厚黄土层薄基岩开采条件下地表移动变形与裂缝发育规律研究

摘要

现阶段，煤炭资源仍然是国民经济发展需要的主要能源。山西的煤炭资源不论储量还是产量均居全国首位，但是由于当地的地形地貌比较复杂，生态环境相对脆弱，高强度的煤炭开采无疑加重了地表移动变形与破坏。
　　本文以山西肖家洼煤矿为研究对象，通过地表观测站的布设、观测数据的采集与整理，对地表观测点的实测数据进行了分析总结；采用传统概率积分法对地表移动变形进行预计，通过与实测数据的对比，发现两者存在较大偏差，主要原因为：传统概率积分法没有考虑到山区开采存在滑移现象。针对因开采引起的山体滑移，把滑移作为分量考虑在内得出概率积分的修正模型，对比实测和修正预计数据，得到了很好的拟合效果。在此基础上利用等值线图法求取了地表移动变形角量参数和特征参数，通过分析地表下沉速度和地表移动变形持续时间，得出了下沉幅度大、下沉速度快，达到稳定时间短是厚黄土层薄基岩开采条件下地表变形的主要特点。由于山体滑移使得工作面上方产生大量的裂缝，裂缝的存在对地表变形产生影响，通过分析裂缝的形成机理，模拟地下开采，得出产生裂缝发育的可能区域并找到合理的判定条件。另外，通过分析地表移动特性，指出影响工作面塌陷范围的变化除了与采厚比有直接关系，与工作面上方的塌陷性裂缝的存在也有间接联系；分析地表裂缝对地表移动变形的影响，得到山体滑移使山顶观测站下沉量偏大，沟谷观测站的下沉量偏小；探讨了煤层开采速度和地表坡度的变化对裂缝发育的影响。

目录

声明

1 绪论

1 .1 课题的来源与背景

1 .2 课题的目的与意义

1 .3 国内外研究现状

1 .4 研究内容和技术路线

2 地表观测站布设、数据采集、处理与分析

2 .1 山西肖家洼煤矿概况

2 .2 观测站的设计

2.3 数据采集、处理与分析

2 .4 本章小结

3 厚黄土层薄基岩条件下概率积分法的修正分析研究

3 .1 概率积分法概述

3.2 概率积分法预计参数的确定

3 .3 概率积分法预计曲线与实测曲线的对比分析

3 .4 对滑移区域点位的移动变形值的修正

3 .5 本章小结

4 地表移动变形角值参数及动态参数的分析研究

4 .1 地表移动变形角值参数的求取

4.2 地表移动变形特征参数的计算

4.3 地表下沉速度的变化与地表移动持续时间的计算及分析

4 .4 本章小结

5 地裂缝发育规律研究

5 .1 地裂缝的发育规律

5 .2 裂缝的形成机理分析

5.3 裂缝的预测与实测对比

5.4 地下开采的数值模拟

5.5 本章小结

6 地表特性分析

6 .1 地表移动变形规律特性分析

6 .2 裂缝形成的影响因素与分析

6 .3 本章小结

7 结论与展望

7 .1 主要结论

7 .2 展望

参考文献

攻读硕士期间主要成果

致谢