煤矸石風(fēng)化強(qiáng)度特性及穩(wěn)定性研究.pdf

1、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

2、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(cái)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

3、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：
　?、偻ㄟ^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