珲春市某国道下伏多层缓倾煤层采空区地表沉降变形研究

发布时间：2020-10-18 11:22

　　 我国既是煤炭开采大国,也是煤炭消费大国,煤炭开采造成的生态恶化及塌陷事故上期存在,难以遏止。同时,我国经济高速发展,公路和铁路建设近年来也以前所未有的速度推进,随着修建的道路越来越密集,一些地区的公路和铁路不可避免地要穿行于煤炭开采区域,跨越采空区地表。采空区地表因煤矿开采、岩层遭受破坏导致的移位、沉陷及倾斜,会导致路面被撕裂,造成的路基沉陷,大面积陷落情况时有发生,对交通安全造成极大的危害。拟建331国道新华至英安段K11+740到K12+520段需穿越英安煤矿区东北侧、宝山煤矿区西侧,英安煤矿和宝山煤矿在此区域长时间地下大面积开采造成现今该区域大量采空区,现已出现区域内地面塌陷、房屋开裂、农田下沉积水等现场,严重威胁当地群众生产生活。所以,对其采空区的覆盖范围,波及的范围,地面岩石的变形及产生位移情形予以系统的研究显得尤为重要。本文以拟建331国道新华至英安段K14+000到K11+740段及附近区域地面沉陷为研究对象,在收集整理大量文献和调查资料的基础上,完成了论文的研究内容。首先分析研究了研究区的地质环境条件,如地层岩性、地质构造、水文地质条件、煤层开采现状及采空区分布等。根据现场调查结果,整理了研究区已有的地表变形现象及其分布情况,并探究了其变形机理。然后,以概率积分法作为理论基础,运用MATLAB软件编程分别计算了研究区典型路段各个采空区的地表沉陷值,再通过叠加得到典型路段全部煤层开采稳定后的总沉降值。其后,在调查搜集到的采空区资料的基础上,选取FLAC3D(有限差分数值模拟软件)建立采空区数值模型并进行分析,得到了采空区的应力及变形规律,并与概率积分法结果做了对比分析,验证数值模拟的可靠性。最后,对本文取得的研究成果进行了总结,并提出了今后研究应该做出的改进。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU433;TD327
【部分图文】：

（b） 研究区卫星影像图 2.1 研究区地理位置及卫星影像图2.2 气象水文一、气象珲春市的气候类型属于受海洋性和季风性双重影响的中温带海洋性季风气候。受部日本海影响，珲春市冬夏季气候的海洋性十分显著，气候温和，降雨量大，阴霾居多，洪涝灾害系数高是其主要特点。而从气温来看，珲春市年平均气温约为 5.65°夏极端温差较大，高温可达 36.3°C，低温至-32.5°C。通常情况下 8 月气温最高，月达 21.2°C；1 月为低温月，月温至-11.7°C。年平均日照为 2366.0h，多年平均活动为 2759.0°C。从霜期来看，珲春市初霜期在每年 9 月 20 日至 10 月 5 日之间，终霜 5 月 1 日至 5 月 17 日之间，全年无霜期长达 126-156 天，每年 11 月为初冻月，4解冻，最大冻深约 1.5m。多年平均风速为 3.4m/s。多年平均降水量为 606.8mm，平雪为 30mm，6 至 9 月多年平均降水总量为 434.7mm，是全年降水的主要阶段，占

矫嚎蠓段?饨ü?房笄?呓纾╞） 研究区卫星影像图 2.1 研究区地理位置及卫星影像图2.2 气象水文一、气象珲春市的气候类型属于受海洋性和季风性双重影响的中温带海洋性季风气候。受东南部日本海影响，珲春市冬夏季气候的海洋性十分显著，气候温和，降雨量大，阴霾天气居多，洪涝灾害系数高是其主要特点。而从气温来看，珲春市年平均气温约为 5.65°C，冬夏极端温差较大，高温可达 36.3°C，低温至-32.5°C。通常情况下 8 月气温最高，月均温达 21.2°C；1 月为低温月，月温至-11.7°C。年平均日照为 2366.0h，多年平均活动积温为 2759.0°C。从霜期来看，珲春市初霜期在每年 9 月 20 日至 10 月 5 日之间

第 2 章 研究区地质环境概况岩层主要为粉砂岩，23-2 煤与 26 煤之间及 26 煤下方岩层主要为砂岩。各采空区分布及地质剖面图详见图 2.3 至图 2.5。
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本文编号：2846232