土木工程硕士论文范文

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厚硬顶板高压预注水弱化机理研究硕士毕业论文开题报告

学科专业： 岩土工程

1 课题来源、选题依据背景情况、课题研究目的、国内外的研究动态、水平、存在问题，并附主要参考文献：

1.1 课题来源

淮南矿区已进入深部开采，厚硬顶板难冒问题突出，造成重大经济损失。为此，淮南矿业集团高度重视，XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察，并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理，并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。

1.2 选题依据背景情况

煤炭是我国的基础能源，在我国一次能源构成中煤炭约占70%左右。随着我国经济建设的飞速发展，国家对煤炭等能源需求量越来越大。XX年我国原煤产量为28亿吨，XX年原煤产量29.6亿吨，XX年原煤产量超过30.0亿吨，XX年原煤产量为35.2亿吨，预计XX年原煤产量将达到37.9亿吨。我国煤炭浅部资或赋存条件相对简单资源日益减少，煤矿相继进入深部开采期，随之而来就面临着厚硬顶板控制问题。厚硬顶板由于整体性好、强度高，难于冒落，如不及时采取强制处理，将形成采空区大面积悬顶。大面积悬顶一旦垮落，一方面由于岩层折断时产生的强烈动载荷会损坏或推倒大量工作面支架，从而顶板常沿煤壁切断造成工作面垮冒事故;另一方面，采空区积存的大量高浓度瓦斯气体，沿风巷、机巷涌出，造成瓦斯超限，并形成破坏力很风，在风暴所经过之处，其强烈的冲击作用，摧毁结构。采工作面及其邻近巷道中的支架、风门和砖墙密闭，甚至使矿车翻倒，轨道弯曲，对井下人员及设备造成严重的危害。例如，潘一矿1402(3)(压架2套)、潘一矿1602(3)、潘三矿17110(3)(压架2套)等多个工作面压架和出水现象，造成重大经济损失。为此，淮南矿业集团XX年组织集团公司工程技术人员到山西等多个矿业集团考察，并邀请相关科研单位论证分析淮南矿区综采面压架机理，并决定联合有关科研单位开展“煤与瓦斯突出煤层综采工作面顶板深孔预裂爆破技术”研究。

1.3 课题研究目的

以往煤层强制放顶爆破采用的是常规炸药，炸药爆破过程的重要特性是炸药通过高速的化学反应,在装药孔壁上产生巨大的气体压力，使周围的介质破坏和破碎。但它存在着施工量大;炸药消耗大、污染井下空气，存在一定的危险性，稍微不慎可能会造成瓦斯爆炸、煤层坍塌等重大问题。压力注水弱化顶板法就是在工作面预先向顶板钻孔注压力水，利用水对岩体的压裂和软化作用，破坏顶板的完整性和降低顶板岩石强度，当工作面采过后，顶板可正常垮落，减小来压对工作面的威胁。压力注水法具有改变顶板力学特性，变难冒为易冒，实现长壁综合机械化采煤，提高资源回收率;同时可降低工作面粉尘含量，改善劳动环境;注水与回采作业平行，预先释放部分瓦斯等优点等优点。

1.4 国内外的研究动态、水平、存在问题

我国厚硬顶板控制的研究始于60年代，已有近50年历史，处于世界领先的地位，在生产实践中积累了丰富的经验。

靳钟铭、徐林生、钱鸣高等通过对厚硬顶板的研究，较全面地分析了厚硬顶板采场矿山压力及其显现规律、采场来压预测预报、厚硬顶板采场支架受力分析、厚硬顶板的处理方法等;

王开，康天合等对坚硬顶板控制放顶方式及合理悬顶长度进行了研究，提出了厚硬顶板合理的冒落步距计算方法;

靳钟铭[2]根据大同矿务局的现场试验结果，在总结其他人的研究成果的基础上，对顶板注水弱化的方法做了系统的阐述和分析。

陈荣华等[34][35]采用repa2d软件对注水软化厚硬顶板(关键层)做了数值模拟。模拟结果表明：随软化系数的减小和软化厚度的增加，上覆岩层初始冒落步距及来压显著减小：若厚硬岩层岩样本身能被注水软化，而实际采场由于地质构造及开采工艺的影响未必适宜单独采用注水软化法，可选用其他弱化厚岩层的方法，或注水软化法与其他弱化方法共同使用，从而有效控制采场矿山压力。

