密集建筑物下高承压水上条带煤柱合理尺寸研究

摘要

我国煤炭资源虽然分布广泛，但煤炭资源正在逐步枯竭，矿井储量正在逐步减少，建筑物下、水体下、铁路下压煤量大，随着开采深度的增加，煤炭资源开采面临受水威胁等不利影响，因此，为更多开发利用现有资源，解放建筑物下压煤和受水威胁的煤炭资源已是当务之急。
　　论文基于淄博矿业集团岱庄煤矿1160采区开采所面临的建筑物压煤和承压水威胁的主要问题，根据采区的基本情况、水文地质特征等，分析采区开采的可行性及重要性。通过理论公式推导计算、地表下沉预计等手段分析建筑物下条带开采尺寸；并通过对底板突水机理研究，对底板受力进行分析，结合“下三带”理论及采区实际水文地质条件，分析底板阻水性、底板破坏深度，得出底板隔水层厚度及特性。根据岩体水力学法，把底板看成力学岩梁，来分析底板承压水与采宽的关系，并根据组合梁理论计算出承压水上条带开采的安全留宽。为选择出适合两种条件的最佳条带开采方案，本文通过数值模拟软件针对不同条带开采方案分别从煤柱稳定性、地表下沉、底板塑性破坏等方面进行动态模拟，分析不同条带开采煤柱塑性破坏情况、地表垂直位移情况、底板塑性区、底板应力分布、底板位移的不同，以确定合理的条带尺寸。
　　最后，根据建筑物下、承压水上条带开采合理尺寸的理论分析结果，结合数值模拟结论，以地面建筑物及承压水上开采的安全性为前提，充分考虑采出率，确定出合理的条带方案，最大限度的解放受影响的煤炭资源。这种综合分析确定条带开采参数的方法，具有较高的可靠性和较好的应用价值，为其它类似地质和开采条件的矿区回收资源提供了重要的参考价值。

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1 绪 论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的主要内容及技术路线

2 采区概况及开采条件

2.1 采区情况

2.2 地质特征

2.3 地面建筑物情况

2.4 本章小结

3 建筑物下条带煤柱稳定性及条带开采优化设计

3.1 条带煤柱稳定性分析

3.2 条带开采优化设计原则

3.3 建筑物下条带开采采留比确定

3.4 小 结

4 高承压水上条带煤柱合理尺寸理论分析

4. 1 1160采区水文地质条件分析

4.2 底板突水机理

4.3 底板岩体破坏深度的分析与预计

4.4 高承压水上条带开采采留比理论计算

4.5 本章小结

5 密集建筑物下高承压水上条带煤柱留设数值模拟研究

5.1 模拟软件选择

5.2 数值模拟方案

5.3 不同条带开采对煤柱塑性破坏区及地表沉陷的影响数值分析

5.4 不同条带开采对底板应力及塑性破坏区影响数值分析

5.5 方案选择

5.6 小 结

6 主要结论及研究展望

6.1 主要结论

6.2 论文中的不足及研究展望

攻读硕士期间的主要成果

致谢

参考文献