王家塔矿区采空区地表沉陷机理及模型预测研究
本文选题:采空区 + 地表变形 ; 参考:《吉林大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着我国工业化与城镇化进程的推进,矿产资源消耗日益增大,土地资源也日渐紧缺,许多基础设施如民用建筑、工业厂房、公路、铁路等不得不建在或穿越矿区用地,由于矿产开采在地下形成采空区,这些采空区的存在对其地表稳定性有很大的影响,采空区对交通及民用、工业建筑的安全性产生影响,为了防止开采塌陷引起地表建筑物破坏的发生,研究地下开采对地表移动及变形的影响对我国矿区土地恢复利用和规划建设都具有十分重要的社会经济意义。王家塔矿区是重要的居民活动区,区内有重要工业设施、民用建筑及公路贯穿矿区。为满足公共设施安全、居民安全以及安全生产的要求,本文对王家地区采空区开展了地表变形研究,主要取得以下成果:(1)根据王家塔和高家梁地区现场野外调查、钻探资料,初步研究了采空区三带范围及各分带的形成机制及破坏方式,分析了矿层在不同深度、进尺时及多层同时开挖条件下地表沉陷盆地的移动规律及其特征。(2)结合D-InSAR监测数据对高家梁地区对模型进行准确性验证,结果表明模拟沉降量在工程允许范围之内,数值模型适用于研究区地表变形预测。(3)通过对研究区地质资料的整理,采用有限差分软件FLAC3D建立数值模型,并通过计算,分析王家塔矿区地下开采对地表变形的影响,得出地表沉降、水平移动的规律,及内部应力分布情况。(4)从地表变形、经济效益、生产安全性三个方面分析比对了壁式与柱式开采方式的影响。(5)结合MATLAB软件,以概率积分法为理论基础,编制适用于研究区的采空区的地表沉陷预计系统,并对比数值法与传统概率积分法的计算结果,结果表明数值方法与传统概率积分法结果相差不大,可适用于开采沉陷预测。
[Abstract]:With the advancement of industrialization and urbanization in China, the consumption of mineral resources is increasing, and the land resources are becoming increasingly scarce. Many basic facilities such as civil buildings, industrial factories, roads, railways and so on have to be built in or across mining areas.The existence of these mined-out areas has a great influence on the stability of the earth's surface, and the goaf has an impact on the safety of traffic, civil and industrial buildings.In order to prevent the destruction of surface buildings caused by mining collapse, it is of great social and economic significance to study the influence of underground mining on surface movement and deformation for the recovery and utilization of mining land and the planning and construction of mining areas in China.Wangjiata mining area is an important residential area with important industrial facilities, civil buildings and highways through the mining area.In order to meet the requirements of public facilities safety, residents safety and production safety, this paper carried out a study on the surface deformation of the goaf in Wangjia area. The main results are as follows: 1) according to the field investigation and drilling data in Wangjiata and Gaoliang areas,In this paper, the formation mechanism and failure mode of the three zones in goaf and each sub-zone are studied preliminarily, and the different depth of the ore bed is analyzed.The movement law and its characteristics of surface subsidence basin under the condition of scale advance and multi-layer simultaneous excavation are combined with D-InSAR monitoring data to verify the accuracy of the model in Gaojialiang area. The results show that the simulated settlement is within the allowable range of engineering.The numerical model is suitable for the prediction of surface deformation in the study area. (3) the numerical model is established by using finite difference software FLAC3D and the influence of underground mining on surface deformation in Wangjiata mining area is analyzed by sorting out the geological data in the study area.The law of ground subsidence, horizontal movement and internal stress distribution. (4) from three aspects of surface deformation, economic benefit and production