华宁矿区综放开采条件下采场覆岩移动变形规律研究
发布时间：2021-06-16 10:15
我国对于煤炭的使用量仍旧处于一个高水平的需求量,目前对于煤炭开采过程中的发展规律有了宏观性的研究,但煤炭开采过程中上覆岩层的变形运移受地质条件和开采条件多方面因素的影响,从而在预测采场覆岩的变形破坏值会有一定的偏差。因此,深入研究采场地质体变形影响因素,建立多因素与覆岩破坏程度之间的关系,对于控制地表沉陷和确保井下的安全开采具有重要的理论和实际意义。本次研究对象为山西华宁公司矿区,该矿区在开采过程中由于地质构造的存在,工作面的长度经历了由小到大的变化过程,矿井地处山区,地表起伏度不一,煤层的开采厚度也有差异,在附近的矿井及老采空区还存在老空区积水等问题。因此,研究地下开采对覆岩造成的破坏情况,确定导水裂隙带的发育高度,保证矿井不沟通地表第四系潜水以及老空区积水等问题对于矿井的安全生产具有重要意义。本文采用理论分析、统计分析、数值模拟分析和实测手段,以山西华宁矿井为基础研究模型,对多因素不同组合影响下采场覆岩移动变形情况进行了研究,主要研究成果如下:（1）对采空区覆岩运移规律进行力学分析,总结采空区覆岩随开采工作面不断推进过程中的破坏模式。搜集了56组矿井采煤工作面实际的工作面参数和矿井...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 导水裂隙带研究现状
1.2.2 地下开采引起地表变形研究现状
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 华宁矿区地质条件与开发现状
2.1 自然地理环境
2.1.1 位置与交通
2.1.2 地形地貌
2.1.3 气象条件
2.2 地质条件
2.2.1 地层岩性
2.2.2 地质构造及地震
2.2.3 水文地质
2.3 煤矿地质开采及灾害现状
第三章 综放采场覆岩破坏模式及导水裂隙带高度影响因素分析
3.1 综放采场覆岩破坏力学模型
3.1.1 岩层悬空力学模型
3.1.2 岩层悬伸力学模型
3.1.3 破断岩块力学模型
3.2 导水裂隙带影响因素分析
3.2.1 矿井实测资料初步统计分析
3.2.2 导水裂隙带影响因素总结
3.3 导水裂隙带高度计算方法
第四章 煤岩层力学参数及导水裂隙带高度实测
4.1 煤岩层物理力学参数测定
4.1.1 钻探工作目的
4.1.2 钻孔布置及设计参数
4.1.3 煤岩层物理力学参数测定结果
4.2 矿区导水裂隙带高度实测
4.2.1 实测方法及介绍
4.2.2 实测结果
第五章 综放采场覆岩变形破坏数值模拟分析
5.1 数值模拟软件的选取与建模方法介绍
5.1.1 FLAC3D软件介绍
5.1.2 建模方法
5.2 数值计算模型、方案及计算过程
5.2.1 数值计算模型
5.2.2 数值模拟方案
5.2.3 数值模拟过程
5.3 综放开采工作面顶板破坏特征分析
5.3.1 顶板垂直应力分析
5.3.2 顶板位移分析
5.3.3 塑性区分析
5.3.4 地表位移变化分析
5.4 多因素综合分析体系
5.4.1 复合因素对顶板最大下沉值的影响分析
5.4.2 复合因素对导水裂隙带高度的影响分析
5.4.3 复合因素对地表最大下沉值的影响分析
5.5 华宁矿区导水裂隙带预测
5.6 导水裂隙带预测结果误差分析
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]深部大采高工作面覆岩“三带”发育高度实测[J]. 李正杰,黄锐,王业征,梁开宇. 中国煤炭. 2018(12)
[2]富水特厚砂砾岩下采煤覆岩破断特征及采高确定[J]. 李晓疆,王震,娄芳,贾永勇. 矿业安全与环保. 2018(06)
[3]浅埋深厚煤层覆岩运动规律研究[J]. 王瑞. 煤炭工程. 2018(10)
[4]雅店煤矿4号煤层开采导水裂隙带高度研究[J]. 杜君武,董振波. 矿业安全与环保. 2018(05)
[5]官地矿22611回采工作面导水裂隙带发育高度研究[J]. 尹尚先,郭均中,王建成,姜涛. 华北科技学院学报. 2018(04)
[6]神府矿区大型水库周边浅埋煤层开采水害防治技术[J]. 耿耀强,王苏健,邓增社,王碧清,黄克军,冯洁,苗彦平. 煤炭学报. 2018(07)
[7]榆神矿区采煤失水危险性分区研究[J]. 袁喜东,邓念东,王克,宋一民,周阳. 中国地质调查. 2018(03)
[8]基于GA-SVR的采动覆岩导水裂隙带高度预测[J]. 柴华彬,张俊鹏,严超. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[9]覆岩导水裂隙带发育规律分析与高度探测[J]. 杨彦伟,周长利,李超. 煤矿现代化. 2018(01)
[10]综放开采覆岩破坏模型及导水裂隙带高度研究[J]. 赵高博,郭文兵,杨达明,娄高中,郑冬杰. 中国安全科学学报. 2017(11)
博士论文
[1]基于3D WebGIS技术的地质灾害监测预警研究[D]. 黄健.成都理工大学 2012
[2]综放开采断层活化导水机理研究[D]. 胡戈.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]榆神矿区导水裂隙带发育规律研究[D]. 袁喜东.西安科技大学 2017
[2]沙漠滩地矿区综放开采水害及潜水位影响研究[D]. 邢茂林.中国矿业大学 2016
