采空区的沉陷机理及地表变形破坏的时空预测研究

发布时间：2017-03-19 00:07

  本文关键词：采空区的沉陷机理及地表变形破坏的时空预测研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国国民经济的快速发展,对自然资源的需求越来越大,尤其是煤炭资源。虽然人们在原煤开采过程中获得了很大经济效益,但是由于不科学的开采,导致了各种地质灾害的发生,给当地人民群众及矿区生产造成了巨大的经济损失。究其原因,是不科学的采煤对采空区沉陷机理及地表变形破坏的认识还不足,不能从理论上解决采空区和地表变形的关系。以往的研究在理论和方法上都过于简单,实用性不大。本文针对采空区沉陷机理及地表变形破坏的关系展开了如下几个方面的研究。 1.在收集前人研究资料和理论成果的基础上,详细的研究了采场覆岩在开采过程中的应力变化和变形的特征。利用随机介质理论,建立了不同倾角煤层的采空区所对应的地表空间变形规律。 2.根据实测数据结果进行了分析,在综合考虑了各种影响因素如覆岩性质、开采和顶板管理方法、开采深厚比、开采面积及速度等后,建立了相应的流变模型及参数的确定方法,从流变学的角度总结出了地表的下沉速度随时间的变化规律。同时提出了地表下沉的推迟时间的概念,该时间既可以作为地表下沉阶段分界点,又可作为地表受采动影响剧烈程度的分级指标,还可以对地表变形进行预测。 3.最后,实例分析以陕西省韩城市下峪口矿为研究区,运用所建立的理论体系分析了下峪口刘岭村的地表变形情况,并把理论结果与实际情况相比较。验证了研究方法是正确的,理论体系是合理的,其成果具有一定的理论意义和对工程实践的指导意义。
【关键词】：采空区沉陷 覆岩 流变模型 沉陷机理 时空预测
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TD327
【目录】：

• 第一章 绪论6-13
• 1．1 问题的提出6-7
• 1．2 问题研究的意义7-8
• 1．3 问题在国内外研究的现状8-12
• 1．3．1 经验公式8-9
• 1．3．2 剖面函数法9-10
• 1．3．3 影响函数法10
• 1．3．4 解析模型法10-11
• 1．3．5 物理模型法11-12
• 1．4 论文研究的技术路线12-13
• 第二章 采空区覆岩的变形特征13-19
• 2．1 覆岩变形的成带性13-14
• 2．2 覆岩移动变形与采动的关系14-15
• 2．3 地表移动盆地15-19
• 2．3．1 地表移动盆地的主断面16
• 2．3．2 地表移动盆地边界16-19
• 第三章 地表移动变形的计算19-32
• 3．1 随机介质理论法19-21
• 3．2 半无限开采地表移动与变形计算21-26
• 3．2．1 移动变形曲线函数式21-24
• 3．2．2 计算参数的确定24-26
• 3．3 矿层(α≤15°)非充分采动时地表移动变形计算26-28
• 3．3．1 计算开采宽度26
• 3．3．2 迭加计算26-28
• 3．4 倾斜矿层(α≥15°)主断面移动变形计算28-29
• 3．4．1 中倾斜煤层(15°≤α≤55°)28
• 3．4．2 急倾斜煤层(α≥55°)28-29
• 3．5 地表移动和变形最大值29-32
• 第四章 采空区地表移动的时间效应32-44
• 4．1 岩石流变学研究概况32-33
• 4．2 覆岩运动的流变机理分析33-38
• 4．2．1 影响覆岩流变的主要采矿地质因素33-34
• 4．2．2 采场覆岩的淀变机理分析34-35
• 4．2．3 流变本构模型理论35-36
• 4．2．4 线性粘弹塑性流变的本构模型理论36-38
• 4．3 覆岩流变本构模型及参数的确定38-42
• 4．3．1 覆岩的流变过程分析38-39
• 4．3．2 本构模型的建立39-42
• 4．3．3 覆岩下沉的粘弹性本构模型42
• 4．4 地表下沉推迟时间t_(ret)42-44
• 第五章 实例分析——以韩城煤矿下峪口采空区为例44-53
• 5．1 研究区的基本地质背景44-46
• 5．1．1 自然地理位置44
• 5．1．2 地形地貌44-45
• 5．1．3 地层岩性45
• 5．1．4 地质结构构造45-46
• 5．2 地下开采情况及变形46-49
• 5．2．1 地表变形破坏的主要特点46-48
• 5．2．2 变形破坏计算48-49
• 5．2．3 地表变形的实际与计算结果的比较49
• 5．3 刘岭采空区变形的时间效应49-50
• 5．4 数值模拟分析50-53
• 5．4．1 模型的建立50-51
• 5．4．2 计算准则51
• 5．4．3 模拟结果分析51-53
• 第六章 结论与展望53-55
• 6．1 结论53
• 6．2 展望53-55
• 附图155-56
• 附图256-57
• 参考文献57-60
• 致谢60

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 胡留现;王慧萍;;东同矿业公司近地表采矿诱发地表塌陷的数值模拟研究[J];黄金;2010年08期

2 孔祥洋;柳姬;黄博;孙日瞬;;焦家金矿望儿山矿区采空区地基变形预测的分析研究[J];黄金;2012年03期

3 袁海平;王继伦;赵奎;赵科;翟有经;;采空区形态对地表塌陷分布影响研究[J];金属矿山;2011年11期

4 邱煈;尤春安;王睿;麻壮志;王韶辉;;望儿山采空区变形机理研究[J];金属矿山;2012年02期

5 尹彦波;;采空区稳定性监测预警新技术研究与应用[J];采矿技术;2008年05期

6 李明;王少林;;基于3D-σ的铜坑矿区深部开采空区稳定性研究[J];采矿技术;2013年03期

7 易平;;地下采空区围岩破坏发展的有限元数值分析[J];有色冶金设计与研究;2010年05期

8 田书群;;寺沟下覆煤层采动作用下公路桥基变形失稳机理数值模拟分析[J];公路工程;2007年06期

9 栾长青;唐益群;赵法锁;崔振东;;陕西韩城矿区地表沉降变形研究[J];自然灾害学报;2007年03期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 何兴江;地下采矿与地质环境互馈机理及矿山地质环境治理研究[D];成都理工大学;2008年

2 廉旭刚;基于Knothe模型的动态地表移动变形预计与数值模拟研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 王睿;井筒受采空区塌落影响的破坏机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年

2 路畅;红菱煤矿沉陷区内修建高速公路的安全性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年

3 杨志军;酸刺沟煤矿地表沉陷综合评价及其数值模拟分析[D];西北大学;2011年

4 何俊锋;凤城市大岭铁矿地下空场稳定性分析与评价[D];辽宁工程技术大学;2007年

5 靳辉;地震横波反射方法在煤矿采空区探测中的应用研究[D];东北大学;2008年

6 尤冰;老采空区建筑物地基稳定性评价[D];吉林大学;2012年

7 李金明;淮河中游采煤沉陷区防洪除涝作用研究[D];中国水利水电科学研究院;2013年

  本文关键词：采空区的沉陷机理及地表变形破坏的时空预测研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：255232