1)构建煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度指标体系。通过对煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度进行分析和评价,将采空区塌陷造成的地形地貌、植被、地下水、地表水、土地与土壤、气候、地质灾害等七个方面的破坏程度作为煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度评价指标,并选取坡度变化指数、地貌主要破坏类型等15个二级指标构建了煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度指标体系。(2)建立煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度分级标准。将煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度等级划分为轻度、一般、较严重、严重、极严重5个等级,并根据评价得分进行定量分级,5个等级相对应的分数为80分~100分、60分~80分、40分~60分、20分~40分、0分~20分。(3)评价煤矿典型采空区塌陷地生态环境破坏强度级别。通过对案例煤矿区8座煤矿按照1km×1km格网进行划分单元,最终将其划分为52个评价单元。其中评价为严重的单元共有17个,面积为15.1938km2,占案例煤矿总面积的33.04%,其次分别为一般破坏占案例煤矿总面积的30.62%,较严重破坏占案例煤矿总面积的18.27%,轻度破坏占案例煤矿总面积的9.57%,及严重破坏占案例煤矿总面积的8.51%。综合分析案例煤矿实际情况,案例煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度等级为严重。(4)探究煤矿采空区塌陷地生态环境修复治理技术措施。基于案例煤矿的评价结果,结合矿山生态环境恢复治理的技术措施,针对煤矿采空区塌陷地主要采取农业工程措施进行修复治理,并对各个等级的生态环境破坏强度进行农业工程技术措施匹配,提高生态环境恢复治理效率。综上,运用本研究所构建的煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度评价指标体系和分级标准,对所选煤矿典型塌陷地的生态环境破坏强度等级评价结果与实际调查结果基本一致,因此,本研究所提出的方法及相关措施可为煤矿采空区塌陷地生态环境恢复治理工程提供理论和技术支持。
王振兴[8](2020)在《高原冻土退化条件下区域地下水循环演化机制研究 ——以大通河源区为例》文中进行了进一步梳理高寒区多年冻土融化导致的地下水循环变化机制是水文地质和环境地质基础理论研究方面的关键科学问题之一,了解该类地下水动态对冻土变化的响应对寒区水资源保护、生态环境和工程建设具有重要价值。本文以青海大通河源区为研究区,开展高原冻土退化条件下区域地下水循环演化机制研究。通过监测、微结构测试、新型水化学同位素、多场耦合模拟等研究方法,系统分析了冻土退化过程特征,揭示了冻土微结构与渗流特征变化规律以及冻土退化条件下区域地下水循环演化机制,取得了如下主要成果:1)通过遥感解译、多元统计、地温监测及微结构研究,划分冻土类型与退化阶段,对比研究了大通河源区不同冻土退化阶段冻土面积、上下限、边界、地温及微观结构变化规律。通过多元统计分析水均衡计算等手段,阐明了地下水补径排响应规律。在降雨量不显着增加的基础上区内泉水流量、地表水径流量和地下水天然资源量呈现出了增加趋势,认为是冻土退化增大了地下水的补给通道及地下冰融水量所致。通过水均衡概算,得出地下冰融水占比约为17%。2)通过控温CT扫描、压汞实验及控温渗透试验,揭示了退化条件下冻土的微观结构变化及冻土渗透性能变化规律。升温过程使得冻土颗粒以及孔隙产生了重分配,冻土的中大孔隙增多,连通性增强;升温初期渗透系数快速增大,至-0.5℃时,渗透系数成倍增长,说明“高温冻土”已经具有一定的渗透性能,而非必须完全融化才能由“隔水层”变为“含水层”。探索建立了温度、微结构与渗透性能的定量关系方程。3)通过硫、硼、锶、铀同位素识别了不同地下水来源和循环途径;计算了多元水转化关系,结果表明冻土退化条件下,冻结层上水与层下水的联系变为密切,地下水系统由封闭转为开放;地下冰融水参与了地下水循环,其在连续冻土区、片状冻土区和岛状冻土区冻结层下水中补给的比例分别为9%、17%和11%;冻结层上水中补给比例分别为18%、24%和20%。最终建立了冻土退化条件下的高寒河源区山-盆多层级区域地下水循环模式。4)利用COMSOL Multi-physics软件系统的二次开发功能,改进了多场的耦合模型,实现了从中长周期时间尺度冻土退化条件下区域地下水循环演化的定量模拟与预测。5)揭示了“温度→冻土类型→微结构→渗透系数→水文地质结构→地下水循环模式演变→冻土释水→水质变化”的冻土退化条件下区域地下水循环演化机制。最后以地球科学系统理论从多圈层交互带的角度针对冻土退化可能产生的资源环境效应,提出了冻土环境与地下水资源保护的对策和建议。