[3]潘三矿1622（3）工作面覆岩运动导水裂隙带发育特征研究[D]. 谢晓添.安徽理工大学 2014
[4]含水层下特厚煤层综放开采覆岩破坏规律研究[D]. 于水.西安科技大学 2012
[5]采动围岩运动规律与断层活动性的研究[D]. 赵文娟.山东科技大学 2010
[6]综放开采导水裂隙带高度及预测方法研究[D]. 杨贵.山东科技大学 2004
本文编号：3232889
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 导水裂隙带研究现状
1.2.2 地下开采引起地表变形研究现状
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 华宁矿区地质条件与开发现状
2.1 自然地理环境
2.1.1 位置与交通
2.1.2 地形地貌
2.1.3 气象条件
2.2 地质条件
2.2.1 地层岩性
2.2.2 地质构造及地震
2.2.3 水文地质
2.3 煤矿地质开采及灾害现状
第三章 综放采场覆岩破坏模式及导水裂隙带高度影响因素分析
3.1 综放采场覆岩破坏力学模型
3.1.1 岩层悬空力学模型
3.1.2 岩层悬伸力学模型
3.1.3 破断岩块力学模型
3.2 导水裂隙带影响因素分析
3.2.1 矿井实测资料初步统计分析
3.2.2 导水裂隙带影响因素总结
3.3 导水裂隙带高度计算方法
第四章 煤岩层力学参数及导水裂隙带高度实测
4.1 煤岩层物理力学参数测定
4.1.1 钻探工作目的
4.1.2 钻孔布置及设计参数
4.1.3 煤岩层物理力学参数测定结果
4.2 矿区导水裂隙带高度实测
4.2.1 实测方法及介绍
4.2.2 实测结果
第五章 综放采场覆岩变形破坏数值模拟分析
5.1 数值模拟软件的选取与建模方法介绍
5.1.1 FLAC3D软件介绍
5.1.2 建模方法
5.2 数值计算模型、方案及计算过程
5.2.1 数值计算模型
5.2.2 数值模拟方案
5.2.3 数值模拟过程
5.3 综放开采工作面顶板破坏特征分析
5.3.1 顶板垂直应力分析
5.3.2 顶板位移分析
5.3.3 塑性区分析
5.3.4 地表位移变化分析
5.4 多因素综合分析体系
5.4.1 复合因素对顶板最大下沉值的影响分析
5.4.2 复合因素对导水裂隙带高度的影响分析
5.4.3 复合因素对地表最大下沉值的影响分析
5.5 华宁矿区导水裂隙带预测
5.6 导水裂隙带预测结果误差分析
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 不足与展望
参考文献
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
[1]深部大采高工作面覆岩“三带”发育高度实测[J]. 李正杰,黄锐,王业征,梁开宇. 中国煤炭. 2018(12)
[2]富水特厚砂砾岩下采煤覆岩破断特征及采高确定[J]. 李晓疆,王震,娄芳,贾永勇. 矿业安全与环保. 2018(06)
[3]浅埋深厚煤层覆岩运动规律研究[J]. 王瑞. 煤炭工程. 2018(10)
[4]雅店煤矿4号煤层开采导水裂隙带高度研究[J]. 杜君武,董振波. 矿业安全与环保. 2018(05)
[5]官地矿22611回采工作面导水裂隙带发育高度研究[J]. 尹尚先,郭均中,王建成,姜涛. 华北科技学院学报. 2018(04)
[6]神府矿区大型水库周边浅埋煤层开采水害防治技术[J]. 耿耀强,王苏健,邓增社,王碧清,黄克军,冯洁,苗彦平. 煤炭学报. 2018(07)
[7]榆神矿区采煤失水危险性分区研究[J]. 袁喜东,邓念东,王克,宋一民,周阳. 中国地质调查. 2018(03)
[8]基于GA-SVR的采动覆岩导水裂隙带高度预测[J]. 柴华彬,张俊鹏,严超. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[9]覆岩导水裂隙带发育规律分析与高度探测[J]. 杨彦伟,周长利,李超. 煤矿现代化. 2018(01)
[10]综放开采覆岩破坏模型及导水裂隙带高度研究[J]. 赵高博,郭文兵,杨达明,娄高中,郑冬杰. 中国安全科学学报. 2017(11)
博士论文
[1]基于3D WebGIS技术的地质灾害监测预警研究[D]. 黄健.成都理工大学 2012
[2]综放开采断层活化导水机理研究[D]. 胡戈.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]榆神矿区导水裂隙带发育规律研究[D]. 袁喜东.西安科技大学 2017
[2]沙漠滩地矿区综放开采水害及潜水位影响研究[D]. 邢茂林.中国矿业大学 2016
[3]潘三矿1622（3）工作面覆岩运动导水裂隙带发育特征研究[D]. 谢晓添.安徽理工大学 2014
[4]含水层下特厚煤层综放开采覆岩破坏规律研究[D]. 于水.西安科技大学 2012
[5]采动围岩运动规律与断层活动性的研究[D]. 赵文娟.山东科技大学 2010
[6]综放开采导水裂隙带高度及预测方法研究[D]. 杨贵.山东科技大学 2004
本文编号：3232889
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3232889.html
