黄土矿区不同采高情况下地表裂缝特征研究

摘要

黄土矿区地下资源开采会引起地表产生裂缝，而裂缝对地表环境的影响日益严重，因此有必要研究黄土矿区地表裂缝特征。大佛寺煤矿是西部黄土矿区的典型代表，本论文以此为对象进行研究。大佛寺煤矿地表裂缝特征研究方法的探讨对西部黄土矿区地表裂缝特征研究具有重要的意义。
　　本文以大佛寺煤矿40108工作面开采为例，首先收集开采过程中得到的40108工作面观测站的相关资料，并对收集到的相关资料进行整理，对开采过程中的地表移动进行分析，并结合裂缝规律分布图总结出该工作面上方地表裂缝的特征。其次，分别采用FLAC3D和UDEC两种模拟软件对40108工作面的开采进行了数值模拟研究，在模拟过程中设置了三组不同的采高，分别总结出了模拟的地表裂缝的特征。最后，将两个模拟结果进行对比分析，并将两种模拟方法所得的数据与实测数据的相对误差进行分析，分析得出UDEC模拟软件模拟的结果更符合实际要求，更适合用来研究地表裂缝的特征。
　　通过以上分析可以建立裂缝宽度与水平变形的关系式。由于对裂缝发育深度的探测一般是很难实现的，所以通过模拟研究建立了裂缝宽度和裂缝深度的预测模型，这样通过模拟出来的裂缝宽度或者现场实测的地表裂缝的宽度，即可按照裂缝宽度与深度的关系式来实现地表裂缝发育深度的预测。通过以上的研究可以对矿区的安全生产和地面建筑的保护提供合理的建议。

目录

声明

1绪论

1 .1选题背景及研究意义

1. 2国内外研究现状

1. 3主要研究内容与技术路线

2黄土矿区采动地表裂缝分类及形成机理

2. 1采动地表裂缝的分类及相应的特点

2. 2拉伸型、挤压型裂缝形成机理

2. 3塌陷型裂缝形成机理

2. 4本章小结

3黄土矿区典型实例剖析

3. 1大佛寺煤矿4煤开采地表移动及裂缝特征分析

3. 2本章小结

4黄土矿区采动地表裂缝特征数值模拟实验研究

4. 1 F LAC 3D简介

4. 2本构模型选择

4. 3数值模拟实验

4. 4数值模拟结果的分析

4. 5 UDEC软件介绍

4. 6模型的建立、边界条件及参数

4. 7数值模拟结果分析

4. 8两个模拟软件模拟结果对比分析及预测模型的建立

4. 9本章小结

5结论与展望

5. 1主要结论

5. 2不足与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间所发表的论文、主要学术活动