Effects of rainfall intensity and compaction on water transport from opencast coal mine soils: An experimental study     

Fengjiao Wang  Jinman Wang 《水文研究》2020,34(2):258-269

The use of heavy machinery during opencast coal mining can result in soil compaction. Severe soil compaction has a negative impact on the transport of water and gas in the soil. In addition, rainfall intensity has traditionally been related to soil surface sealing affecting water transport. To assess the effects of rainfall intensity and compaction on water infiltration and surface runoff in an opencast coal mining area, the disturbed soils from the Antaibao opencast mine in Shanxi Province, China, were collected. Four soil columns with different bulk densities (i.e., 1.4 g cm^-3, 1.5 g cm^-3, 1.6 g cm^-3, and 1.7 g cm^-3) were designed, and each column received water five times at rainfall intensities of 23.12, 28.91, 38.54, 57.81, and 115.62 mm hr^-1. The total volume of runoff, the time to start runoff, and the volumetric water contents at the depths of 5 cm, 15 cm, 25 cm, 35 cm, 45 cm, 55 cm, and 65 cm were measured. Under the same soil bulk density, high rainfall intensity reduced infiltration, increased surface runoff, and decreased the magnitude of change in the volumetric water contents at different depths. Under the same rainfall intensity, the soil column with a high bulk density showed relatively low water infiltration. Treatments 3 (1.6 g cm^-3) and 4 (1.7 g cm^-3) had very small changes in volumetric water contents of the profiles even under a lower rainfall intensity. Severe soil compaction was highly prone to surface runoff after rainfall. Engineering and revegetation measures are available to improve compacted soil quality in dumps. Our results provide a theoretical basis for the management of land reclamation in opencast coal mine areas.  相似文献   

典型草原露天煤矿区地下水-湖泊系统演化   总被引：1，自引：0，他引：1  

夏蔓宏  董少刚  刘白薇  李铱  李政葵  王超  周雨泽 《湖泊科学》2020,32(1):187-197

由于气候干旱、大量疏排地下水导致草原露天煤矿区普遍存在着水文循环失调、土壤沙化、草地退化等环境地质问题.本研究以呼伦贝尔草原伊敏露天煤矿为研究对象,在对矿区地下水湖泊系统调查分析的基础上,结合水文、气象及遥感影像等数据,应用水均衡原理构建矿区地下水位湖泊面积响应机制的数学模型,并利用此模型预测分析矿区开发对伊敏盆地内湖泊面积的影响.结果表明:煤矿开采35年来,伊敏盆地湖群数量由开采前(1982年)的5个变为如今(2017年)的2个,湖泊总面积由原来的6.94 km 2萎缩到1.12 km 2;矿区地下水湖泊关系由自然状态下的地下水补给湖泊型向湖泊补给地下水型演化;本文建立的地下水湖泊耦合数学模型可较好地对湖泊面积进行预测,在气候因素波动不大、矿山开发稳定的状况下,该矿闭矿时(2045年)研究区湖泊面积将萎缩至0.56 km^2.  相似文献   

Developing constitutive models from EPR‐based self‐learning finite element analysis          下载免费PDF全文

Ali Nassr  Akbar Javadi  Asaad Faramarzi 《国际地质力学数值与分析法杂志》2018,42(3):401-417

A constitutive model that captures the material behavior under a wide range of loading conditions is essential for simulating complex boundary value problems. In recent years, some attempts have been made to develop constitutive models for finite element analysis using self‐learning simulation (SelfSim). Self‐learning simulation is an inverse analysis technique that extracts material behavior from some boundary measurements (eg, load and displacement). In the heart of the self‐learning framework is a neural network which is used to train and develop a constitutive model that represents the material behavior. It is generally known that neural networks suffer from a number of drawbacks. This paper utilizes evolutionary polynomial regression (EPR) in the framework of SelfSim within an automation process which is coded in Matlab environment. EPR is a hybrid data mining technique that uses a combination of a genetic algorithm and the least square method to search for mathematical equations to represent the behavior of a system. Two strategies of material modeling have been considered in the SelfSim‐based finite element analysis. These include a total stress‐strain strategy applied to analysis of a truss structure using synthetic measurement data and an incremental stress‐strain strategy applied to simulation of triaxial tests using experimental data. The results show that effective and accurate constitutive models can be developed from the proposed EPR‐based self‐learning finite element method. The EPR‐based self‐learning FEM can provide accurate predictions to engineering problems. The main advantages of using EPR over neural network are highlighted.  相似文献   