魏利伟[9](2020)在《高海拔铁路隧道施工风险评价与控制研究》文中提出近年来,国家深入实施“一带一路”战略,全面加强高海拔铁路建设,受到连绵起伏的山脉影响,需要修建大量的隧道工程。然而,大多数隧道工程具有更复杂的典型地质条件、不利的气候条件、建设投资造价大、建设周期长等特点,致使高海拔铁路隧道施工较传统一般隧道施工风险更大。因此,有必要开展高海拔铁路隧道施工风险评价及控制研究。首先,统计了2005-2019年间比较典型的125起隧道施工事故,形成隧道施工事故统计表,在数据统计的基础上通过位置分布特征、区域分布特征、事故等级以及类型特征4方面分析归纳了事故类型、风险源指向、事故原因、事故规律等,为高海拔铁路隧道施工风险识别提供参考依据。其次,根据隧道施工的相关法律法规的规定,采用头脑风暴法对自然条件、典型地质、施工安全管理、隧道特征及结构设计、施工设备、施工技术以及施工人员7个方面展开风险识别,并构建了高海拔铁路隧道施工风险评价指标体系。然后,结合隧道施工的相关风险评价与管理规范、文献研究结论、走访调查结论以及高海拔铁路隧道施工特征等,对高海拔铁路隧道施工风险评价指标体系中各指标的等级进行划分,给出高海拔铁路隧道施工风险评价所采用的风险等级分级标准。根据建立的风险接受准则,对不同风险等级采取不同预控措施。最后,通过参考大量国内外有关风险评价方法研究的文献,结合高海拔铁路隧道施工特点,采用模糊网络分析评价法构建高海拔铁路隧道施工风险评价模型。通过某隧道施工实证研究,结果表明,某隧道施工风险等级为Ⅰ级,与实地调查情况相符,并对较高风险源提出了控制对策。为同类别的高海拔寒区隧道施工提供参考。
段崇豪[10](2020)在《地埋管地源热泵系统在废弃矿山应用中的换热性能研究》文中认为当今世界正面临着能源结构转型与环境问题双重挑战,地热能作为一种清洁高效能源越来越受到人们重视,国内也紧跟时代步伐大力发展地热能,其中,地源热泵占据了当前地热开发应用类型的较大比例。但受制于浅层地热能储量有限、土地面积有限、受气候影响较大。另一方面,随着浅层矿产资源日益枯竭,矿山采掘深度逐渐向更深的地层发展,近年来出现了大量不同埋深的停运或废弃矿山,其中蕴含大量的矿山地热资源而没有得到重视。本文提出地埋管技术与废弃矿山地热开发相结合的思路,根据矿山巷道埋置于地下的特点,提出了放射状的换热器布设形式,利用换热器中循环流体与地下岩体的换热,进而对该部分地热能加以利用,同时为废弃矿山的二次利用提出了新的思路。本文分析了矿山地埋管换热过程,结合传热理论,提出了矿山地埋管传热模型,基于此,对换热相关影响因素进行了归纳总结,为后续换热特性的研究奠定了基础,主要研究如下:(1)设计并搭建了一套微型实验台,对单管换热器进行恒定热流负荷的传热实验,获得换热器循环流体及岩土体的温度响应特征,利用数值计算方法模拟了整个实验过程,通过对比两种研究手段下的计算结果,验证了数值计算方法的可靠性。(2)利用有限元方法,建立了三维单管传热模型,研究了不同矿山地层条件(原始地温、岩体导热系数与恒压热容)、换热管结构设计因素(钻孔半径、钻孔深度、换热管型、支管间距与充填材料导热系数)及运行参数(注水温度与注水速率)等对换热性能的影响规律,获得了以上因素对单管换热性能的敏感程度,可为矿山地热开发选址、结构及运行参数的设计提供参考。(3)建立了考虑相互干扰的管群传热模型,研究了不同钻孔夹角、排布方式及排距对整体换热性能的影响规律,给出了合理钻孔夹角及排距的推荐值,得出叉排布设更利于系统换热,并提取对系统换热效果影响较大的主控因素,基于多元正交回归分析方法,获得了换热性能指标的预测公式,可为实际工程提供参考。(4)选取北方某矿山作为工程案例,设计相应的运行方案,对其单一运行周期内的换热过程进行模拟计算,分析了不同时期换热性能指标及矿山岩体温度场变化规律,矿山地埋管系统取得了较好的换热效果,验证了其应用的可行性,通过对比冬夏两季冷热共采与冬季单一取热两种模式进行长期运行情况,结果表明:冬夏两季冷热共采模式能够更快达到系统稳定状态,换热效率为首个换热季的83.3%,换热量是单一取热模式的3.4倍,具有较好的长期稳定性。
二、改进的矿山地温类型划分(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、改进的矿山地温类型划分(论文提纲范文)
(1)引汉济渭TBM施工隧洞围岩分类方法研究及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 基本围岩分类研究进展 |
1.2.2 TBM施工隧洞围岩分类研究进展 |
1.3 研究内容及创新点 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 创新点 |
1.4 技术路线 |
2.基于HC法的TBM施工隧洞围岩分类方法研究 |
2.1 可掘性指标 |
2.1.1 单轴抗压强度 |
2.1.2 摩擦性指数CAI |
2.1.3 可掘性指标分级 |
2.2 不良地质条件等级划分 |
2.2.1 高地应力 |
2.2.2 断层破碎带 |
2.2.3 突涌水涌泥 |
2.2.4 其他不良地质条件 |
2.3 赋分制 |
2.3.1 赋分原则 |
2.3.2 各指标赋分 |
2.4 TBM施工隧洞围岩分类方法 |
2.4.1 围岩类别划分方法 |
2.4.2 分类形式及上下标 |
2.5 本章小结 |
3.基于TBM围岩分类方法的掘进施工预测模型研究 |
3.1 引汉济渭工程和引松工程概况 |
3.1.1 工程基本概况 |
3.1.2 工程地质条件 |
3.1.3 TBM设备参数 |
3.2 TBM施工预测模型数据库的建立 |
3.2.1 TBM施工适应性围岩分类总评分 |
3.2.2 TBM施工性能掘进参数 |
3.3 掘进参数与围岩分类总评分的相关性分析 |
3.3.1 围岩总评分与净掘进速度的相关性分析 |
3.3.2 围岩总评分与贯入度的相关性分析 |
3.3.3 围岩总评分与TBM利用率的相关性分析 |
3.3.4 围岩总评分与现场贯入指数的相关性分析 |
3.3.5 围岩总评分与扭矩贯入指数的相关性分析 |
3.4 TBM掘进施工预测模型的建立及验证 |
3.4.1 TBM掘进施工预测模型建立 |
3.4.2 TBM掘进施工预测模型初步验证 |
