固液耦合在矿井保水开采中的应用 .pdfVIP

第十三届“挑战杯”全国大学生科技论文西安科技大学参赛作品

学校参赛类别

第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛

作品申报论文

固液耦合在保水开采中的应用

刘少华

李明辉

柴旺

张伟明

郭庆明

王少羽

马云安

指导教师：黄庆享（教授）

日期2011年4月

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第十三届“挑战杯”全国大学生科技论文西安科技大学参赛作品

固液耦合在保水开采中的应用

摘要

矿业作为我国的基础产业，是我国的主体能源以及能源安全的基

石。煤炭在我国一次能源生产和消费结构中一直在百分之七十以上，

在国民经济与社会发展中占有重要的地位和作用。然而，在长期的矿

山资源开发过程中，由于作业手段传统，以及环保开发技术上的不成

熟，导致在煤矿的开采过程中破坏了被开采区域的保水层，由此出现

大面积的土地水分流失，河流干枯和植被死亡等现象，极大的破坏了

矿区生态的平衡与安全！从矿区生态环境问题的内涵阐释出发，分析

了矿区生态环境问题的形成与危害，在确认煤炭矿区环境保护与治理

成效的基础上，针对现存矿区环境中的薄弱点，提出了解决问题的途

径和对策。根据榆树湾煤矿地质原型，进行了长壁工作面开采的“固

-液”耦合相似模拟实验，验证了相似材料配比的可行性，实现了塑

性隔水层的相似模拟，发现了影响隔水层采动稳定性的关键因素是上

行裂隙和下行裂隙。通过基岩裂隙注浆的手段与“固液耦合”实验的

成果相结合的办法，将在有待于解决的裂隙问题中发挥作用。为今后

实现煤炭的保水开采提出新思路。

关键字固液耦合、矿山、保水开采、隔水层、注浆

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第十三届“挑战杯”全国大学生科技论文西安科技大学参赛作品

一、绪论

1.1选题背景和研究意义

长期以来，由于在矿产资源开发利用中忽视环境保护，我国矿山

环境不断恶化，土地破坏、生态平衡失调问题日益突出，“三废”污染

严重，泥石流、地面塌陷等地质灾害频繁发生，这些己对群众的生存

环境和可持续发展构成威胁。矿山资源开发中的坏境问题中引起了社

会各界的广泛关注。在矿产资源开发利用过程中，由于认识的局限性，

我国在矿产资源开发利用中忽视环境保护工作，许多矿山生产建设不

重视环保要求，环境欠账较多：废石、尾矿泛滥，地面塌陷、土地破

坏、山体崩塌、滑坡、泥石流、水质污染、水均衡破坏等不仅造成大

量的财产损失和人员伤亡，而且阻碍了社会经济的可持续发展，成为

影响当地经济发展和社会稳定的重要制约因素。

为了解决这一棘手问题，煤矿必须实施保水开采。榆树湾的固液

耦合技术保水开采实验项目取得了辉煌成果，积极响应了党的科学发

展观的精神。可持续发展的核心是发展，在严格控制人口、提高人口

素质和保护环境、资源永续利用的前提下进行经济和社会的发展。“榆

树湾”坚持走绿色开采的道路，对煤矿开采进行统筹规划，综合开发

利用和保护并举。保水开采的研究，使得人们在今后的煤炭开采中实

现经济和生态平衡的和谐发展，是利民