薄煤层开采地面沉陷特征及上覆岩土层厚度影响分析

发布时间：2021-08-25 04:22

　　我国薄煤层资源储备量十分丰富,分布范围比较广泛。但由于部分薄煤层埋藏较浅,上覆基岩厚度较薄,煤层开采容易引发地面沉陷灾害,对矿区环境及周边建筑造成危害。如何在保证将薄煤层资源安全有效采出的同时,减少开采沉陷对矿区周围环境的破坏具有重要意义。本文以陕北芦则沟煤矿为研究对象,芦则沟煤矿仅开采三叠系上统瓦窑堡组顶部的V号薄煤层,研究区地层为近水平地层。通过对研究区已有沉陷情况的实地调查,利用UDEC离散元软件对研究区开采沉陷进行数值模拟分析,总结出研究区薄煤层开采引发的地面沉陷特征,并应用概率积分法对其结果进行验证分析。进一步结合研究区开采煤层上覆岩土层的厚度分布规律,总结出上覆岩土层厚度变化对薄煤层开采地面沉陷的影响。取得的主要成果如下:（1）应用UDEC离散元软件对薄煤层开采后地表沉陷进行研究得出:在一定范围内,无论基岩厚度和松散层厚度如何变化,研究区内薄煤层开采导致的地表下沉曲线分布规律总体上与一般情况下水平煤层开采引起的地面沉陷特征相似。主要表现为:煤层充分采动后,在采空区上方形成沉陷盆地;采空区中心正上方的下沉值最大,向四周逐渐减小;地面沉陷影响范围远大于所对应的采空区范围;下沉曲... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

最大高差 250 m。研究区范围内 DEM 图如图 2.1 所示。图 2.1 矿区范围内 DEM 图2.1.2 地层岩性研究区地层为近水平地层，地层区划属鄂尔多斯盆地分区，主要地层有三叠系（T）、侏罗系（J）、新近系（N）和第四系（Q），具体地层情况见表 2.1。

16图 3.1 研究区地面塌陷现状分布图（1）地面沉陷 TX1地面沉陷 TX1 是由于 2008 年前芦则沟原矿井地下开采形成，面积约 0.89 km2，目前沉陷已处于稳定阶段，对大部分土地资源的破坏和影响较轻，地表裂缝多被黄土充填，区内植被生长基本正常。（2）地面沉陷 TX2地面沉陷 TX2 是 2008 年整合后开采形成的，面积约 0.35 km2。据现场调查，高家焉东北侧地表变形较为明显，对土地资源破坏较为严重，地面沉陷 TX2 内地表存在 2 条地裂缝。地面沉陷 TX2 范围内地裂缝最大开裂宽度 0.4m，最大高差 0.8m，两条地裂缝地面影响宽度在 3～10m 左右，平均活动速率在 0.1～1.0mm/a 之间。沉陷范围内存在有房屋开裂现象，见照片 3.1-3.3。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]缓倾斜层状矿体开采沉陷预测与控制研究[D]. 贺桂成.中南大学 2013
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硕士论文
[1]薄煤层综采工作面气幕隔尘技术研究[D]. 王帅.中国矿业大学 2015
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本文编号：3361386