黄土矿区不同采高情况下地表裂缝特征研究

发布时间：2019-09-18 08:14

【摘要】：黄土矿区地下资源开采会引起地表产生裂缝,而裂缝对地表环境的影响日益严重,因此有必要研究黄土矿区地表裂缝特征。大佛寺煤矿是西部黄土矿区的典型代表,本论文以此为对象进行研究。大佛寺煤矿地表裂缝特征研究方法的探讨对西部黄土矿区地表裂缝特征研究具有重要的意义。本文以大佛寺煤矿40108工作面开采为例,首先收集开采过程中得到的40108工作面观测站的相关资料,并对收集到的相关资料进行整理,对开采过程中的地表移动进行分析,并结合裂缝规律分布图总结出该工作面上方地表裂缝的特征。其次,分别采用FLAC3D和UDEC两种模拟软件对40108工作面的开采进行了数值模拟研究,在模拟过程中设置了三组不同的采高,分别总结出了模拟的地表裂缝的特征。最后,将两个模拟结果进行对比分析,并将两种模拟方法所得的数据与实测数据的相对误差进行分析,分析得出UDEC模拟软件模拟的结果更符合实际要求,更适合用来研究地表裂缝的特征。通过以上分析可以建立裂缝宽度与水平变形的关系式。由于对裂缝发育深度的探测一般是很难实现的,所以通过模拟研究建立了裂缝宽度和裂缝深度的预测模型,这样通过模拟出来的裂缝宽度或者现场实测的地表裂缝的宽度,即可按照裂缝宽度与深度的关系式来实现地表裂缝发言深度的预测。通过以上的研究可以对矿区的安全生产和地面建筑的保护提供合理的建议。
【图文】：

时段,地表,缝隙

1 采动地表裂缝的分类及相应的特点（1）开采过程中的临时性裂缝这类缝隙通常会发生在工作面的上方，伴随着开挖的推进，由于覆岩不断的而影响到地表，直到地表开裂从而形成的，如图 2.1（a）所示。随着工作面推过缝隙后，地表因为受到压缩从而产生变形，从而导致位于下沉盆地中的许多慢慢的闭合。主要特点有：形成的速度快，和工作面的发育是同步的；具有动态性、临时性自己愈合的性质。（2）地表稳沉后的永久性裂缝这类缝隙通常发生在工作面界线邻近地区，即地表产生拉伸变形的最大区域，进行开挖直到地表趋于稳定，缝隙不仅逐渐增大并且会永久性的存在，如图 2.1示。主要特点有：发育的程度深、宽度比较大；很难自己愈合。

形成机制

因为地表受到压缩而产生变形并且超过了表土的抗压缩能力的极限，，所以表土会受到挤压从而形成隆起，进而在地表压缩变形地域内发育。主要特点有：随着工作面不断的推进，会慢慢的愈合，地表会凸起，缝隙的宽度，有一定的自我愈合能力。如图 2.2 所示。3）塌陷型裂缝因为开采从而引起覆岩不断地破断进而会导致地表塌陷从而形成的，一般在工作正上方，其发育和工作面的推进是同时进行的。主要特点有：一般在开采工作面的后面，会伴随着工作面的不断推进，慢慢的愈合度比较大、发育程度深、落差比较大。如图 2.2 所示。（a）拉伸型裂缝（b）挤压型裂缝
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD325

【参考文献】