地下采动对坡体稳定性的影响规律分析与研究

摘要

我国西部矿区大部分位于山岭地区，这种条件下开采往往导致采动坡体变形失稳而引发滑坡等地质灾害，对矿区的安全高效生产造成不利影响。本论文以贵州发耳矿区为研究平台，通过理论分析和数值模拟等方法对采动坡体稳定性进行了分析与研究。采用离散元数值模拟方法建立多组数值模型对采动坡体稳定性影响因素进行了分析，包括工作面推进方向、地下采煤边界和采动坡体角度，研究发现：采煤工作面顺坡推进时，煤层开挖对坡体岩层的影响相对较小，但对坡上平地部分的影响相对较大；上覆岩层破断贯通至坡体表面形成多边块铰接结构且坡前平地部分有首先下沉继而隆起的特征。结合坡体稳定性因素的分析、基础理论和实践，对采动坡体失稳机理进行了系统的分析。在上述研究成果的基础上，分析了传统坡体稳定性分析方法（极限平衡法）对采动坡体稳定性分析的局限性，根据现场实际条件和数值模拟结果重新建立采动坡体坡前隆起结构、滑落结构、多边块铰接结构力学模型，对这些失稳现象的应力特征、作用机理进行了理论分析，给出山地浅埋煤层地下采煤安全边界的的计算方法、采空区上方岩体滑落的判别式以及多边形块体失稳的条件。上述研究成果对于指导山区的安全开采以及采动坡体的控制具有重要意义。

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1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 采动坡体稳定性研究现状

1.3 本文研究的主要内容和技术路线

2 采动坡体稳定性影响因素分析

2.1 发耳矿区坡体工程地质背景

2.2 地下采动影响因素

2.3 坡体自然因素

3 采动坡体运动特征基本规律及失稳机理研究

3.1 采动坡体失稳变形现象的类别

3.2 采动坡体失稳的特点

3.3 采动坡体失稳的过程

3.4 采动坡体失稳机理研究

4 采动坡体结构稳定性研究

4.1 传统采动坡体的稳定性分析

4.2 采动坡体坡前平地隆起的应力特征

4.3 采动坡体滑落结构特征分析

4.4 采动坡体多边块铰接结构特征分析

5 主要结论及展望

5.1 主要结论

5.2 研究的不足

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果