3.5 本章小结 |
4.TBM掘进实测数据处理分析及掘进参数变化规律研究 |
4.1 TBM掘进实测数据介绍 |
4.1.1 原始数据的采集及内容 |
4.1.2 循环段数据 |
4.2 掘进实测数据预处理 |
4.2.1 预处理目的及工具 |
4.2.2 数据预处理 |
4.3 循环段划分和数据降噪 |
4.3.1 循环段分割 |
4.3.2 数据降噪 |
4.4 掘进参数变化规律分析 |
4.4.1 掘进参数沿桩号变化规律 |
4.4.2 不同掘进参数间的相关性 |
4.5 本章小结 |
5.TBM施工性能预测模型的应用研究 |
5.1 TBM施工性能预测模型在引松工程中的应用 |
5.1.1 预测隧洞段的选取 |
5.1.2 围岩总评分的计算 |
5.1.3 掘进性能参数预测 |
5.2 TBM施工性能预测模型在引汉济渭工程中的应用 |
5.2.1 预测隧洞段的选取 |
5.2.2 围岩总评分的计算 |
5.2.3 掘进性能参数预测 |
5.3 模型评价与施工性能等级划分 |
5.3.1 误差分析与模型评价 |
5.3.2 施工性能等级划分 |
5.4 本章小结 |
6.结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 |
攻读硕士期间主要研究成果 |
(2)胶东地区金矿高水压千米深立井井壁设计理论与应用(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
术语表 |
1 引言 |
2 选题与文献综述 |
2.1 研究背景和意义 |
2.1.1 国内外金矿资源的开发与井筒建设 |
2.1.2 选题的必要性与意义 |
2.2 国内外研究现状 |
2.2.1 立井井壁设计的发展历程 |
2.2.2 围岩分级理论在地下支护理论的应用与发展 |
2.2.3 流固耦合和现代新奥法理论研究发展 |
2.3 研究内容、目的与技术路线 |
2.3.1 金属矿硬岩井壁设计研究存在的问题 |
2.3.2 研究内容、目的和技术路线 |
3 基于围岩衬砌统一尺度的力学性能对比试验研究 |
3.1 岩石混凝土强度对比试验 |
3.1.1 井筒地质与围岩评价 |
3.1.2 井筒支护体系材料力学性能试验的研究方案 |
3.1.3 力学性能试验数据的处理与分析 |
3.1.4 试验参数的进一步研究和讨论 |
3.2 岩石混凝土超声波对比试验 |
3.2.1 实验目的与实验设计 |
3.2.2 混凝土与岩石超声波性能对比研究 |
3.3 本章结论 |
4 基于流固耦合原理的深立井永久支护力学分析的基础理论研究 |
4.1 深立井原岩自重应力场 |
4.2 基于达西渗流的流固耦合力学模型解答 |
4.2.1 注浆加固的流固耦合数学模型 |
4.2.2 注浆加固井筒的流固耦合问题解答 |
4.2.3 注浆加固井筒的流固耦合解答验证 |
4.2.4 注浆效果对渗流场与应力的影响 |
4.3 基于线性与非线性渗流的井筒流固耦合对比研究 |
4.3.1 基本假定 |
4.3.2 渗流场解推导 |
4.3.3 应力场解推导 |
4.3.4 应力及流量分析 |
4.4 井筒围岩稳定性分析与围岩分级方法 |
4.4.1 [BQ]围岩分级 |
4.4.2 [BQ]围岩分级的改进和金矿井筒井壁结构分类 |
4.5 本章结论 |
5 基于围岩锚固的结构力学性能参数等效的模型试验研究 |
5.1 基于锚固原理的井筒力学模型理论及参数等效原理 |
5.2 相似模拟试验设计 |
5.2.1 试验的相似比及相似材料的选择: |
5.2.2 实验设备的设计及制作 |
5.2.3 监测系统及锚杆 |
5.2.4 正交试验设计 |
5.3 相似模拟试验过程 |
5.4 相似模拟试验数据分析 |
5.4.1 围岩的位移分析 |
5.4.2 井筒锚固结构参数影响分析与经验修正 |
5.5 模型试验的数值分析研究 |
5.5.1 预应力全长粘结锚杆数值模型建立的实现方法 |
5.5.2 相似模型试验数值模拟研究 |
5.6 本章结论 |
6 基于广义包神井壁设计理论及应用 |
6.1 基于围岩分级与广义包神力学模型的井壁设计理论 |
6.1.1 深部无水破碎围岩(IV级)的井壁设计理论 |
6.1.2 深部高水压破碎围岩(V级)的井壁设计理论 |
6.2 基于涌水量计算的注浆(锚杆)加固范围确定(新城金矿应用) |
6.2.1 新城新主井井筒工程概况 |
6.2.2 新城金矿新主井锚杆设计参数的确定 |
6.3 新型井壁结构设计方案 |
6.4 验证井壁设计可靠性及深部井筒力学分析 |
6.4.1 深部不同水平的井筒力学建模及分析 |
6.4.2 深部井筒设计可靠性验证 |
6.5 本章结论 |
7 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)不同养护温度的全尾砂胶结充填体强度及蠕变特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 充填采矿技术的发展 |
1.2.2 温度、围压对全尾砂胶结充填体强度影响的研究 |
1.2.3 温度、围压对全尾砂胶结充填体蠕变影响的研究 |
1.3 目前研究存在的不足 |
1.4 研究内容与技术路线 |
2.试验材料基本性质和试样制备方法 |
2.1 试验材料基本物理化学性质 |
2.1.1 关于尾砂 |
2.1.2 关于水泥作为胶结剂的探讨 |
2.1.3 关于搅拌水 |
2.2 试样制备方法 |
2.3 改进的试样制备装置 |
2.4 本章小结 |
3 不同温度和龄期对全尾砂胶结充填体强度与变形特性试验研究 |
3.1 全尾砂胶结充填体的单轴压缩试验 |
3.1.1 试件的制备养护 |