国内外岩溶塌陷监测方法综述   总被引：3，自引：0，他引：3       下载免费PDF全文

吴亚楠  周绍智  王延岭  焦玉国  陈伟清  程凤  赵志伟 《山东国土资源》2018,34(12)

岩溶塌陷是全球广泛分布的地质灾害问题,严重影响和制约了岩溶地区社会、经济发展,因此,开展岩溶塌陷监测工作,对塌陷预测预报具有及其重要的作用。岩溶塌陷的监测技术与塌陷形成的机理关系密切。该文分析了岩溶塌陷的分布规律和形成的条件,系统总结了国内外岩溶塌陷的监测内容、技术方法、各自优缺点,如BOTDR监测、TDR监测、地质雷达监测、水动力条件监测及地-沉降等方法,为系统性地开展岩溶塌陷监测工作提供技术和方法参考,展望了未来的岩溶塌陷监测工作,认为岩溶塌陷监测需结合塌陷的形成机理、塌陷地区覆盖层特征及水动力条件,综合利用多种监测手段联合进行,并形成完善的监测网络。  相似文献   

唐山马家沟矿井水位异常分析     

赵建明  李红超  赵亮  董祎玮  尹宝军 《地震地磁观测与研究》2018,39(5):150-156

地下水动态受水文因素影响较大，对地震和构造活动具有较灵敏的响应。判别并排除各种水文干扰，确认地下水在地震前的异常变化，对提高地震分析预报能力，具有重要作用。马家沟矿井水位动态观测层与地下水开采层为同一含水层，井水位于2010年出现破年变异常，加速持续上升，截至2015年，最大上升幅度约30 m。依据该井水文地质环境特征，根据唐山市区2001-2015年地下水位、降雨量、地下水开采量实测资料，建立合理多元回归模型和三维地下水流动模型，发现地下水开采量减少应为影响马家沟矿井水位动态的可能因素。文中采取的异常识别与分析方法，可为其他类似井孔的地下水动态异常识别及判定提供一定借鉴。  相似文献   

淮南迪沟采煤沉陷区湖泊后生浮游动物群落结构及其影响因子   总被引：1，自引：0，他引：1  

林志  万阳  徐梅  汪晨琛  吴奇丽  周忠泽 《湖泊科学》2018,30(1):171-182

2015年8月-2016年6月对安徽省迪沟采煤沉陷区湖泊后生浮游动物群落结构及环境因子进行了调查,研究了其群落结构及与环境因子的关系.共发现后生浮游动物16科27属53种,其中轮虫38种,枝角类9种,桡足类6种,优势种为萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、角突臂尾轮虫(B.angularis)、蒲达臂尾轮虫(B.budapestiensis)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、曲腿龟甲轮虫(Keratella valga)、螺形龟甲轮虫(K.cochlearis)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)和透明温剑水蚤(Thermocyclops hyalinus).密度和生物量平均值分别为965.00±541.91 ind./L和3.42±2.17 mg/L.密度峰值出现在2015年2月,而生物量峰值出现在10月,最低值均出现在12月.后生浮游动物密度的空间分布呈现西低东高的趋势,而生物量空间分布呈现西高东低的趋势.Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数分别为2.07~3.22、0.83~1.72和0.67~0.80.冗余分析及Pearson相关性分析结果表明,浮游植物生物量、水温、营养盐等是影响后生浮游动物群落结构的主要因子.综合理化指标、营养状态指数、后生浮游动物优势种及生物多样性指数结果表明,迪沟采煤沉陷区湖泊已处于轻度富营养状态.  相似文献   

