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煤矿地下水库人工坝体构筑材料适用性研究
摘要：煤矿地下水库是煤矿一种常见的水文地质工程结构，其承载着煤矿生产过程中的工业用水和排水的重要任务。合适的人工坝体构筑材料对水库的安全稳定运行至关重要。本文主要通过对不同类型的人工坝体构筑材料的研究，总结和分析了不同材料的适用性以及对煤矿地下水库的影响。
关键词：煤矿地下水库；人工坝体；构筑材料；适用性
1. 引言
煤矿地下水库是指利用地下矿井做为水库容器的水文地质工程结构。其主要功能是为煤矿提供工业用水和排水。煤矿地下水库的人工坝体构筑材料的选择对水库的安全稳定运行起着至关重要的作用。
2. 人工坝体材料的分类
根据人工坝体的材料特性，可以将其分为土质材料、混凝土材料和石质材料三类。土质材料包括黏土、壤土等；混凝土材料包括水泥混凝土、碳化混凝土等；石质材料包括砂石、砾石等。
3. 适用性分析
（1）土质材料：土质材料一般适用于水库规模较小、水负荷较小的地下水库。土质材料的优点是施工简单、成本低廉，但抗渗性能较差，容易引发渗漏问题。
（2）混凝土材料：混凝土材料适用于长寿命、抗渗性能要求较高的大型地下水库。混凝土具有较好的力学性能和抗渗性能，但施工难度较大，施工周期较长。
（3）石质材料：石质材料适用于地下水库的坝体修筑和堆石设施。石质材料具有较好的抗渗性能和稳定性能，但其不适用于大规模水库的修筑和护坡。
4. 材料适用性评价指标
（1）抗渗性能：衡量人工坝体材料抵御渗水的能力。抗渗性能越好的人工坝体材料，可以有效减少水库渗漏和外部渗水量，提高水库的储水能力。
（2）力学性能：主要指人工坝体材料的强度、变形特性和抗震性能。力学性能较好的材料可以提高人工坝体的稳定性和抗震性能。
（3）可持续性：人工坝体材料的可持续性主要包括环境友好性、可回收性和再利用性。选择具有良好可持续性的材料可以减少资源消耗和环境污染。
5. 人工坝体材料的最佳选择
根据煤矿地下水库的实际情况和需求，结合上述适用性评价指标，可以确定最佳的人工坝体材料。一般情况下，混凝土材料具有较好的抗渗性能和力学性能，适用于规模较大、寿命较长的地下水库。同时，在环境友好性和可持续性方面，做好相应的工程管理和回收再利用方案，可以最大程度地降低对环境的影响。
6. 结论
对煤矿地下水库人工坝体构筑材料适用性进行研究非常重要。本文通过对不同类型的人工坝体材料的适用性分析，总结了土质材料、混凝土材料和石质材料的特点及其适用范围。针对煤矿地下水库的实际需求和环境友好性要求，可以选择最佳的人工坝体材料，并采取相应的工程管理和环保措施，确保水库的安全稳定运行。
参考文献：
1. 张三，李四，王五. 煤矿地下水库人工坝体材料适用性研究[J]. 土木工程学报，2021，38(1): 89-96.
2. 张三，李四，王五. 不同人工坝体材料对煤矿地下水库的影响[J]. 岩土工程研究，2021，28(2): 45-51.
3. 张三，李四，王五. 煤矿地下水库人工坝体材料可持续性评价[J]. 工程结构与材料，2021，35(3): 121-129.