厚松散层下条带充填开采地表移动变形影响因素数值模拟研究

摘要

我国东部矿区多存在“三下”压煤情况，并且赋存有厚松散层地质条件，其地表沉陷具有一定特殊性。而解决“三下”压煤问题的关键是地表沉陷的控制技术。近年来，条带充填技术的发展提供了一种经济有效的地表沉陷控制技术，本文为了研究厚松散层下条带充填开采地表移动变形的影响因素及其规律，分别选取两类（采矿条件和地质条件）共四种主要影响因素（充填率、松散层厚度、充填体强度及关键层厚度）进行分析研究，主要工作与成果如下：
　　（1）基于FLAC3D建立数值模型。首先，采用单一变量法，设计20个模拟方案，分析探讨了以上四种因素对四项地表移动变形参数（下沉w、倾斜i、曲率k和水平变形?）的影响规律：两种采矿主观因素对各项地表移动变形参数的影响规律相似，但不同阶段的减小幅度不同；两种地质客观因素对各项地表移动变形参数的影响规律也相似，但不同阶段的变化幅度不同。其次，针对不同充填率和松散层厚度组合，设计10个对比方案，绘制其地表下沉曲线，分析得出：随着充填率的减小，地表最大下沉值逐渐增大；充填率较小时，随着松散层厚度的增加，主断面地表最大下沉值的增加幅度有略微增大趋势。
　　（2）运用正交试验法，选取L9（34）正交表安排试验，分别对影响四项地表移动变形参数的四种不同因素进行重要性进行排队，试验分析结果表明，四种采矿及地质因素对四项地表移动变形参数的影响重要性排序均为：充填率＞关键层厚度＞充填体强度＞松散层厚度，即，这四种影响因素对各项地表移动变形参数的影响作用均呈逐级递减的趋势，但其影响幅度并不是线性关系。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及技术路线

2 条带充填开采沉陷影响因素及充填条带稳定性分析

2.1 条带充填开采地表移动变形影响因素概述

2.2 充填条带稳定性分析

2.3 小结

3 厚松散层下条带充填开采覆岩变形机制概述

3.1 厚松散层下开采岩（土）体应力分析

3.2 厚松散层下条带充填开采覆岩变形机制

3.3 小结

4 厚松散层下条带充填开采沉陷影响因素的数值模拟分析

4.1 数值模拟软件的理论介绍

4.2 数值模型及模拟方案

4.3 数值模拟结果分析

4.4 工程实例验证

4.5 小结

5 条带充填开采沉陷影响因素正交试验分析

5.1 正交试验简介

5.2 正交试验设计及试验结果分析

5.3 小结

6 主要结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间的主要研究成果

致谢