3.1.2 试验装置与过程 |
3.2 胶结充填体单轴压缩试验结果分析 |
3.2.1 单轴压缩试验结果 |
3.2.2 龄期对充填体抗压强度的影响 |
3.2.3 温度对胶结充填体抗压强度的影响 |
3.2.4 温度、龄期与充填体单轴抗压强度之间关系的分析 |
3.2.5 SEM微观观测分析 |
3.2.6 胶结充填体试样破坏形式分析 |
3.3 全尾砂胶结充填体的劈裂试验 |
3.3.1 试验方案与方法 |
3.3.2 试验结果与分析 |
3.4 本章小结 |
4 温度-围压作用下全尾砂胶结充填体强度特性与变形分析 |
4.1 试验方案与试验过程 |
4.1.1 试验方案 |
4.1.2 试验过程 |
4.2 温度、围压对全尾砂胶结充填体强度与变形的影响 |
4.3 MOHR-COULOMB强度准则 |
4.4 围压与温度对全尾砂胶结充填体损伤演化研究 |
4.4.1 全尾砂胶结充填体的损伤本构模型建立 |
4.4.2 全尾砂胶结充填体的损伤本构模型验证 |
4.4.3 全尾砂胶结充填体的损伤特征分析 |
4.5 本章小结 |
5 温度、围压作用下全尾砂胶结充填体蠕变特性分析 |
5.1 全尾砂胶结充填体单轴蠕变试验 |
5.1.1 试验方案 |
5.1.2 温度对全尾砂胶结充填体蠕变特性的影响 |
5.2 全尾砂胶结充填体三轴蠕变试验 |
5.2.1 试验方案 |
5.2.2 围压对全尾砂胶结充填体蠕变特性的影响 |
5.3 蠕变模型选取与验证 |
5.3.1 Burgers蠕变模型 |
5.3.2 Poyting-Thomson蠕变模型 |
5.4 本章小结 |
6 温度、围压作用下全尾砂胶结充填体数值模拟研究 |
6.1 软件简介 |
6.1.1 ABAQUS软件 |
6.1.2 FLAC3D软件 |
6.2 全尾砂胶结充填体压缩试验模拟 |
6.2.1 ABAQUS数值模拟 |
6.2.2 FLAC3D数值模拟 |
6.3 胶结充填体蠕变特性数值模拟 |
6.4 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间获得成果与参加的科研项目 |
(4)胶结充填体水化产热规律与通风降温预测模型(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 研究背景和意义 |
2.2 国内外研究现状 |
2.2.1 胶结充填体水化产热机理概述 |
2.2.2 胶结充填体水化产热影响因素的研究现状 |
2.2.3 胶结充填体水化产热温度场表征的研究现状 |
2.2.4 胶结充填体水化产热对周边环境影响的研究现状 |
2.2.5 掘进巷道通风降温及风温预测的研究现状 |
2.3 主要存在及待解决的问题 |
2.4 研究内容、研究方法及技术路线 |
2.4.1 研究内容 |
2.4.2 研究方法 |
2.4.3 技术路线 |
3 胶结充填体水化产热规律的相似材料实验设计 |
3.1 实验设备 |
3.2 实验原料 |
3.2.1 水泥 |
3.2.2 胶固粉 |
3.2.3 尾砂 |
3.2.4 发泡胶和保温板 |
3.3 实验方案 |
3.3.1 实验设计 |
3.3.2 试样制备 |
3.3.3 充填体试样测温方案 |
3.3.4 不同配比和龄期对试样水化产物的影响分析方案 |
4 胶结充填体水化产热规律的相似材料实验研究 |
4.1 相似材料实验数据与分析 |
4.1.1 胶固粉掺量对试样温度的影响 |
4.1.2 料浆浓度对试样温度的影响 |
4.1.3 灰砂比对试样温度的影响 |
4.1.4 体积对试样温度的影响 |
4.2 胶结充填配比优选 |
4.2.1 不同评价指标的确定 |
4.2.2 充填配比的对比分析 |
4.3 胶结充填体水化产热温度模型的建立 |
4.4 本章小结 |
5 胶结充填体配比和龄期对水化产物及其特性的影响分析 |
5.1 不同配比试样的水化产物形貌分析 |
5.1.1 试样S6的水化产物形貌 |
5.1.2 试样S9的水化产物形貌 |
5.1.3 试样S13的水化产物形貌 |
5.2 不同配比试样水化产物的Ca/Si和粒径分析 |
5.2.1 试样S6水化产物的Ca/Si和粒径分析 |
5.2.2 试样S9水化产物的Ca/Si和粒径分析 |
5.2.3 试样S13水化产物的Ca/Si和粒径分析 |
5.3 不同龄期试样水化产物的Ca/Si和粒径分析 |
5.3.1 不同龄期试样水化产物的Ca/Si分析 |
5.3.2 不同龄期试样水化产物的粒径分析 |
5.4 本章小结 |
6 含充填体热源掘进巷道通风降温的风温预测模型 |
6.1 现场工业试验 |
6.1.1 充填体现场测温方案 |
6.1.2 试验结果分析 |
6.2 含充填体热源掘进巷道通风模型的建立及参数设定 |
6.2.1 数学模型及假定条件 |
6.2.2 物理模型的建立 |
6.3 边界条件与参数设定 |
6.4 含充填体热源掘进巷道通风降温效果分析 |
6.4.1 含充填体热源掘进巷道内的三维温度场分布 |
6.4.2 含充填体热源掘进巷道通风的温度场分布 |
6.4.3 含充填体热源掘进巷道通风的速度场分布 |
6.5 含充填体热源掘进巷道的断面风温分析 |
6.5.1 不同巷道断面风温的极差分析 |
6.5.2 不同巷道断面风温的方差分析 |
6.5.3 围岩温度对巷道断面风温的影响 |
6.5.4 入口风温对巷道断面风温的影响 |
6.6 含充填体热源掘进巷道风温预测模型的建立及验证 |
6.6.1 含充填体热源掘进巷道风温预测模型的建立 |
6.6.2 含充填体热源掘进巷道风温预测模型的验证 |
6.7 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 建议与展望 |
