开采扰动区管线形变及治理研究

发布时间：2020-05-22 00:11

【摘要】：针对矿区煤层开采对地表浅埋输水管线造成影响的问题,本文采用理论分析和数值模拟的方法,进行了开采扰动影响下的管线形变和应力演变特征研究,并提出了管线形变治理方案。采用概率积分法对拟开采工作面进行动态预计,并分析了管道沿线地表的移动变形,将影响管线安全运行的地表移动变形分解为不均匀的下沉、横向水平移动和轴向水平移动。利用ABAQUS有限元数值模拟软件建立了管线模型,结合开采沉陷基本规律,采用节点位移法加载边界条件。实验结果表明,在开采扰动过程中,埋地管道与土体在竖向和横向上没有发生分离,但在轴向上产生了相互滑动。通过分析管道轴向应力演变情况得知,影响管道顶部和底部轴向应力的主要因素为地表下沉曲率和轴向水平变形。根据基于应力的管道失效判别准则,将管道轴向应力达到许用应力时的地表变形值作为管道的失效判据,从而得出了管道在开挖和未开挖两种情况下的地表变形临界值。由工程实际情况可知,开采扰动区管线形变治理在治理时间和治理技术上均是可行的,本文提出了在开采扰动过程中对管道进行动态治理和在开采扰动前、扰动中或扰动后对管道沿线滩地标高恢复的管线治理时机。结合多种管线治理技术和措施,提出了一套完整的开采扰动区管线形变综合治理方案。
【图文】：

技术路线图

2 研究区域工程概况研究区域工程概况General Project Situation of ResearchArea1 矿区概况(General Situation of MiningArea)鲍店煤矿是我国自主设计的大型现代化矿井，隶属于兖矿集团，地处邹城市兖州区境内的兖州煤田中部，位于邹城市以西 10.5 公里，兖州区以，毗邻多条高速公路、国道和铁路，周围交通十分便利。鲍店煤矿所在第四系冲积平原，地势非常平坦，大部分为农田，矿区内有泗河和白马属季节性河流，分别位于矿区东西两侧的。矿区气候属于北温带季风气料统计，该地区年平均气温为 15℃左右，气温最低和最高月份分别为七月份；年平均降水量为 700mm 左右，，降水最多月份为每年的七月份。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU991.36;TD327

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本文编号：2675126