地質(zhì)工程類論文
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地質(zhì)工程類論文1
摘要：針對綜采工作面在復雜煤層地質(zhì)條件下的不利局面，以中煤集團大屯公司煤礦綜采回采為例，研究高效的旋轉(zhuǎn)回采技術(shù)，并具體介紹了該技術(shù)在實際中的應(yīng)用。
論文關(guān)鍵詞：綜放工作面,旋轉(zhuǎn)回采技術(shù),復雜地質(zhì)條件,煤層
隨著煤炭的不斷開采，煤炭資源的逐漸減少，煤層開采條件也變得更為復雜，雖然采掘設(shè)備不斷更新，但是若沒有在復雜地質(zhì)條件下成功的適宜的回采技術(shù)，一是造成煤炭資源的永久丟失，二是不能實現(xiàn)安全回采，造成事故，并且隨著最近幾年煤炭價格回升，如果能夠?qū)碗s地質(zhì)條件下的煤炭資源進行安全順利的回采，找到一套成功的回采技術(shù)，將會給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟效益和社會效益。
工作面綜采回采技術(shù)是回采工藝的一個重大變革，但在復雜地質(zhì)條件下很難發(fā)揮綜采綜放設(shè)備的優(yōu)勢，為了能在復雜條件下盡可能地采用綜放工藝，發(fā)揮出綜放工藝高產(chǎn)高效、安全低耗優(yōu)勢，需要研究針對復雜地質(zhì)條件下的綜采回采技術(shù)。旋轉(zhuǎn)回采技術(shù)是解決復雜地質(zhì)條件下綜采的一種高效技術(shù)，通過多年的應(yīng)用與實踐，已取得良好的效果。本文中煤集團大屯公司煤礦的回采實踐為例，具體介紹該技術(shù)的特點和應(yīng)用。
1 工作面旋轉(zhuǎn)回采技術(shù)
1.1綜采工作面概況
綜采工作面位于某采區(qū)七層煤下層，采深較大，且上部七層煤為水采工作面，由于火成巖侵入等原因，留有煤柱，下層回采時會導致應(yīng)力集中。此外采用水力采煤，巷道需要有一定的.坡度，才能溜煤。工作面西部受村莊壓煤和皮帶保護煤柱影響，走向較短，如果使上下兩平直布置，勢必造成工作面左上部形成三角煤無法回采，造成資源浪費。為了最大限度的回收資源，唯有調(diào)斜開采（小幅度旋轉(zhuǎn)），旋轉(zhuǎn)中心位置原計劃定在工作面平巷折向的彎點。該工作面由于條件限制，旋轉(zhuǎn)中心點在材料道三岔門處，地質(zhì)情況優(yōu)為復雜，且有一條聯(lián)絡(luò)巷，要過其它6條老峒子，運輸通道受上覆采空區(qū)及溜子道壓力影響，旋轉(zhuǎn)中心處的頂板非常破碎，難以管理。
1.2工作面旋轉(zhuǎn)參數(shù)確定
根據(jù)工作面地質(zhì)條件，選取普通綜采沿頂回采。將旋轉(zhuǎn)中心由工作面材料道三岔門處移至工作面外面即以虛中心進行旋轉(zhuǎn)，提前20米（材料道為準）進入虛旋轉(zhuǎn)，完成一個循環(huán)后，再采用實中心完成一個循環(huán)，后平行推一峒，完成一個大循環(huán)。整個旋轉(zhuǎn)過程始終以機頭為基準來控制支架上竄下滑，盡可能使小面出現(xiàn)在機尾，便于加架。這需要邊旋轉(zhuǎn)邊調(diào)整，割煤及推溜方式。實中心旋轉(zhuǎn)機尾盡可能不動，只拉機頭回采，采用“能旋即旋，不能旋平推”的原則，直到旋轉(zhuǎn)結(jié)束。保證安全順利通過如此復雜的工作面條件，使工作面在大傾度情況下由俯采開采過度到仰采開采。虛中心調(diào)斜每循環(huán)割煤刀數(shù)為12 ，長短刀數(shù)比為1：5。工作面調(diào)斜過程中每次調(diào)斜架數(shù)為20架，使在調(diào)面過程中支架的各種參數(shù)基本保持一致。根據(jù)支架的幾何尺寸，計算得調(diào)架時，每次機頭調(diào)向6度。整個旋轉(zhuǎn)過程中，以機頭為基準，把小面留到機尾，便于加架，達到2架長度加一次支架。旋轉(zhuǎn)結(jié)束共加4架。
2 工作面旋轉(zhuǎn)的技術(shù)措施
2.1旋轉(zhuǎn)前準備
材料道在推進至旋轉(zhuǎn)實心點前20米進入虛旋轉(zhuǎn)，開始上頭進一刀，下頭進三刀。逐步過渡到上頭進一刀，下頭進四刀，即工作面下部（工作面溜子機頭）每推采4刀，然后割一通刀，全面推溜子移架子，完成一調(diào)斜循環(huán)。嚴格從下往上推溜子。盡最大可能機頭與溜子道上幫齊，調(diào)面茬要順，工作面要做到“三直、二平、二暢通”。