参考文献 |
附录A 不同充填配比试样的特征温度 |
附录B 不同充填配比试样到达特征温度所需的时间 |
附录C 不同充填配比试样各阶段的温度变化速率 |
附录D 不同评价指标的统计结果 |
附录E 数据列表及回归计算程序1 |
附录F 数据列表及回归计算程序2 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(5)谢桥矿2212(1)工作面高温热害防治技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内外对于矿井的热害理论的研究现状 |
1.2.2 国内外对于降温技术的研究现状 |
1.3 研究目的及意义 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究意义 |
1.4 论文的研究内容、方法及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究方法及技术路线 |
2 矿山高温热害防治理论分析研究 |
2.1 矿井气候参数与传热 |
2.2 热环境的危害 |
2.3 矿井主要热源及散热量计算 |
2.4 矿井冷负荷计算 |
2.5 矿井降温技术分析 |
2.5.1 矿井非机械制冷降温技术措施 |
2.5.2 矿井机械制冷降温技术措施 |
2.6 本章小结 |
3 谢桥矿矿井热害现状调查研究 |
3.1 谢桥矿矿井热害状况 |
3.1.1 谢桥矿矿井基本概况 |
3.1.2 矿井的通风现状 |
3.1.3 矿井热害划分及相关热力参数的调查与测定 |
3.1.4 谢桥矿矿井降温系统分析 |
3.2 2212(1)工作面热害调查与分析 |
3.2.1 2212(1)工作面概况与通风 |
3.2.2 2212(1)工作面相关大气参数调查与测定 |
3.2.3 2212(1)工作面降温分析 |
3.3 本章小结 |
4 2212(1)工作面温度场模型建立及降温现状模拟 |
4.1 数值模拟软件的比较与选择 |
4.1.1 不同数值模拟软件的比较 |
4.1.2 采用FLUENT模拟软件 |
4.2 2212(1)工作面温度场分布数值模拟 |
4.2.1 数值模拟的流体动力学控制方程 |
4.2.2 2212(1)工作面物理模型的建立与网格划分 |
4.2.3 工作面温度场分布的数值模拟 |
4.2.4 模拟结果与现场实测数据对比分析 |
4.3 本章小结 |
5 2212(1)工作面降温方案优化改进及数值模拟分析 |
5.1 优化方案的提出与工程应用性分析 |
5.1.1 延长保温风筒与空气幕隔热 |
5.1.2 空冷器前置与冷量分流 |
5.1.3 小型空冷器悬挂式均匀布置于工作面 |
5.2 优化方案的数值模拟验证及对比分析 |
5.2.1 方案一的数值模拟验证分析 |
5.2.2 方案二的数值模拟验证分析 |
5.2.3 方案三的数值模拟验证分析 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(6)基于深度学习的隧道微震信号处理及岩爆智能预警研究(论文提纲范文)
摘要 |
研究成果的主要创新点 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 微震波形识别与分类研究 |
1.2.2 微震波形降噪和到时拾取研究 |
1.2.3 微震定位方法研究 |
1.2.4 岩爆预测及预警研究 |
1.2.5 主要问题与不足 |
1.3 研究思路、研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
第2章 基于深度卷积神经网络的围岩微震波形分类研究 |
2.1 引言 |
2.2 项目概况及数据来源 |
2.2.1 项目概况 |
2.2.2 微震监测系统构建 |
2.2.3 数据来源及岩爆灾害 |
2.3 微震波形的特征识别 |
2.4 微震波形信号预处理 |
2.5 CNN-MCN微震波形分类模型构建 |
2.6 CNN-MCN微震波形分类性能分析 |
2.6.1 数据准备与训练 |
2.6.2 实验结果和分析 |
2.7 本章小结 |
第3章 基于深度编解码的围岩微震波形降噪和拾取研究 |
3.1 引言 |
3.2 自编码神经网络模型 |
3.2.1 自编码 |
3.2.2 卷积自编码 |
3.3 微震波形降噪与拾取双任务模型构建 |
3.4 微震波形降噪与拾取双任务模型性能分析 |
3.4.1 数据准备和训练 |
3.4.2 实验结果与分析 |
3.4.3 通用性与对比分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 隧道围岩微震阵列优化及震源定位研究 |
4.1 引言 |
4.2 微震定位原理及目标函数构建 |
4.3 隧道微震阵列探讨与评估 |
4.3.1 “非包围”微震阵列不足 |
4.3.2 “非包围”微震阵列评估和优化 |
4.4 隧道震源定位方法优化与构建 |
4.4.1 隧道围岩速度模型优化 |
4.4.2 微震定位优化算法构建 |
4.5 微震优化阵列与改进定位方法的测试与应用 |
4.5.1 “非包围”微震阵列测试与应用 |
4.5.2 围岩波速模型测试 |
4.5.3 不同定位算法对比 |
4.5.4 微震定位优化方法应用 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于卷积神经网络的微震预测及岩爆预警研究 |
5.1 引言 |
5.2 相关理论基础 |
5.2.1 时间序列预测原理 |
5.2.2 ARIMA经典时间序列预测方法 |
