厚松散层重复采动条件下地表移动变形规律研究

摘要

随着我国经济社会的快速发展，基础设施建设项目的扩建，对能源矿产资源的需求量呈快速增长的趋势，尤其是煤炭资源被大量开采，使得我国大量浅层煤炭矿区的资源面临枯竭，煤矿开采逐渐向深部方向发展，并且竖直方向上的分层重复开采现象越来越常见。厚松散层重复开采条件下地表移动变形特征明显区别于非厚松散层的矿区，这些特征主要表现在地表移动变形更加剧烈和沉陷盆地范围的扩展。要对厚松散层重复开采条件下地表沉陷进行准确预测及控制、实现“三下”压煤的安全回采，必须深入分析厚松散层重复开采条件下的地表沉陷规律。
　　本文在淮南矿业集团某矿工作面观测站实测资料的基础上，求取了地表移动变形角量参数和预计参数，并和首采面的相应参数做了对比分析。在求取概率积分法参数的基础上，对工作面进行了地表移动变形的预计。论文详细分析了厚松散层重复开采条件下地表移动变形规律，本文的研究成果对类似厚松散层重复开采条件下的地表沉陷预测及控制、保护煤柱的留设、“三下”采煤均具有一定的理论价值和指导意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 厚松散层复采条件下地表移动规律研究现状

1．3 研究的内容、方法及采用的技术路线

1．3．1 研究的内容

1．3．2 研究的方法

1．3．3 拟采用的技术路线

2 工作面概况及观测站概况

2．1 工作面概况

2．2 工作面地质采矿条件及水文地质条件

2．3 观测站的布设和观测概况

3 地表移动变形规律分析

3．1 地表移动变形之动态变化规律

3．1．1 地表下沉规律分析

3．1．2 地表倾斜规律分析

3．1．3 地表水平移动和水平变形规律分析

3．2 地表移动变形参数求解

3．2．1 开采充分性评价

3．2．2 起动距

3．2．3 超前影响角和超前影响距

3．2．4 最大下沉速度滞后距和最大下沉速度滞后角

3．2．5 边界角

3．2．6 移动角

3．2．7 最大下沉角

3．2．8 地表移动持续时间

3．2．9 地表移动变形规律分析

3．3 本工作面与首采面观测站角量参数对比分析

3．4 小结

4 概率积分法参数求取及移动变形规律反演

4．1 特征点法求解预计参数

4．1．1 下沉系数

4．1．2 主要影响半径和主要影响角正切

4．1．3 水平移动系数

4．1．4 开采影响传播角

4．1．5 拐点偏移距

4．2 概率积分法求取预计参数

4．2．1 概率积分法模型与求参原理

4．2．2 方案设计与解算结果

4．2．3 概率积分预计参数分析

4．2．4 与首采面概率积分法参数对比分析

4．3 地表移动变形规律反演

4．3．1 工作面概率积分法预计

4．3．2 相邻工作面采动影响分析

4．4 小结

5 厚松散层重复采动条件下地表移动规律数值模拟研究

5．1 FLA C3D数值模拟简介及研究内容

5．2 数值模型的建模过程

5．2．1 坐标系统及其计算范围

5．2．2 确定边界条件

5．2．3 岩体物理力学参数的选取

5．3 厚松散层重复采动条件下岩层与地表移动规律

5．3．1 厚松散层重复采动条件下垂直应力分布

5．3．2 厚松散层重复采动条件下垂直位移分析

5．3．3 松散层厚度对地表移动变形的影响

5．5 小结

6 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望和不足

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要成果