2.2旋轉(zhuǎn)開采控制措施
�。�1）從提前調(diào)面開始，選用虛中心短刀斜切，先零后整的方法進行回采，上行跑空刀，由下往上移溜，拐點處多到10-15米，以便順好茬，實現(xiàn)1：4目標。接著沿實中心割一刀，只拉機頭，最后割一通刀，將面調(diào)直，將架整好后，再循環(huán)如此往復，直到旋轉(zhuǎn)完畢。（2）工作面調(diào)面回采到溜子道采過轉(zhuǎn)彎點后，工作面機頭位置超前機尾15m左右，同時要達到工作面溜子相對于溜子道呈靜止狀態(tài)，即工作面溜子機頭既不下滑也不上竄時為止。（3）工作面調(diào)面期間如果工作面溜子上竄嚴重時，每次移架、推溜從上往下進行，同時在機尾用兩棵單體打戧柱，控制工作面上竄幅度；每次移架前必須對支架進行調(diào)整，確保支架垂直于工作面溜子，保證支架不擠不咬；調(diào)整合適的偽斜超前開采長度，當工作面支架溜子出現(xiàn)上移時，采取了調(diào)機尾多進方式，縮小偽斜超前開采長度，來達到控制支架、溜子上竄。（4）在調(diào)面過程中一般每一刀都要割通機尾，機尾端支架稍微移動即可，以不擠架、不咬架為準，機尾段溜子根據(jù)實際情況進行推拉，保證溜子成直線，以利于工作面溜子管理。（5）調(diào)面回采期間每次移架前必須對支架進行調(diào)整，確保支架垂直于工作面溜子，保證支架不擠不咬。（6）調(diào)面過程中若出現(xiàn)擠架、咬架、調(diào)斜時，必須及時調(diào)整并割通刀，全面推溜移架，在移架過程中認真調(diào)整。（7）調(diào)面過程中支架最大仰俯角不得超過7°，支架歪斜角度不得大于5°，否則必須進行調(diào)整。（8）調(diào)面過程中每次拉茬不要在同一地點，且拉茬要長一些，保證工作面成直線，決不得出現(xiàn)死彎，拉茬段的支架要適量前移，確保支架不擠不咬。（9）調(diào)面過程中工作面面長將逐漸加長，最大可延長10m左右，到調(diào)面結(jié)束后工作面面長將比調(diào)面前增加4m；同時工作面溜子還要上竄，煤壁影響移機頭機尾，必須放炮做機窩，保證拉移機頭機尾時不受影響，炮采做機窩傾斜長度不得大于1m，否則必須延工作面機頭或機尾。（10）工作面兩段頭無支架段采用邁步長梁支護方式（前后雙套4m-∏梁支護），∏梁一梁三柱，成對使用，∏梁小檔0.3m、大檔0.6m，前后∏梁交錯1m，∏梁下使用2.5m單體支柱；∏梁支護段必須鋪設(shè)金屬網(wǎng)，同時每刀穿兩塊1m長板皮。
3 工作面旋轉(zhuǎn)技術(shù)效果分析
3.1 實施結(jié)果
工作面通過一系列的技術(shù)措施安全成功的完成了復雜地段的綜采推采工藝，由下山俯斜開采轉(zhuǎn)變?yōu)檠鲂遍_采。溜子道超前材料道55米�？傂D(zhuǎn)度數(shù)達27度，整個旋轉(zhuǎn)過程中，有一條10年前施工的老峒子與工作面斜交長160米，老峒子變形嚴重，頂板層位相差1米，工作面逮煤頂過老峒子，加大了旋轉(zhuǎn)的難度，且工作面成功的完成過老峒中的底部穿層石門、頂部老峒及穿7煤頂部石門，材料道總推進20米，溜子道總推進120米。
3.2 技術(shù)效果分析
從開采全過程中來看，理論計算與現(xiàn)場差別不大，主要原因是二道設(shè)計成弧形。機頭、機尾加溜、縮溜多次，機尾共加支架5架，面延長8米�；夭蓞�(shù)收集與應(yīng)用起了舉足輕重作作，客觀上控制了工作面，工作面支架上竄下滑主要靠割煤方式、移溜方式和調(diào)上下頭來控制。機尾小面每夠2架距離就加架。整架每天早班進行。來不及延長機頭、機尾就放炮做缺口。適當時延機頭機尾，整個過程實現(xiàn)安全回采。
3.3 經(jīng)濟效益分析
工作面經(jīng)過旋轉(zhuǎn)，多回采三角煤達4508平方米，跨采老峒子回收煤煤炭資源面積達9705平方米，多回采煤炭5.7萬噸，每噸煤按目前的市場銷售價格按600元計，可創(chuàng)效益1795萬元。并減少了重打切眼和搬家倒面費用150萬元�？傆嫗�1945萬元。
4 結(jié)論