宁宇[36]等采用了有限元计算和模型试验对坚硬顶板注水工作面矿压显现特征进行研究。强调顶板注水后，顶板岩体发生塑化，改变了顶板岩层中的应力分布和顶板变形位移特征。顶板岩层中的拉、压力峰值转移到了采区上方的悬顶中，从而有利于顶板在采空区上方断裂并分层次垮落，减小岩层折断时对支架的冲击载荷和传力系数，减小顶板来压强度，从理论上进一步说明了向顶板高压注水是控制坚硬难冒顶板的有效技术途径。

以上研究从模拟或实验上对注水后岩体发生的变化进行了分析，或从宏观上对注水软化上的机理进行了阐述，而从微观上对高压水注水的机理研究分析的较少。

1.5 主要参考文献

[1]宋永津，控制煤层坚硬难冒顶板技术[m]，煤炭工业出版社，XX，9.

[2]靳钟铭，徐林生，煤矿坚硬顶板控制[m]，北京，煤炭工业出版社，1994.

[3]钱鸣高，石平五，矿山压力与岩层控制[m]，中国矿业大学出版社，XX，11.

[4]王桂尧，孙宗顺，徐纪成，岩石压剪断裂机理及强度准则的探讨，岩土工程学报，1996，18(4)：68～74.

[5]rebinder p a，sehreiner l a，zhigach k f.h，aridness reducers in

drilling：a physico—chemical method of facilitating mechanical destruction

of rocks during[m].moscow：akad naunk，tansl.by melboune：csiro，1994.

[6]汤连生，张鹏程，王思敬，水——岩化学作用之岩石断裂力学效应的试验研究.岩石力学与工程学报，XX，21(6)：22～27.

[7]郑少河，朱维中，裂隙岩体渗流损伤耦合模型的理论分析，岩石力学与工程学报，XX，20(2)：156～159.

[8]周维垣，高等岩石力学[m]，北京，水利水电出版社，1990.

[9]y.p chugh，effects of moisture on strata control in coal mines，engineering geology，1981(17)：241～255.

[10]康红普，水对岩石的损伤，水文地质与工程地质，1994，(2)：39～40.

[11]朱珍德，胡定，裂隙水压力对岩体强度的影响，岩土力学，XX，21(1)：6l～67.

[12]闫少宏，宁宇，康立军等，用水力压裂处理坚硬顶板的机理及实验研究，煤炭学报，XX，25(1)：32～35.

[13]a.巴内基等，a.k.雷，g.辛格，高压注水控制坚硬顶板，中国煤炭，XX，30(12)：73～74.

[14]陈荣华，张连英，厚硬顶板采场注水软化的数值模拟，矿山压力与顶板管理，XX，3：85～86.

[15]陈荣华，钱鸣高，缪协兴，注水软化法控制厚硬关键层采场来压数值模拟，岩石力学与工程学报，XX，z4(13)：2266～2271.

[16]宁宇，陈晖，坚硬顶板注水工作面矿压显现特征的有限元计算和模型试验研究，煤炭学报，1990，15(1)：83～92.

[17]刘东燕，严春风，陈彦峰，压剪应力作用下岩体裂纹扩展概率模型研究，岩土工程学报，1999，21(1)：56～59.

[18]孙广忠，岩体结构力学[m]，北京，科学出版社，1998.

