黄土山区多工作面开采沉陷规律研究

发布时间：2017-10-02 08:18

  本文关键词：黄土山区多工作面开采沉陷规律研究

  更多相关文章： 山区 多工作面 开采沉陷 重复采动 数值模拟

【摘要】：西部黄土山区是我国重要的煤炭生产基地,国内外对于该区域的煤炭开采沉陷问题研究较少,而多工作面同时开采导致的地表沉陷规律更为复杂。因此,该课题研究对于西部煤矿安全生产和环境保护具有较为重要的意义。本文以柠条塔煤矿为研究区域,以联合开采的N1114工作面和N1206工作面开采地表移动为研究对象,通过在两工作面上方地表建立观测站,并对数据进行处理、分析,求取了地表移动参数。基于实测资料利用MATLAB软件进行最小二乘数据拟合,确定了两个工作面开采的概率积分法预计模型的参数取值。从地形分析入手,将山区地表形态分为正坡、负坡、凸形坡和凹形坡等四种典型地貌模型,利用FLAC3D数值模拟软件构建不同的计算模型,获得了不同地貌类型的开采沉陷和变形分布曲线,结合实测资料分析了地形特征对于开采沉陷的影响。同时,通过模拟计算两个工作面联合开采引起的地表沉陷变形,揭示了重复采动对于上覆地层破坏和地表移动变形的影响机理。模拟计算结果与实测资料分析基本一致。本文研究结果表明,西部黄土山区多工作面开采的地表沉陷规律受到地形因素和重复采动的叠加影响而变得更为复杂,利用实测数据求取的地表移动参数和预计模型参数具有实用价值,可为类似条件下的开采沉陷与地面保护研究提供借鉴。
【关键词】：山区 多工作面 开采沉陷 重复采动 数值模拟
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD327
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 选题的背景及研究意义7-8
• 1.1.1 选题的背景7
• 1.1.2 研究的意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 开采沉陷理论的研究现状8-9
• 1.2.2 黄土山区地表沉陷国内外研究现状9-10
• 1.2.3 数值模拟的发展现状10-11
• 1.2.4 存在的问题与不足11-12
• 1.3 论文主要内容及技术路线12-14
• 1.3.1 研究内容与方法12-13
• 1.3.2 技术路线13-14
• 2 黄土山区开采观测数据处理与分析14-37
• 2.1 研究区地理位置及地形地貌14-15
• 2.1.1 研究区地理位置14
• 2.1.2 研究区地形地貌14-15
• 2.2 煤层特征15-16
• 2.3 地表观测站的布设16-18
• 2.4 地表观测站观测18-31
• 2.4.1 外业测量方法及技术要求18-20
• 2.4.2 观测成果处理与分析20-31
• 2.5 地表角量参数分析31-33
• 2.6 概率积分参数的求取33-36
• 2.6.1 经验分析法求参数33-34
• 2.6.2 数学模型拟合求参数34-35
• 2.6.3 模型参数验证分析35-36
• 2.7 本章小结36-37
• 3 黄土山区开采变形数值模拟37-50
• 3.1 黄土山区地貌特征37-38
• 3.2 FLAC3D应用简介及特点38-39
• 3.3 本构模型选择及力学参数选取39-40
• 3.3.1 力学模型选择与边界条件设置39-40
• 3.3.2 岩体力学参数的选取40
• 3.4 数值模拟结果的分析40-46
• 3.4.1 单一斜坡42-44
• 3.4.2 组合斜坡44-46
• 3.5 单一工作面与多工作面地表变形模拟46-47
• 3.6 特殊地貌模拟分析47-48
• 3.7 本章小结48-50
• 4 结论与展望50-52
• 4.1 结论50
• 4.2 不足与展望50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-55

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本文编号：958509