通過采取工作旋轉(zhuǎn)技術(shù)，綜采工作面調(diào)斜采用虛中心設(shè)計控制方案，成功地進行調(diào)斜（小幅度旋轉(zhuǎn)）開采。工作面避免了二次搬家，并且盡最大限度保證國家煤炭資源的回收，取得了較為明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。該技術(shù)為類似條件的工作面回采積累了寶貴的經(jīng)驗。
地質(zhì)工程類論文2
摘要:地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生既有自然因素的影響，又有各種資源開發(fā)和工程建設(shè)活動等人類活動的影響。本文就我國地質(zhì)災(zāi)害的特征與危害、地質(zhì)災(zāi)害防治工程的主要技術(shù)方法進行了闡述。
論文關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害,防治,技術(shù)方法
地質(zhì)災(zāi)害防治工程屬于地質(zhì)工程學的范疇。地質(zhì)工程學是20世紀80年代末，90年代初，才在我國產(chǎn)生的一個新的學科，是研究與解決從規(guī)劃到竣工乃至工程運行后效的全過程的與地質(zhì)有關(guān)的工程問題的科學。地質(zhì)災(zāi)害防治工程是對自然或人為作用產(chǎn)生的有害地質(zhì)現(xiàn)象進行防范與防治，包含了對地質(zhì)生態(tài)環(huán)境合理開發(fā)與管理的思想。
在我國，大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象都是人為因素引發(fā)的，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，近年來我國每年因地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失約占各種自然災(zāi)害的1/4至1/5，因此，減少或制止破壞生態(tài)環(huán)境行為、及時采取地質(zhì)災(zāi)害預防和防治措施，是我國當前減少損失的首要途徑。
1 我國地質(zhì)災(zāi)害的特征與危害
由于我國地理位置獨特，地質(zhì)構(gòu)造復雜，地球生態(tài)環(huán)境多變，加之人口眾多的農(nóng)業(yè)大國，經(jīng)濟較落后，承災(zāi)能力弱，所有這些疊加在一起，形成災(zāi)害類型多、分布廣、頻度高、強度大、影響面寬、損失嚴重的格局。
據(jù)資料統(tǒng)計分析，在我國，崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫等種類的地質(zhì)災(zāi)害十分嚴重。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范圍約占國土面積的50%，其中以西南、西北地區(qū)最為嚴重。
1.1滑坡
滑坡是指斜坡上的土體或巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震、人工切坡等因素的影響,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象�；碌恼T因：地震，降雨和融雪，地表水的沖刷、浸泡，河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷，開挖坡腳，蓄水排水，堆填加載，劈山放炮，亂砍亂伐。
1.2 崩塌
陡坡上被直立裂縫分割的巖土體,因根部空虛,折斷壓碎或局部移滑,失去穩(wěn)定,突然脫離母體向下傾倒、翻滾,堆積在坡腳(或溝谷)的地質(zhì)現(xiàn)象稱為崩塌。崩塌的誘因：采掘礦產(chǎn)資源，道路工程開挖邊坡，水庫蓄水與渠道滲漏，堆（棄）渣填土，強烈振動。
1.3 泥石流
泥石流是由于降水（暴雨、冰川、積雪融化水）產(chǎn)生在溝谷或山坡上的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質(zhì)的特殊洪流,是高濃度的固體和液體的混合顆粒流。泥石流的誘因：不合理開挖，不合理的棄土、棄渣、棄石，濫伐亂墾。
1.4地面變形
地面變形包括地面沉降、地面塌陷與地裂縫。目前中國發(fā)生地面沉降活動的城鎮(zhèn)有70多個，明顯成災(zāi)的有30余個，最大沉降量已將近3m。這些城市有的孤立存在，有的密集成群相連形成廣闊的地面沉降帶（區(qū)）。造成中國城鎮(zhèn)地面塌陷原因有：不合理地大量開采地下礦產(chǎn)資源引起的塌陷；表面巖溶活動引起的塌陷；大量抽取地下水引起地面下沉。
