本文選題：大型三軸試驗(yàn) + 風(fēng)化矸石　； 參考：《重慶大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：煤矸石是煤炭開采及洗選過程中產(chǎn)生的固體廢棄物,是我國目前年排棄量和積存量第一的工業(yè)廢渣。矸石散體粒徑分布范圍較大,數(shù)十厘米的石塊到小于0.1毫米的細(xì)小顆粒都是其散體成分。其物質(zhì)成分硬度相差甚遠(yuǎn),從軟巖到硬巖石均包含在內(nèi),還包含了部分殘留煤,另外還有大量的有機(jī)質(zhì)以及易揮發(fā)的可燃硫成分等,物理化學(xué)性質(zhì)及力學(xué)特征明顯不同于一般粘土、砂礫土及其它散體材料。煤矸石排棄后堆積成矸石山,矸石山露天堆放不僅會侵占農(nóng)田,對水體、土壤以及大氣均會產(chǎn)生嚴(yán)重污染,還可能產(chǎn)生自燃、爆炸等災(zāi)害。其風(fēng)化后,煤矸石力學(xué)性質(zhì)會產(chǎn)生變化,會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損害、邊坡穩(wěn)定等環(huán)境巖土效應(yīng),不僅危及井筒運(yùn)營的安全性,還對礦區(qū)內(nèi)人員的生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此,我國急需解決矸石山所造成的環(huán)境影響及穩(wěn)定性問題。本文針對重慶區(qū)域具有代表性的矸石山,以重慶某煤礦矸石山為研究背景,在現(xiàn)場試驗(yàn)及室內(nèi)粗粒土大型三軸試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,從矸石風(fēng)化特性出發(fā),分析矸石風(fēng)化強(qiáng)度特性,采用極限分析上限法及不平衡推力法分析矸石山的穩(wěn)定性,并對矸石山的穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬分析,取得了如下成果:(1)通過篩分試驗(yàn),測定重慶某煤礦矸石山新排矸石與風(fēng)化矸石級配,并將篩分后的新排矸石配成與風(fēng)化矸石相同的級配,以天然含水率與飽和含水率及不同圍壓為控制條件,然后通過室內(nèi)粗粒土大型三軸試驗(yàn),研究比較兩種煤矸石的力學(xué)性質(zhì),對比分析了新排矸石及風(fēng)化矸石三軸強(qiáng)度的力學(xué)性質(zhì)。(2)運(yùn)用不平衡推力法來推算重慶某煤礦矸石山的邊坡穩(wěn)定性;同時,針對矸石山體內(nèi)滑移失穩(wěn)模式,建立極限分析上限法分析重慶某煤礦矸石山的穩(wěn)定性。(3)在分析煤矸石力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上,采取對應(yīng)的摩爾-庫倫本構(gòu)關(guān)系以及破壞準(zhǔn)則,針對重慶某煤礦矸石山穩(wěn)定性進(jìn)行FLAC數(shù)值模擬,討論重慶該煤礦矸矸石山的穩(wěn)定性及其影響因素。
[Abstract]:Coal gangue is a kind of solid waste produced in the process of coal mining and washing. The particle size distribution range of gangue is large. The hardness of its material composition is very different, from soft rock to hard rock, it also contains some residual coal, in addition to a large amount of organic matter and volatile combustible sulfur, etc. The physical and chemical properties and mechanical properties are obviously different from those of clay, gravel and other bulk materials. Coal gangue is dumped and accumulated into gangue mountain, which can not only encroach on farmland, but also cause serious pollution to water body, soil and atmosphere, and may produce disasters such as spontaneous combustion, explosion and so on. After weathering, the mechanical properties of coal gangue will change, resulting in environmental geotechnical effects such as structural damage and slope stability, which not only endanger the safety of wellbore operation, but also seriously affect the safety of life and property of people in mining area. Therefore, it is urgent to solve the environmental impact and stability caused by gangue mountain in China. Aiming at the representative gangue mountain in Chongqing area, taking the gangue mountain of a coal mine in Chongqing as the research background, on the basis of field test and large triaxial test of coarse grained soil in the laboratory, the weathering strength characteristics of gangue are analyzed from the weathering characteristics of gangue. The limit analysis upper limit method and unbalanced thrust method are used to analyze the stability of gangue mountain, and the numerical simulation of the stability of gangue mountain is carried out. The gradation of new gangue and weathered gangue in a coal mine in Chongqing was determined, and the new gangue was separated into the same gradation as weathered gangue. The natural moisture content, saturated moisture content and different confining pressure were used as control conditions. Then the mechanical properties of two kinds of coal gangue were studied and compared through the large-scale triaxial test of coarse grained soil in laboratory. The mechanical properties of the triaxial strength of the new gangue and weathered gangue are compared and analyzed. The unbalanced thrust method is used to calculate the slope stability of a coal mine gangue mountain in Chongqing. At the same time, the slip instability mode in the gangue mountain is analyzed. On the basis of analyzing the mechanical properties of coal gangue, the corresponding molar-Coulomb constitutive relation and failure criterion are adopted, and the limit analysis upper limit method is established to analyze the stability of coal gangue mountain in a certain coal mine in Chongqing. The stability of gangue mountain in a coal mine in Chongqing was simulated by FLAC, and the stability of gangue gangue mountain in Chongqing and its influencing factors were discussed.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45

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本文編號：1858328