重复采动对煤矿区地表沉陷的影响及其预计

摘要

岩层和地表受到地下采矿活动影响而产生移动变形后，在原有采空区的相邻层位或部位再次开采，使岩层和地表又一次受到扰动的现象称为重复采动。 重复采动主要引起下列地表移动变形参数的变化：下沉系数、主要影响半径和主要影响角正切、拐点偏移距、重复采动水平移动系数及影响传播角、边界角、地表移动时间等；重复采动条件下采煤沉陷的主要影响因素有：上覆岩层岩性、开采次数、开采厚度、移动角、采区相对位置关系和重复开采时间间隔等。 分别对垂向重复采动和横向重复采动进行数值试验的结果显示：对于厚煤层，分层开采会加剧地表下沉值，增大沉陷盆地的范围，同时，加快覆岩应力释放，抑制裂隙带的发育高度。在充分采动情况下，因为相邻工作面开采后地表最大下沉已接近甚至达到极限，所以，横向重复采动一般不会显著增加地表最大下沉系数，但会改变下沉盆地的平面形态；在非充分采动情况下，横向重复采动可使初采工作面对应的地表出现“活化”现象，导致地表最大下沉值进一步增大，同时，新开采工作面将较早地引起地表移动。 在上述工作的基础上，对前几届研究生开发的基于地质观点的采煤沉陷动态预计系统(MSPS)进行了进一步地修改、补充和完善。将系统界面由指令式操作转换为菜单式操作；开发、添加了重复采动地表沉陷预计模块，实现了对重复采动条件下采煤沉陷的预计。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究现状

1.2.1重复采动理论研究

1.2.2实验方法的运用

1.2.3采煤沉陷预计软件

1.2.4存在的主要问题

1.3本文主要研究内容

1.4研究方法与技术路线

1.4.1研究方法

1.4.2技术路线

2重复采动的基本特征及其主要影响因素

2.1重复采动的分类及其基本特征

2.1.1重复采动的分类

2.1.2重复采动引起的地表移动变形参数的变化

2.2重复采动条件下采煤沉陷的主要影响因素

2.2.1上覆岩层岩性

2.2.2开采次数

2.2.3开采厚度

2.2.4采区相对位置关系

2.2.5重复开采时间间隔

2.3重复采动对地表移动变形特征的影响机理

2.3.1垂向重复采动地表移动变形的变化机理

2.3.2横向重复采动地表移动变形的变化机理

3重复采动与采煤沉陷关系的数值试验研究

3.1垂向重复采动对采煤沉陷的影响

3.1.1常见的垂向重复采动

3.1.2厚煤层一次采全高与分层开采的对比试验

3.1.3试验结果分析

3.2横向重复采动对地表沉陷的影响

3.2.1 FLAC3D软件简介

3.2.2初采与复采的比较试验

3.2.3初采与复采的分步开挖试验

3.2.4面间煤柱宽度与重复采动的关系

3.3本章小结

4重复采动条件下地表沉陷的预计

4.1基于地质观点的采煤沉陷预计系统(MSPS)

4.1.1 MSPS的特点

4.1.2 MSPS的主要功能

4.1.3 MSPS的主要模块

4.1.4系统操作界面

4.1.5应用实例

4.2基于MSPS的重复采动地表沉陷预计模块

4.2.1模块的主要功能

4.2.2重复采动地表移动参数的确定

4.2.3应用实例

5结论

5.1主要结论

5.2研究展望

致 谢

参考文献

附 录