1.5人為地質(zhì)災(zāi)害的危險性分析
人為活動加劇或加速地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生所帶來的危害性大大超過正常狀態(tài)下產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害所帶來的損失。據(jù)地質(zhì)災(zāi)害成因分析，全國50%以上的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因是人類行為，尤其是人類不合理地大量挖掘能源所造成的。如：礦產(chǎn)資源的開發(fā)以及鐵道、公路等各種工程建設(shè)的開挖，亦經(jīng)常加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，如土壤侵蝕、地面塌陷與沉降、滑坡、巖爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等災(zāi)害。人工濫伐森林資源也造成土壤侵蝕、滑坡和泥石流等災(zāi)害，并導致洪災(zāi)的加劇發(fā)生。人工爆破也會誘發(fā)巖溶塌陷、滑坡等災(zāi)害的發(fā)生,還有可能引起連鎖性的巖溶塌陷。
2 巖土工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及應(yīng)急避險措施
2.1防治地質(zhì)災(zāi)害的基本原則
�。�1）預防為主，綜合治理，盡可能將災(zāi)害損失減少到最低限度。
�。�2）因災(zāi)施治、有的放矢。根據(jù)滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模、形態(tài)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，穩(wěn)定狀態(tài)和危險程度，形成原因和變形破壞機制，危害對象及其重要性以及地質(zhì)環(huán)境和施工條件等因素，合理選擇防治方案以及治理技術(shù)和方法。
（3）從加固、改良地質(zhì)體和消除或削弱動力地質(zhì)作用著手。由于地質(zhì)災(zāi)害是有缺陷的地質(zhì)體，在一種或多種動力地質(zhì)作用下形成的，因而地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)該從加固、改良地質(zhì)體和消除或削弱動力地質(zhì)作用這兩個方面著手進行。
2.2地質(zhì)災(zāi)害防治主要工程技術(shù)方法
按照地質(zhì)災(zāi)害防治基本原則，目前國內(nèi)外通常采用的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)方法主要有：抗滑（抗滑樁、抗滑鍵）、錨固（預應(yīng)力錨索、錨桿）、支擋、攔擋、護坡、阻排水、削坡減載、壓腳、改變巖土體性質(zhì)和植草種樹等。
2.2.1抗滑方法
抗滑治理滑坡一般分為抗滑樁治理滑坡和抗滑鍵治理巖質(zhì)滑坡和危巖兩種
�。�1）抗滑樁治理滑坡
特點：具有施工方便、工期不受限制、省工省料、對滑坡體（滑動體）擾動小等優(yōu)點。
適用條件：抗滑樁適用于治理不同規(guī)模和類型的滑坡，尤其是適用于滑坡體破碎、滑坡床堅硬完整的滑坡。規(guī)模小、剩余推力小的滑坡，一般適用鉆孔灌注樁（包括微型樁）或鋼管樁加固；規(guī)模大、剩余推力大的.滑坡，一般適用大斷面鋼筋混凝土挖孔樁加固。
技術(shù)要求：由于抗滑樁是通過樁體深入滑坡床巖體內(nèi)一定深度所獲得的樁的抗傾覆力來阻擋滑坡體的下滑推力的，因此要求樁體必須具有足夠的剛度和埋置深度。樁體深入滑坡床巖體內(nèi)的埋置深度，一般應(yīng)為樁長的1/3左右�？够瑯锻ǔ２捎媒孛鏋榉叫位驁A形的鋼筋（軌）混凝土樁或鉆孔鋼管樁。在平面上，可按梅花形或方格形布置，間距一般為3～5米，深入滑動面（帶）以下穩(wěn)固巖土體中。此外，還有大型方樁，寬度大于2米，深度達20米。為了增強樁的抗滑效果，還可用鋼筋混凝土梁（或板）將樁連為一體；也可用錨干或錨索組合成錨拉樁，以增加抗傾覆能力。
