鹤岗市交通煤矿地表沉陷规律及在生态修复中的应用

发布时间：2020-11-20 12:42

　　 煤矿开采造成严重的生态破坏,准确的地表沉陷预测结果是提出有针对性的生态修复措施的必要保障。本文以鹤岗市交通煤矿为例,研究了煤矿开采地表移动变形规律,提出了相应的生态修复措施。论文主要成果如下:鹤岗市交通煤矿煤层开采走向最终下沉实测值及走向水平移动最终实测值分别为1172 mm与324 mm,最大倾斜值为56.3 mm/m,水平变形最大值为21 mm/m,走向综合边界角为63.6°,充分采动角为65.2°,综合移动角为52.8°。概率积分法拟合实测曲线,求得概率积分法预测参数:下沉系数q=0.59,主要影响角正切值tanβ=2.21,开采影响传播角=87.5°水平移动系数b=0.27,拐点偏移距S=38 m。利用FLAC3D数值模拟对鹤岗市交通煤矿煤层及上覆岩层建立模型,得到最大下沉值为1053 mm,最大水平位移值为292 mm。FLAC3D数值模拟地表移动变形效果不如概率积分法,而概率积分法预测的准确性亦有待提高。本文对概率积分法进行修正,得到地表下沉修正范围为0.0068W_0~0.09W_0(W_0为概率积分法预测最大下沉值),修正值大小为0.05W_0,修正误差值6.50%。走向水平移动修正范围为0.009U_0~0.07U_0(U_0为概率积分法预测水平最大移动值),修正值为0.074U_0,修正误差值为6.68%。修正误差值在6.50%与6.68%以内,修正后地表下沉及水平移动值与实测值相差较小。利用倾向实测值与概率积分法验证修正范围及修正值,倾向地表下沉修正误差值为4.54%,倾向水平移动修正误差值为6.32%,表明地表下沉及水平移动修正公式合理。本文得到鹤岗市交通煤矿工作面开采地表移动变形规律:随着开采工作面的推进,采空区范围增大,地表产生最大下沉值处均为采空区上方中央位置,地表下沉值关于采空区中央最大下沉值对称,水平位移曲线基本关于采空区中央反对称。对鹤岗市交通煤矿地表移动变形情况有针对性的提出生态修复措施,以减缓对生态环境的影响。
【学位单位】：黑龙江科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X171.4;TU478
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外开采沉陷及生态环境修复研究现状
        1.2.2 国内开采沉陷及生态环境修复研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 研究技术路线
2 开采沉陷及生态修复理论
    2.1 开采沉陷理论
        2.1.1 沉陷机理
        2.1.2 地表移动变形类型
        2.1.3 岩体及地表移动变形影响因素
        2.1.4 “三带”分布
        2.1.5 地表移动变形的形成过程
    2.2 FLAC3D理论
        2.2.1 FLAC3D简介
        2.2.2 FLAC3D特点
        2.2.3 FLAC3D应用范围
    2.3 概率积分法
    2.4 生态修复理论
3 地表移动实测规律研究
    3.1 鹤岗市交通煤矿概况
        3.1.1 矿区地理位置
        3.1.2 工程地质
        3.1.3 开采工作面概况
    3.2 地表移动观测及地表移动规律分析
        3.2.1 观测站设置
        3.2.2 工作面地表移动实测规律
    3.3 地表移动参数求取
    3.4 地表沉陷预测参数求解
        3.4.1 特征点法求解预测参数
        3.4.2 概率积分法参数求解
    3.5 本章小结
4 基于数值模拟的采动地表移动变形规律研究
    4.1 模型的建立
        4.1.1 本构模型的选择
        4.1.2 模型参数的选取
        4.1.3 数值模拟模型
    4.2 采动过程模拟结果分析
    4.3 数值模拟、概率积分法与实测值对比
    4.4 本章小结
5 概率积分法地表变形预测模型修正
    5.1 地表下沉预测模型修正
    5.2 水平移动预测模型修正
    5.3 本章小结
6 沉陷区生态环境修复措施
    6.1 沉陷区生态现状
    6.2 沉陷影响区生态修复措施
    6.3 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历
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【参考文献】

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本文编号：2891427