safety, the influence of wall mining mode and column mining mode is analyzed and compared with MATLAB software, and the results show that the surface subsidence, horizontal movement and internal stress distribution are analyzed and compared in three aspects: surface deformation, economic benefit and production safety.Based on the probabilistic integration method, the prediction system of surface subsidence in goaf is developed, and the results of numerical method and traditional probabilistic integration method are compared. The results show that there is little difference between the numerical method and the traditional probabilistic integration method.It is suitable for mining subsidence prediction.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD327
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李剑峰;地表沉陷治理的新方法[J];安全与环境工程;2005年01期
2 李剑峰;;地表沉陷治理的新方法[J];能源环境保护;2009年04期
3 公茂旭;陈加更;吕国庆;;承压含水层自身性质对地表沉陷的影响规律[J];煤矿安全;2013年02期
4 许凯;;固体充填综采地表沉陷规律研究[J];煤矿安全;2013年04期
5 张义之;再论矿床排水疏干引起的地表沉陷[J];化工矿山技术;1979年04期
6 王冠平;;煤矿地表沉陷对建筑物的影响评价[J];煤矿环境保护;1989年03期
7 张和生,刘洪福,韩建伟;测氡技术在地表沉陷观测中的应用研究[J];太原理工大学学报;1998年05期
8 彭和Y·罗,房维军,鱼云龙;预测沉陷影响的模拟[J];陕西煤炭技术;2000年01期
9 蒋建平,高广运;地下工程引起的不均衡地表沉陷分析[J];煤炭学报;2003年03期
10 姜晨光,贺勇,梁安波,盖玉松,廖明全;矿区地表沉陷规律的新认识[J];岩石力学与工程学报;2003年01期
相关会议论文 前10条
1 苏仲杰;佟利明;;地表沉陷灾害机理与控制方法[A];第一届全国工程安全与防护学术会议论文集[C];2008年
2 李永树;;地表沉陷区交通运输安全性预测研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
3 滕永海;王金庄;赵洪亮;;高强度开采地表沉陷规律研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
4 庞庆刚;;钱家营矿地表沉陷区综合治理问题的探讨[A];2010全国“三下”采煤与土地复垦学术会议论文集[C];2010年
5 陈新建;赵法锁;赵兵朝;刘小平;吴韶艳;;煤矿开采引起的地表沉陷预测[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年
6 李运江;闫增会;庞尔雷;;鲍店矿上部采区地表沉陷规律的研究与实践[A];2011全国矿山测量新技术学术会议论文集[C];2011年
7 麻凤海;范学理;王泳嘉;;开采引起地表沉陷的时间空间过程分析[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
8 德民;马凤山;张亚民;杨长祥;贾高华;;急倾斜矿体分步充填开采对地表沉陷的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
9 石兴华;石富源;;采煤引起地表沉陷的防治与土地复垦生态景观技术[A];2010全国“三下”采煤与土地复垦学术会议论文集[C];2010年
10 朱国超;;红柳林煤矿首采工作面地表沉陷监测设计[A];西部矿山建设工程理论与实践[C];2009年
相关重要报纸文章 前2条
1 记者屈金星;煤矿地表沉陷问题严重[N];中国矿业报;2003年
2 记者 吴华国 冯丽;萍乡:采煤导致78平方公里地表沉陷[N];新华每日电讯;2003年
相关博士学位论文 前8条
1 张广伟;软弱覆岩地表沉陷机理研究及应用[D];煤炭科学研究总院;2016年
2 王晖;青兰高速公路沿线北八特采空区地表沉陷机理及其数值模拟[D];中国地质大学(北京);2009年
3 彭帅英;高速公路下伏多层采空区地表沉陷数值模拟及预测研究[D];吉林大学;2013年
4 赵国忱;矿山地表沉陷综合治理投资决策系统研究及应用[D];东北大学;2006年
5 张学东;工矿区地表沉陷D-InSAR监测模式与关键技术研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
6 阎跃观;DInSAR监测地表沉陷数据处理理论与应用技术研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
7 张连贵;兖州矿区非充分开采覆岩破坏机理与地表沉陷规律研究[D];中国矿业大学;2009年
8 胡海峰;不同土岩比复合介质地表沉陷规律及预测研究[D];太原理工大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 段伟;地表沉陷时间序列分析与预测[D];山东科技大学;2008年
2 王瑞;基于GIS矿山地表沉陷预警信息系统研究[D];江西理工大学;2015年
3 张晨;煤矿开采地表沉陷预计与生态恢复[D];山西大学;2015年
4 李小庆;淮北矿区开采地表沉陷规律研究[D];安徽建筑大学;2015年
5 白二虎;条带式Wongawilli采煤法覆岩与地表沉陷特征研究[D];河南理工大学;2015年
6 徐飞亚;寺河矿地表沉陷特征与特高压线塔保护煤柱优化研究[D];河南理工大学;2015年
7 韩东峗;山区地下采煤地表沉陷数值模拟研究[D];昆明理工大学;2016年
8 董军业;巨厚火成岩下隔离注浆充填控制地表大面积突然塌陷研究[D];中国矿业大学;2016年
9 刘瑞斌;固体充填综采地表沉陷预测方法研究[D];河南理工大学;2014年
10 娄高中;老君堂煤矿不稳定煤层地表沉陷规律研究[D];河南理工大学;2014年
,本文编号:1732727
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/1732727.html