發(fā)布時(shí)間：2018-03-31 10:11

  本文選題：地表沉陷　切入點(diǎn)：相似模擬　出處：《安徽建筑大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：近年來(lái)煤炭的大量開采引起地質(zhì)環(huán)境損害嚴(yán)重,隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展,迫切需求更多的建設(shè)用地,而越來(lái)越多的地表由于煤層開采產(chǎn)生沉陷,致使人與地、人與環(huán)境之間的矛盾十分突出。為此,本文以淮北礦區(qū)開采沉陷情況為背景,探索了采空區(qū)沉陷規(guī)律及控制方法。主要研究?jī)?nèi)容如下:通過(guò)對(duì)淮北礦區(qū)三個(gè)煤礦實(shí)測(cè)結(jié)果比較發(fā)現(xiàn),該礦區(qū)整體下沉系數(shù)較大,屬于厚松散層下采煤,松散層會(huì)引起地表移動(dòng)范圍擴(kuò)大,地表下沉量增加,所以在松散層越厚的地方下沉系數(shù)越大。對(duì)臥龍湖煤礦首采區(qū)連續(xù)開采的103、104和105三個(gè)工作面進(jìn)行了相似材料模擬實(shí)驗(yàn),觀測(cè)了煤層開挖后地表下沉系數(shù)、下沉速度及地表移動(dòng)范圍演化規(guī)律,并與實(shí)測(cè)結(jié)果比較驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。運(yùn)用FLAC3D軟件對(duì)五溝煤礦1013工作面地表移動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,與1013工作面工作面實(shí)測(cè)結(jié)果比較驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性和可行性。在此基礎(chǔ)上建立了采深150m、200m、250m、300m、350m、400m、450m、500m,開采寬度分別為100m、150m、200m、250m、300m、400m、500m、600m情況下的數(shù)值模擬模型,研究不同采深及采動(dòng)程度對(duì)地表沉陷的影響;為研究?jī)A斜煤層傾角大小對(duì)地表移動(dòng)規(guī)律的影響,又建立了煤層傾角為0°、10°、20°、30°的開采模型。分析結(jié)果表明:煤層水平開采時(shí)地表最大下沉點(diǎn)在采空區(qū)工作面中央上方位置,地表下沉曲線關(guān)于采空區(qū)中央對(duì)稱分布;地表水平移動(dòng)曲線關(guān)于采空區(qū)中間呈反對(duì)稱,兩邊最大水平移動(dòng)點(diǎn)分別靠近開切眼和煤壁處。在未充分開采階段,地表最大下沉值和最大水平移動(dòng)值主要受采動(dòng)程度的影響,采動(dòng)程度越大其值越大,達(dá)到充分采動(dòng)后二者不再增大,在下沉盆地呈現(xiàn)平底現(xiàn)象,地表移動(dòng)曲線在采空區(qū)中央出現(xiàn)不移動(dòng)段。地表下沉系數(shù)隨著寬深比的增大而增大,開始時(shí)增大的比較快,后期增速逐漸減小,最后達(dá)到充分采動(dòng)后下沉系數(shù)不再變化。地表水平移動(dòng)采高比隨著寬深比的增大而增大,開始時(shí)增大的比較快,后期增速逐漸減小,達(dá)到最大值后會(huì)有小幅度波動(dòng),充分采動(dòng)后趨于穩(wěn)定。當(dāng)開采寬度相同時(shí),開采深度越大,地表最大下沉值和最大水平移動(dòng)值越小,說(shuō)明開采深度對(duì)地表移動(dòng)變形起到緩沖作用。地表下沉值與采深呈近線性減小關(guān)系,在達(dá)到充分采動(dòng)之后的最大下沉值與采深的線性關(guān)系最為明顯。地表水平移動(dòng)隨著采深的增大基本呈減小趨勢(shì),但是部分點(diǎn)出現(xiàn)波動(dòng)情況,在達(dá)到充分采動(dòng)之后的最大水平移動(dòng)值隨采深增大而減小,且減小速度逐漸變緩。隨著采深的增大,達(dá)到充分采動(dòng)的采寬也逐漸增大,充分采動(dòng)的寬深比可達(dá)到2.5左右。開采影響邊界距采空區(qū)邊界水平距離隨采深的增大而增大,呈近線性分布。地表移動(dòng)邊界角隨采深增加先增大后減小,在350m達(dá)到最大值47.8°。隨著煤層傾角的增大,相同采寬下的地表最大下沉值和最大水平移動(dòng)值逐漸減小。最大下沉值逐漸偏離采空區(qū)中央向上山方向偏移,下沉曲線不再具有對(duì)稱性;最大水平移動(dòng)值在下山方向比上山方向減小的快,水平移動(dòng)曲線也不再具有反對(duì)稱性。開切眼處移動(dòng)邊界角和走向移動(dòng)邊界角隨著煤層傾角增大而增大,兩者都近似呈線性增長(zhǎng),且開切眼處移動(dòng)邊界角增長(zhǎng)的更快。煤壁處移動(dòng)邊界角比其它兩處的邊界角要小,但和煤層傾角無(wú)明顯關(guān)系。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD327

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1690277