�。�2）抗滑鍵治理巖質(zhì)滑坡和危巖
適用條件：抗滑鍵適用于滑動面清楚、單一以及滑動帶軟弱及其上下巖體較完整的巖質(zhì)滑坡和危巖。若滑動面不清楚，或不是單一滑動面，或滑動帶上下巖體較軟弱破碎，則不適用抗滑鍵。
技術(shù)要求：抗滑鍵可直接沿滑動帶或軟弱層打洞，也可以在鉆孔內(nèi)設(shè)置（又稱為盲樁）。
2.2.2錨固方法
適用條件：錨固主要用于巖質(zhì)斜坡的抗滑治理。預應(yīng)力錨索和錨桿的用途很廣，幾乎適用于各類滑坡、危巖、高邊坡的治理。既可用于永久性加固工程，又可用于施工場地的臨時加固工程；既可單獨使用，又可與其它工程聯(lián)合使用。
技術(shù)要求：常用金屬錨桿、鋼纜或預應(yīng)力金屬錨桿。通過增大軟弱面（帶）上的法向壓力，來增大其上的抗滑力，提高坡體的穩(wěn)定性。盡可能布置在最高洪水位之上。
2.2.3擋墻方法
攔擋措施包括支檔（擋墻等）、攔擋（攔擋溝、攔擋樁、攔擋棚和柔性攔擋網(wǎng)等），可根據(jù)崩塌的具體情況靈活應(yīng)用。此處主要介紹擋墻方法。
適用條件：適用于規(guī)模小、剩余推力小的滑坡支擋和崩塌滾石攔擋。
類型：按墻體材料分類，有干砌石墻、漿砌石墻、素混凝土墻和鋼筋混凝土墻等；按墻體結(jié)構(gòu)分類，有重力擋墻、懸臂式擋墻等。
技術(shù)要求：由于擋墻是靠具有一定剛性的墻體的重量和底面摩擦力來阻擋滑坡體下滑推力的，因而其基礎(chǔ)一定要設(shè)置在滑坡床相對牢固的巖土體上。為了避免擋墻因阻水而增大推力，還需在墻體設(shè)置一定數(shù)量的排水孔或在墻背后設(shè)置盲溝。必要時，還可用錨桿擋墻、錨定板，以提高坡體的穩(wěn)定性。
2.2.4護坡方法
護坡措施包括：掛網(wǎng)噴漿、格構(gòu)梁（即格梁）、砌石、土工織物、種草植樹等。當斜坡不高時，一般采用掛網(wǎng)噴漿、干砌石、漿砌石護坡，或用漿砌石格構(gòu)梁。格構(gòu)梁形狀有：拱形、人字形、菱形等。高斜坡和庫岸水下斜坡的防護，一般采用混凝土或鋼筋混凝土格構(gòu)梁。格構(gòu)梁形狀為：正方形或菱形。 為了增強護坡效果，可在格構(gòu)梁交點處設(shè)置錨桿；還可在格構(gòu)梁框內(nèi)加做干砌石或漿砌石，或者種植草皮。土工織物用于護坡，不僅具有加固作用，還可起到反濾和排水作用。
2.2.5阻排水工程方法
阻排水工程包括地表和地下阻排水工程。
�。�1）地表阻排水工程
適用條件：地表阻排水工程，是防治地質(zhì)災(zāi)害常用的措施，尤其適用于地面透水性強、地形相對低洼、匯水面積大的土質(zhì)滑坡。
技術(shù)方法：降雨時，布置在滑坡上緣的截水溝，用于阻攔滑坡外的地表徑流，使之不滲入滑坡體內(nèi)。布置于滑坡體內(nèi)的排水溝，可以使滑坡體內(nèi)地表徑流盡快排到滑坡體以外，以便減少雨水入滲，避免因地下水位上升過高引起滑坡復活。 用混凝土面板鋪蓋巖石裂縫，用粘土堵塞土體裂縫，整平地面，填平洼地，改水田為旱地，也都能起到阻止或減少地表水入滲的作用。
�。�2）地下阻排水工程
地下阻排水工程，包括：排水井（孔）、排水平洞（廊道）、阻水帷幕和盲溝等。用于直接排除地下水。
2.2.6削坡減載方法
適用條件：斜坡上的危巖或局部不穩(wěn)定塊體，一般可清除。在危巖體上方削坡，可防止崩塌的發(fā)生。若清除困難或不可能時，可支撐加固以防止其墜落，以免影響坡體穩(wěn)定和建筑物安全。
技術(shù)要求：減載的主要目的是使變形體的高度降低或坡度減小。最好在經(jīng)過力學計算得出變形體高度以后，再根據(jù)坡高及滑動面的具體條件進行分析，確定有效的減載和堆渣方案。坡上部削坡挖方部分，堆填于坡下部填方壓腳。填方部分要有良好的地下排水設(shè)施。
3 結(jié)語
地質(zhì)災(zāi)害防治工程是一項長期的工作，任重而道遠。隨著科技的進步和專業(yè)工程技術(shù)人員的經(jīng)驗積累，新技術(shù)、新方法、新材料將在地質(zhì)災(zāi)害防治工程中得到不斷應(yīng)用，地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)必將得到更好的發(fā)展和創(chuàng)新。
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