岩石膨胀性试验注意事项探讨     

刘军  谷莉  郭程  卓慧英 《岩土工程技术》2020,(2):117-121

从室内试验的角度来探讨几类工程勘察中岩石常用膨胀性试验(自由膨胀率、膨胀力、侧向约束膨胀率、耐崩解)的注意事项,从野外取样、标准样品制取、试验操作、方法选择等方面进行了论述,力求减小试验误差,提高膨胀岩的试验水平,保证试验结果的准确性,并使膨胀岩膨胀性指标的测定方法更臻完善。  相似文献   

土耳其卡赞天然碱溶采对接井堵井原因分析及修复          下载免费PDF全文

涂运中  张正元  刘海翔  刘汪威  胡汉月 《探矿工程》2020,47(8):64-71

土耳其卡赞天然碱矿由于地质条件复杂，首采层不溶物含量高，矿层倾角大，在商业开采过程中易发生堵井事故。本文以P078水平对接井组为例，介绍了其施工工艺和注采井史，分析了引起井组堵塞的原因。遵循“先易后难、降低风险、控制成本”的原则，先后进行了直井单井循环、固井泵车压井和循环泥浆清理井底等各种尝试，最后提出了分支侧钻重新连通的技术方案，并成功修复了溶采通道，恢复了井组的正常生产。并在钻井施工组织、修井设计与施工和溶采作业等方面提出了建议。该技术对类似故障井组的修复具有一定的指导作用和借鉴意义。  相似文献   

淮南顾北矿F₁₀₄断层两侧岩溶水化学形成机制及导隔水性评价     

郑竹艳  许光泉  杨婷婷  余世滔  张海涛 《煤田地质与勘探》2020,48(1):129-137

利用断层两盘岩溶水化学特征判断其导隔水性对于我国华北型煤田水害防治具有十分重要的实践意义。以顾北矿F₁₀₄断层两侧太原组岩溶地下水为研究对象，在分析断层两盘水文地质条件基础上，采用Piper三线图、离子组合比和主成分法，分析了主要组分来源及水-岩作用差异性，并采用PHREEQC软件对岩溶地下水进行反向水化学模拟。结果表明:南北区岩溶水均存在方解石和白云石的溶解和沉淀现象，南区阳离子交换吸附和脱硫酸作用程度强于北区，而北区黄铁矿氧化和岩盐溶解作用较南区明显，南北两区水化学环境及水-岩作用存在显著差异，进而推断F₁₀₄断层具有较好的阻水性，且影响了其两侧的氧化-还原环境及温度差异，控制着地下水径流方向和水-岩作用程度。   相似文献   

湖南仁里超大型钽铌矿床工作进展及找矿思路     

杨世珍  周芳春  李建斌  刘翔  李建康  黄志飚  苏俊男  李鹏 《中国地质调查》2020,7(4):28-36

湖南仁里超大型钽铌矿床钽铌铍矿资源丰富,Ta₂O₅资源量达到了超大型规模,BeO资源量达到了大型规模。为进一步研究湖南仁里超大型钽铌矿床稀有金属的赋存特征、成矿规律及矿产资源综合利用前景,开展了地球化学分析、电子探针、包裹体、同位素测年及可选性试验等研究工作,通过系统梳理仁里超大型钽铌矿床的工作进展,进一步探讨了该矿床的下一步找矿思路。仁里钽铌矿床共(伴)生矿种多,稀有金属综合回收率及矿产资源采选综合利用率高,具有极大的开发利用价值,可作为绿色、环保、无尾矿范例进行高效勘查与开发。仁里矿区钽铌铍矿资源丰富,具有较好的找矿潜力,加大地质勘查资金投入有望取得钽铌铍锂等稀有金属找矿新进展。下一步应对矿区2、3、5、6号主矿脉深部矿体进行控制,力争取得钽铌铍矿找矿突破,同时加强对矿区西部或西南部隐伏锂辉石白云母钠长石伟晶岩的研究工作,力争取得锂辉石白云母钠长石伟晶岩型锂矿找矿突破。  相似文献