大宁煤矿丘陵地区地表移动变形特征及铁路安全性研究

发布时间：2020-08-14 23:56

【摘要】：受地表地形影响,丘陵地区井工开采引起的地表移动规律与一般平原地形地表移动规律不同。针对山西大宁煤矿一零八工作面现场采矿地质条件,通过现场实测数据分析、FLAC~(3D)数值模拟以及相似材料模拟实验手段,对丘陵地区井工开采地表移动变形特征进行研究,分析不同开采方案下铁路的移动变形情况,选取最优的开采方案达到保护铁路的目的。对大宁煤矿一零八工作面地表移动观测站实测资料整理分析,得出丘陵地区井工开采地表移动变形特征。结果表明:丘陵地区井工开采过程中,地表下沉盆地沿坡体偏向下坡方向,呈现出主要影响角正切值和拐点偏移距沿坡体上坡方向增大,沿坡体下坡方向减小的特点;坡体部分水平变形值在沿坡体上坡方向上增大,在沿坡体下坡方向减小,地表处于拉伸状态。运用FLAC~(3D)建立三维模型对现场进行了验证,深入研究了丘陵地区井工开采对铁路移动变形的影响,根据《铁路技术管理规程》对大宁煤矿铁路专用线进行安全性评价;针对开采方案,从开采高度和开采宽度两方面入手,研究了不同的采宽和采宽对铁路移动变形的影响。结果表明:FLAC~(3D)数值模拟结果与现场实测结果相近,可以用以预计丘陵地区地表沉陷;一零八工作面采用的开采方案,可以保证铁路的正常运行;从采高和采宽两方面限制开采方案,可以达到保护铁路目的。通过丘陵地区不同采宽相似材料模拟实验,得出:随着工作面宽度的增加,应力平衡拱逐渐向上、向采空区外侧移动,至地表黄土层后消失,在此过程中,应力平衡拱拥有控制地表移动变形的重要作用;随着采宽的增加,地表铁路线下沉值增大,水平方向上先沿山体向沿坡体下坡方向移动,然后受采动影响向采空区方向移动。
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD325
【图文】：

技术路线图

交通位置图

盆地内任意点下沉值与主断面下沉值换算关系

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本文编号：2793712