宁东采煤基地金凤和清水营煤矿采煤塌陷灾害及影响因素研究

发布时间：2019-10-21 08:57

【摘要】：我国的能源结构以煤炭资源为主,煤炭资源的大规模开采与利用对我国的经济和民生带来了很大的便利,但另一方面,煤炭的开采不可避免的会产生各类地质环境问题。其中对经济建设及人民生活影响最大的就是引发的地裂缝和沉陷等灾害。采煤沉陷是一个边缘研究领域,综合了工程地质、采矿、力学、数学、岩土、测量、水文等学科,而在实际研究之中,受到当地地质情况、采煤方法等因素影响,很难对一个地区采煤引起灾害进行准确的预测。本文在前人研究基础上,综合收集资料及实地调查成果,系统研究了当地采煤引发的地质灾害现状、成因分析、致灾规律分析和灾害的影响因素,并应用有限元模拟方法对金凤井田及清水营井田的地表拉力和地面沉陷变形量进行研究,分析巷道埋深及表土性质等对采煤沉陷的影响。通过实地调查、煤矿收集资料、数值模拟这三者之间的对比分析,可对当地新开采井田及已开采的井田之后的灾害趋势做出一些帮助,以及对矿山企业的环境治理措施制定有一定的指导意义。清水营井田和金凤井田地下岩石物理力学性质大致相同,但金凤井田表土为风积沙,物理力学性质差于清水营的黄沙土,而巷道埋深方面金凤井田也更浅。模拟结果表明:巷道埋深越大,冒落带越不容易达到地表,地表拉力越小,就越不容易产生裂缝,而且沉陷也会减小;而表土性质对于裂缝的形态几乎有决定性的影响,土壤黏性越大,产生的裂缝规模就约大。裂缝发育位置与巷道位置息息相关,大型的裂缝群一般都在平行于巷道两侧发育,而巷道上方却很少见,反而巷道的上方会有垂直于掘进方向的小裂缝,因为拉力较小,只在金凤井田等几个表土性质较差的地方发现。本文对于采煤沉陷致灾机理及规律提出了新的思路,为宁东地区的矿山环境问题做出一些帮助,对保障当地矿山附近居民的生命财产安全及矿山企业的安全生产也会有指导意义。
【图文】：

宁东矿区交通位置图

图 2.2 研究区各井田分布位置图（据西安科技大学宁东资料图）2.1.2 自然条件1、气候工作区属于中温带大陆性气候，，具有干旱少雨、蒸发性强、气候干燥、日照充足、风大沙多、昼夜温差大的特征。据工作区 1971 年-2014 年的观测资料，年平均气温8
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD327

【参考文献】

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1 拓守波;;马莲台煤矿一煤、三煤巷道(回风顺槽)支护技术与实践应用[J];内蒙古煤炭经济;2016年17期

2 郝天河;;地裂缝成因机制分析及数值模拟[J];山西煤炭管理干部学院学报;2016年01期

3 陈绪钰;李明辉;王德伟;田凯;;采煤诱发地质灾害发育特征与成因机制[J];煤炭技术;2016年02期

4 康亚明;贾延;方延强;;宁东煤田“三下”压煤条带煤柱穿巷开采技术的适用性及其关键力学问题研究[J];科学技术与工程;2015年28期

5 汪学忠;;复杂地质条件下清水营煤矿井巷支护方式[J];能源与节能;2015年08期

6 余学义;郭文彬;赵兵朝;王飞龙;;厚黄土层煤层开采沉陷规律研究[J];煤炭科学技术;2015年07期

7 谢和平;周宏伟;薛东杰;高峰;;我国煤与瓦斯共采:理论、技术与工程[J];煤炭学报;2014年08期

8 何满潮;;深部软岩工程的研究进展与挑战[J];煤炭学报;2014年08期

9 王云龙;谭忠盛;;木寨岭板岩隧道塌方的结构失稳分析及预防措施研究[J];岩土力学;2012年S2期

10 李凤明;;我国采煤沉陷区治理技术现状及发展趋势[J];煤矿开采;2011年03期

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1 张德志;;金凤煤矿主要通风机启动运行通风方案设计[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年

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2 童珏;采煤引起的水资源与生态环境效应分析[D];中国地质大学（北京）;2013年

3 钟长意;桃花山矿采空区塌陷规律研究[D];武汉科技大学;2012年

4 马金明;羊场湾煤矿大断面软岩巷道支护研究[D];西安科技大学;2010年

5 初影;采煤诱发地表裂缝数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

6 镡志伟;煤层群开采的地面沉陷评价研究[D];中国地质大学（北京）;2007年

7 孟伟;国电河北龙山电厂铁专线巨型采空区稳定性研究[D];西南交通大学;2007年

8 王兵;煤巷锚杆支护围岩应力分布及顶板离层规律的研究[D];安徽理工大学;2005年

本文编号：2551333