5.2.3 神经网络预测模型 |
5.3 岩爆微震指标库建立 |
5.3.1 微震评价指标 |
5.3.2 岩爆微震指标选取与构建 |
5.3.3 数据预处理 |
5.4 微震指标预测研究 |
5.4.1 实验环境与数据 |
5.4.2 评价指标 |
5.4.3 微震指标时间序列模型构建 |
5.4.4 实验结果分析 |
5.4.5 不同方法对比 |
5.5 岩爆微震预警研究 |
5.5.1 实验数据 |
5.5.2 岩爆微震预警模型 |
5.5.3 岩爆微震综合预警 |
5.6 本章小节 |
第6章 隧道微震自动化监测及岩爆智能预警平台研究 |
6.1 引言 |
6.2 系统分析与设计 |
6.2.1 设计原则 |
6.2.2 系统开发及代码管理平台 |
6.2.3 系统及框架设计 |
6.2.4 数据库设计 |
6.3 系统主要模块 |
6.3.1 微震听诊模块 |
6.3.2 微震预测模块 |
6.3.3 岩爆预警模块 |
6.3.4 用户与信息模块 |
6.3.5 系统运行流程 |
6.4 工程应用 |
6.4.1 工程概况 |
6.4.2 微震自动化监测 |
6.4.3 微震预测和岩爆预警分析 |
6.5 本章小结 |
结论与展望 |
1 结论 |
2 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(7)煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度研究 ——以山西省霍东矿区典型采空区塌陷地为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 采煤沉陷区生态破坏与利用方式研究 |
1.2.2 采煤沉陷区内治理技术的研究 |
1.2.3 塌陷地复垦模式适宜性评价研究 |
1.3 研究目的与意义 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究意义 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
2 研究对象与方法 |
2.1 研究对象及案例概况 |
2.1.1 研究对象 |
2.1.2 煤矿典型塌陷地概况 |
2.2 研究方案与方法 |
2.2.1 主要研究工作 |
2.2.2 研究工作布置与完成情况 |
2.2.3 数据处理与研究方法 |
3 结果与分析 |
3.1 采空区塌陷地生态环境破坏强度评价指标选择结果与分析 |
3.1.1 采空区塌陷地生态环境破坏强度等级评价指标体系 |
3.1.2 采空区塌陷地生态环境破坏强度等级评价指标体系分析 |
3.2 采空区塌陷地生态环境破坏强度等级划分体系与分析 |
3.2.1 采空区塌陷地生态环境破坏强度等级划分体系 |
3.2.2 采空区塌陷地生态环境破坏强度等级划分体系分析 |
3.3 煤矿典型塌陷地生态环境破坏强度研究结果与分析 |
3.3.1 煤矿典型塌陷地生态环境破坏强度评价指标赋值结果 |
3.3.2 煤矿典型塌陷地生态环境破坏强度评价指标权重计算结果 |
3.3.3 煤矿典型塌陷地生态环境破坏强度等级及其分区结果 |
3.3.4 煤矿典型塌陷地生态环境破坏强度评价结果分析 |
3.3.5 实证与理论研究对比分析 |
3.4 采空区塌陷地生态环境恢复治理工程研究结果与建议 |
3.4.1 采空区塌陷地生态环境恢复治理工程研究结果 |
3.4.2 采空区塌陷地生态环境恢复治理工程匹配建议 |
4 讨论 |
5 结论 |
参考文献 |
附录A |
附录B |
作者简介 |
在读期间参与的科研项目 |
致谢 |
(8)高原冻土退化条件下区域地下水循环演化机制研究 ——以大通河源区为例(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容与关键科学问题 |
1.4 研究方法与技术路线 |
1.5 支撑课题 |
1.6 创新点 |
第二章 研究区概况 |
2.1 自然地理 |
2.2 区域构造及地质条件 |
2.3 冻土分布特征 |
2.4 区域水文地质条件 |
第三章 典型高原多年冻土退化过程及变化特征 |
3.1 研究方案 |
3.2 气温及人类活动变化特征 |
3.3 冻土及融区面积变化 |
3.4 冻土上下限及各类型冻土分布边界变化 |
3.5 冻土地温变化及退化阶段划分 |
3.6 冻土退化过程微结构特征 |
3.7 本章小结 |
第四章 冻土退化条件下渗流性能与微结构演变规律及定量关系 |
4.1 研究方案与试验原理 |
4.2 基于CT特征值的冻土退化条件下微结构特征 |
4.3 基于压汞实验的冻土退化条件下孔隙分布规律 |
4.4 冻土退化条件下渗透性能的变化特征 |
4.5 冻土退化条件下微结构、温度与渗流参数的定量关系方程 |
4.6 本章小结 |
第五章 冻土退化条件下区域地下水补径排要素响应规律 |
5.1 研究方案 |
5.2 区域水文地质结构变化 |
5.3 地下水主要补给源 |
5.4 地下水主要排泄项-泉流量变化 |
5.5 地表水径流量趋势分析 |
5.6 区域地下水资源量均衡计算 |
5.7 本章小结 |
第六章 冻土退化条件下地下水水化学及环境同位素特征 |
6.1 研究方案、样品采集和测试方法 |
6.2 冻结层上水水化学特征 |
6.3 冻结层下水水化学特征 |
6.4 构造融区、河谷融区水化学特征 |
6.5 地下水形成起源的水化学识别 |
6.6 热泉及冻结层下水循环深度 |
6.7 冻结层上水氘氧环境同位素特征 |
6.8 本章小结 |
第七章 冻土退化条件下区域地下水循环特征的新型同位素识别 |
7.1 研究方案与分析原理 |
7.2 地下水硫同位素特征 |