2 课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义，完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法：

2.1 课题的主要内容，拟解决的主要技术问题，在理论和应用方面的意义

本项目拟在大量调研的基础上，采用理论分析、计算机数值模拟、现场试验的综合研究方法，开展对淮南矿区煤与瓦斯突出煤层厚硬顶板综采面高压预注水弱化砂岩顶板技术研究，使坚硬顶板弱化，使难冒顶板转化为可冒落顶板，改善坚硬顶板的冒落性，减少采空区的悬顶面积，从而减轻周期来压对工作面支架的影响，保证本工作面的安全顺利回采。主要研究内容如下：

(1)水对裂隙岩体强度的影响，重点讨论水对岩石的化学损伤机理和压力水作用下岩体的断裂强度。

(2)研究水在岩体中的渗流问题，建立流固耦合的渗流方程，并用有限元法对建立的流固耦合模型进行求解。

(3)研究定向水压致裂的机理，为在坚硬顶板中采用高压水定向分层提供理论依据。

2.2 主要技术路线

2.3 完成课题的条件(包括个人业务水平、所在系或学科组的技术、设备条件)和拟采取的技术措施和办法：

本人在本科阶段主修土木工程，在理论分析上对地上、地下结构，以及煤矿等具有一定的基础知识。研究生阶段，在导师的指导和带领下，专门学习了煤矿岩巷、煤巷掘进理论知识和亲自到掘进工作面松动爆破实践，并阅读了大量的文献资料。

另外，国内关于坚硬顶板控制资料相对较多，基于目前国内外对高压注水的研究成果、我国煤矿掘进爆破工程实例以及我国能源政策的大力支持，给本课题的研究工作提供了足够的理论和实践资料。

在课题准备阶段，在导师徐颖教授的指导下，以上各项条件均为本课题的顺利完成提供了有利的保障。

3 课题工作量及进展计划(包括各阶段计划完成的内容和所需的时间等)。

(1)XX年2月～4月：资料收集、查阅文献资料等;

(2)XX年5月～8月：厚硬顶板高压预注水机理研究分析

(3)XX年8月～10月：对高压注水破坏过程进行数值模拟分析，并得出结论

(4)XX年6月～XX年1月：论文编写;

篇2

关键词：文献资源建设馆藏原则构建特色数据库馆藏文献资源共享

1.引言

当今时代，文献信息资源不仅仅是印刷型文献而且还包括电子出版物、网上虚拟馆藏、数据库等数字文献各类型文献互为补充、共同存在，形成了二、三次文献与原始文献互补共存、共享的资源保障体系。文献资源建设是一项长期的，不断积累的工程，其发展水平、质量、结构是衡量一所高校办学水平的重要标志。高校图书馆作为为教学、科研服务的文献信息中心，为学校的重点学科建设提供文献保障的信息服务。

2.制定适合高等院校发展的图书馆馆藏文献采购计划和采购原则

首先，了解馆藏经费，了解学校的发展规划和当前的工作之重，了解各重点学科，重点专业的发展水平，了解文献信息出版状况，制定采购计划和采购原则。

山东建筑大学目前是一所以工科为主，以土木、建筑学为特色，工、管、文、法、农等学科交叉渗透，协调发展的多科性大学，多年来学校主动适应区域经济和社会发展需要，适时调整和完善学科专业布局，形成了以本科教育为方，积极发展研究生教育的多层次办学格局。共有15个学院（部）和成教学院。拥有45个本科专业，涉及6个学科门类的22个一级学科，拥有建筑学、土木工程、管理工程3个硕士学位授权的一级学科，31个硕士学位二级学科授权点，一个工程硕士培养领域，先后有6个专业通过国家专业评估，成为全国6个建筑学专业均通过国家评估的8所高校之一，土建类专业建设水平步入全国高校先进行列。

根据学校的发展规划、学科构成、重点学科，我馆经过实践和探索，制定出适合我馆馆藏特色的馆藏原则：统筹规划、合理布局、课程设计、毕业设计用书优先保障，重点学科、特色专业重点补充，新上专业适当补充，其他专业在经费允许的情况下增加品种，减少复本，同时兼顾课外阅读的需要。另外，加大数字资源的采购，以拟补纸质文献品种的不足，满足各层次读者的阅读需要。

3.围绕学校发展规划，加强文献资源建设

3.1印刷型文献建设

虽然信息技术高速发展带来数字资源的增多，添补了纸质文献的不足，但纸质文献仍是高校图书馆采购的主体，而且未来一段时间内都会存在。“统筹规划，合理布局”，一是每个学校图书馆要充分考虑学校的发展规划，学科特点及各院系资料室之间的关系，合理分配经费，确定收藏重点，不断优化藏书结构，变大而全的泛泛采购为特色性采购，突出馆藏特色。二是合理优化印刷型纸质文献和数据库馆藏，使各学科文献结构合理，保证学校重点专业、重点学科的读者对文献信息的需求，突出学校专业特色，还要照顾其他各专业读者需要，保证学校教学科研对文献的需求。几年来馆藏建设证明，我校图书馆馆藏政策，对我馆文献信息的收藏，学科的发展，特别是重点学科的发展起到了积极作用。