7.3 地下水锶同位素特征 |
7.4 地下水硼同位素特征 |
7.5 地下水铀同位素特征 |
7.6 地下水年龄及更新性 |
7.7 基于新型同位素的多元水转化关系分析 |
7.8 本章小结 |
第八章 冻土退化条件下区域地下水循环模式及演化机制 |
8.1 连续冻土分布区地下水循环模式 |
8.2 片状(岛状)冻土分布区地下水循环模式 |
8.3 季节冻土区地下水循环模式 |
8.4 大通河源区地下水循环模式演变过程 |
8.5 冻土退化条件下区域地下水循环演化机制 |
8.6 本章小结 |
第九章 冻土退化条件下区域地下水循环演化多场耦合模拟预测 |
9.1 COMSOL MULTI-PHYSICS及其控制方程 |
9.2 二维水文地质模拟剖面的概念模型与边界条件 |
9.3 温度场模拟预测 |
9.4 饱和度变化特征 |
9.5 含水层结构变化 |
9.6 模型的验证 |
9.7 地下水循环模式的演变模拟预测 |
9.8 地下水排泄量变化规律 |
9.9 本章小结 |
结论与建议 |
结论 |
建议 |
致谢 |
参考文献 |
个人简历 |
主持的项目 |
第一作者发表的文章 |
(9)高海拔铁路隧道施工风险评价与控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 高海拔铁路隧道施工风险评价理论 |
2.1 典型隧道施工事故统计分析 |
2.1.1 隧道施工事故类型分类 |
2.1.2 区域分布特征 |
2.1.3 位置分布特征 |
2.1.4 事故等级类型分布特征 |
2.2 风险评价理论 |
2.2.1 隧道施工风险 |
2.2.2 风险评价的基本原理 |
2.2.3 隧道施工风险评价的步骤 |
2.2.4 风险评价的主要方法及对应特征 |
2.2.5 风险评价方法的选用原则 |
2.2.6 模糊网络分析法在高海拔铁路隧道施工风险评价中的应用 |
本章小结 |
第三章 构建高海拔铁路隧道施工风险评价模型 |
3.1 高海拔铁路隧道施工风险识别 |
3.1.1 施工风险识别的定义 |
3.1.2 施工风险识别的原则 |
3.1.3 施工风险识别的流程 |
3.1.4 施工风险识别的内容 |
3.2 构建高海拔铁路隧道施工风险评价指标体系 |
3.2.1 风险评价指标的选取原则 |
3.2.2 高海拔铁路隧道施工风险评价指标体系 |
3.3 风险等级划分及风险接受准则 |
3.3.1 风险等级划分 |
3.3.2 风险等级判定标准 |
3.3.3 风险接受准则 |
3.4 基于模糊网络分析法的风险评价模型构建 |
3.4.1 模糊网络结构模型 |
3.4.2 构建评价因素集 |
3.4.3 构建评语集 |
3.4.4 确定模糊关系矩阵 |
3.4.5 确定F-ANP权重 |
3.4.6 确定高海拔铁路隧道施工风险评价结果 |
本章小结 |
第四章 高海拔铁路隧道施工风险控制研究 |
4.1 风险控制的基本原则 |
4.1.1 闭环控制原则 |
4.1.2 动态控制原则 |
4.1.3 分级控制原则 |
4.1.4 多层次控制原则 |
4.2 风险控制策略 |
4.2.1 规避风险 |
4.2.2 风险转移 |
4.2.3 风险缓解 |
4.2.4 风险自留 |
4.3 高海拔铁路隧道施工风险预控措施 |
4.3.1 自然条件风险控制措施 |
4.3.2 典型地质风险控制措施 |
4.3.3 施工安全管理风险控制措施 |
4.3.4 隧道特征及结构设计风险控制措施 |
4.3.5 施工设备风险控制措施 |
4.3.6 施工技术风险控制措施 |
4.3.7 施工人员风险控制措施 |
4.4 高海拔铁路隧道施工风险监测与预警 |
4.4.1 监控量测的内容与要求 |
4.4.2 监测信息预警管理 |
4.5 高海拔铁路隧道施工风险应急管理 |
4.5.1 隧道突发事件应急救援预案 |
4.5.2 高原反应应急救援预案 |
4.6 高海拔铁路隧道施工动态风险控制 |
4.6.1 高海拔铁路隧道施工动态风险评价内容 |
4.6.2 高海拔铁路隧道施工动态风险控制措施 |
本章小结 |
第五章 高海拔铁路隧道施工风险评价实例分析 |
5.1 工程概况 |
5.1.1 地理位置及地形地貌 |
5.1.2 气象水文 |
5.1.3 地质概况 |
5.1.4 施工方案 |
5.2 某隧道施工风险识别 |
5.2.1 自然条件风险 |
5.2.2 典型地质风险 |
5.2.3 施工安全管理风险 |
5.2.4 隧道特征及结构设计风险 |
5.2.5 施工设备风险 |
5.2.6 施工技术风险 |
5.2.7 施工人员风险 |
5.3 某隧道施工风险的问卷调查与分析 |
5.3.1 调查问卷的设计 |
5.3.2 调查问卷的数据获取与整理 |
5.3.3 调查问卷信度检验分析 |
5.3.4 调查问卷效度检验分析 |
5.4 某隧道施工风险评估 |
5.4.1 构建某隧道施工风险评价指标体系 |
5.4.2 构建某隧道施工风险因素集 |
5.4.3 构建某隧道施工风险评语集 |
5.4.4 确定模糊关系矩阵 |
5.4.5 F-ANP确定权重 |
5.4.6 综合评价 |
5.4.7 评价结果分析 |
5.5 某隧道施工风险控制对策 |
5.5.1 重要风险因素控制对策 |
5.5.2 较重要风险因素控制对策 |
5.5.3 次要风险因素控制对策 |
本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
附录 |
致谢 |
(10)地埋管地源热泵系统在废弃矿山应用中的换热性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 深部采掘常态化,废弃矿山数量增多 |