优先保障课程设计、毕业设计用书，我校是工科为主的高校，课程设计、毕业设计院用书时间比较集中，对复本要求较高，又是学生学习中的重要一环，考虑到学生使用的方便，此类文献以纸质文献为主，电子文献为辅。

重点专业、特色专业重点补充，我馆经过多年的努力，形成了以建筑城规、热能、土木等我校重点学科为主要特色的藏书体系，此类文献在尽量保障品种的前提下，适当增加复本，以满足借阅的需要。

充分调动文献供应商的积极性，一方面，通过多途径有计划、有目的地收集国内外各类型文献，另一方面，积极和各院系学科带头人、专家保持联系，通过他们获取一些学科前沿的会议、论文等资料，鼓励他们向图书馆呈交他们的专著，论文等，听取他们的意见和建设议，有针对性地采购，把有限的经费用到刀刃上。

任何一个图书馆，无论经费有多少，在当今知识爆炸的时代，都不可能收藏全所有学科所有类型的文献，同样，也不能采购全重点学科重点专业所涉及的所有文献，这就需要图书馆加强与书商的联系，拓宽采购渠道；加强民间各种社团的协作；鼓励他们向图书馆捐赠文献；促进馆与馆间的共建与共享。

3.2数字资源建设

3.2.1听取专家意见，购进数字资源

我馆根据经费情况，合理分配经费，购进数字资源，不断调整纸质图书、期刊、数字资源的比例，加大与学校教学科研密切相关的数字资源的购买力度。不断加强超星数字图书，各类型数据库的采购，听取专家的意见与建议，重点学科，特色专业数据库重点购买，相关专业数据库经过全面论证其效益后确定是否引进，不相关数据一概不买，经过专家分析，图书馆有关领导审议，我馆先后购买了《超星数字图书馆》、《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》（CDMD）、《维普中文科技期刊数据库》等近40种中外文大型数据库，基本涵盖了我校所涉及的学科，满足了不同层次读者的需求。

3.2.2围绕重点学科、特色专业，建设具有自己馆藏特色的数据库

我校是以土木、建筑城规为主要特色的高校，建筑城规、土木相应地成为我馆收藏的重点，此类书刊经过历年的积累，形成了一个具有鲜明特色的馆藏体系，以此为基础，我馆自建馆藏特色数据库，如《山东建筑大学图书馆建筑专题书目数据库》，这个特色数据库对我校的重点学科和专业的教学科研起了很大的作用，这也是对购进数字资源的一个较好的补充。

为优化特色数据库建构，学校图书馆领导还制定了一系列规章制度，如，与研究生共建我校硕士论文印刷版与电子版同时呈交制度，建立了《硕士论文库》。从2009年开始建立了《优秀本科生毕业论文数据库》，从而在制度上确保本校优秀论文的全面收集，在网上为读者提供参考资料服务。

4.加强与各院系资料室合作，优化馆藏文献资源，实现资源共享

每个学院资料室都是学校文献信息资源的重要组成部分，他们收藏的文献都是本专业所需资料，其中也包含了一些会议、论文等，从2004年开始我馆对所有资料室的文献进行回溯建库，逐一审查，纠正错误，保证整个馆藏文献数据的质量，同时，图书馆采购人员通过资料员，找到有关权威专家、教授，了解学科前沿，推荐采购优秀文献，使我馆的文献资源建设在数量、质量上不断更上新台阶，得到读者好评。

5.结束语

在当今网络时代，高校图书馆文献信息资源建设必须以学校实际为基础，立足本校教学、科研，虚心接受专家建议，听取读者意见，密切与文献供应商的合作与交流，开拓思路，加快资源共建共享的步伐，为教学、科研服务。

参考文献：