1.1.2 矿山地热资源丰富 |
1.1.3 矿山地热研究意义 |
1.2 地埋管地源热泵研究现状 |
1.2.1 地埋管系统应用发展现状 |
1.2.2 地埋管换热性能研究现状 |
1.3 矿山地热利用现状 |
1.3.1 矿山地温勘察研究现状 |
1.3.2 矿山地热资源利用现状 |
1.4 主要研究内容及方法 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.4.3 主要创新点 |
第二章 矿山地埋管换热器传热理论研究 |
2.1 废弃矿山地埋管系统 |
2.1.1 矿山地下结构 |
2.1.2 地埋管系统在废弃矿山中的应用 |
2.2 矿山地源热泵传热过程理论研究 |
2.2.1 热传导与对流传热概念 |
2.2.2 矿山地埋管系统换热过程分析 |
2.2.3 矿山地埋管换热器的传热模型 |
2.3 矿山地埋管换热器影响因素分析 |
2.3.1 矿山天然因素 |
2.3.2 工程设计因素 |
2.4 本章小结 |
第三章 矿山地埋管换热器传热性能的试验研究 |
3.1 实验原理与系统 |
3.1.1 实验原理 |
3.1.2 实验系统 |
3.2 实验系统组成及搭建 |
3.3 实验设计与步骤 |
3.3.1 实验前准备工作 |
3.3.2 实验步骤 |
3.3.3 实验结果分析 |
3.4 数值模拟与实验验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 矿山地埋管换热器单管传热数值模型及参数分析 |
4.1 COMSOL Multiphysics简介 |
4.2 矿山地埋管单管三维传热模型 |
4.2.1 模型建立 |
4.2.2 控制方程与边界条件 |
4.2.3 网格独立性验证 |
4.3 模拟工况设计及结果分析参数 |
4.3.1 模拟工况设计 |
4.3.2 模拟结果分析指标 |
4.4 矿山地层条件对换热效率的影响 |
4.4.1 原始地温对单管换热效率的影响 |
4.4.2 岩体导热系数对单管换热效率的影响 |
4.4.3 岩体恒压热容对单管换热效率的影响 |
4.5 结构设计因素对换热效率的影响 |
4.5.1 钻孔孔径对单管换热效率的影响 |
4.5.2 管径对单管换热效率的影响 |
4.5.3 钻孔深度对单管换热效率的影响 |
4.5.4 U型管支管间距对单管换热效率的影响 |
4.5.5 钻孔充填材料导热系数对单管换热效率的影响 |
4.6 负荷设计因素的换热效率的影响 |
4.6.1 注水温度对单管换热效率的影响 |
4.6.2 注水速率对单管换热效率的影响 |
4.7 各影响因素敏感度分析 |
4.8 本章小结 |
第五章 矿山地埋管管群传热性能分析 |
5.1 管群换热模型建立 |
5.2 模型远边界的确定 |
5.3 单排管设计夹角对系统换热的影响 |
5.3.1 单排钻孔夹角对换热效率的影响 |
5.3.2 单排钻孔夹角对岩体温度场的影响 |
5.4 排距对系统换热的影响 |
5.4.1 顺排工况下排距对换热效率的影响 |
5.4.2 顺排工况下排距对岩体温度场分布的影响 |
5.4.3 叉排工况下排距对换热效率的影响 |
5.4.4 叉排工况下排距对岩体温度场分布的影响 |
5.5 管群排布方式对系统换热影响的对比分析 |
5.5.1 排布方式对换热效率的影响 |
5.5.2 排布方式对岩体温度场分布的影响 |
5.6 基于换热主控因素的正交回归预测 |
5.6.1 换热器系统正交试验设定 |
5.6.2 多元非线性回归分析 |
5.6.3 回归分析效果检验 |
5.7 本章小结 |
第六章 矿山换热工程方案预设计 |
6.1 模拟工程概况 |
6.2 换热器系统设计 |
6.3 计算结果分析 |
6.3.1 首年取热季计算结果 |
6.3.2 首年取冷季计算结果 |
6.3.3 全年运行岩体温度响应特征 |
6.4 长期运行条件下不同开采形式的换热特征对比 |
6.4.1 换热系统连续运行五年的换热效率 |
6.4.2 连续运行五年的岩体温度变化特征 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文及参与的项目 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
四、改进的矿山地温类型划分(论文参考文献)
- [1]引汉济渭TBM施工隧洞围岩分类方法研究及应用[D]. 王胜乐. 西安理工大学, 2021
- [2]胶东地区金矿高水压千米深立井井壁设计理论与应用[D]. 徐衍. 北京科技大学, 2021
- [3]不同养护温度的全尾砂胶结充填体强度及蠕变特性研究[D]. 崔立桩. 青岛科技大学, 2021(01)
- [4]胶结充填体水化产热规律与通风降温预测模型[D]. 魏丁一. 北京科技大学, 2021(02)
- [5]谢桥矿2212(1)工作面高温热害防治技术研究[D]. 冯康伟. 安徽理工大学, 2020(07)
- [6]基于深度学习的隧道微震信号处理及岩爆智能预警研究[D]. 张航. 成都理工大学, 2020(04)
- [7]煤矿采空区塌陷地生态环境破坏强度研究 ——以山西省霍东矿区典型采空区塌陷地为例[D]. 高家通. 河北农业大学, 2020(06)
- [8]高原冻土退化条件下区域地下水循环演化机制研究 ——以大通河源区为例[D]. 王振兴. 中国地质科学院, 2020
- [9]高海拔铁路隧道施工风险评价与控制研究[D]. 魏利伟. 大连交通大学, 2020(06)
- [10]地埋管地源热泵系统在废弃矿山应用中的换热性能研究[D]. 段崇豪. 山东大学, 2020(10)