近水平煤层非充分采动条件下的开采沉陷预计及覆岩移动规律研究 ————以榆林某煤矿为例

发布时间：2023-04-08 02:42

　　本论文的主要研究对象是榆林地区的近水平煤层,目的是为了研究其在非充分采动条件下的地表沉陷、上覆岩层的移动规律、地表点的移动轨迹、启动距离和终止距离。以期为近水平煤层非充分采动条件下的开采沉陷预计和覆岩移动规律研究提供理论支持。通过收集榆林地区的相关资料,了解该地区的气象、水文、地层情况,同时研究了开采沉陷的一般规律以及沉陷预计的一般方法。在此基础上,首先运用传统的概率积分法计算非充分采动条件下的地表沉陷最大值,然后运用基于有限差分法的FLAC3D软件模拟该采矿条件下的地表沉陷最大值。通过比较两种方法的计算结果,分析在非充分采动条件下进行沉陷预计时二者的异同。其次在FLAC3D数值模型中,对上覆岩层的不同水平面设置监测点,通过动态开采过程中监测点的下沉值来分析采空区上覆岩层的移动规律。最后根据地表监测点的水平及竖直位移获得地表点的移动轨迹,并确定其启动距离和终止距离。通过概率积分法计算得到的地表最大下沉值为5333mm,最大水平移动值为1979mm,通过有限差分法模拟得到的最大下沉值为2259mm,最大水平移动值为943mm。在同一开采时间段内,地表的下沉速率最小,为0.4m/次,而煤层...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究历史及现状
        1.2.1 国外研究历史及现状
        1.2.2 国内研究历史及现状
        1.2.3 沉陷预计方法的研究现状
        1.2.4 目前存在的问题
    1.3 研究内容及技术路线
第二章 开采沉陷基本理论及预计方法
    2.1 移动与变形的基本理论
        2.1.1 岩体内部移动变形规律
        2.1.2 地表移动变形规律
    2.2 概率积分法预计开采沉陷
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 半无限开采走向主断面上的预计公式
        2.2.3 有限开采走向及倾向主断面上的预计公式
    2.3 有限差分法预计开采沉陷
        2.3.1 有限差分方法的一般原理
        2.3.2 显示/动态求解方法
        2.3.3 三维状态下有限差分计算
第三章 开采沉陷预计
    3.1 矿区概况
        3.1.1 矿区自然环境概况
        3.1.2 矿区工程地质条件
        3.1.3 矿区可采煤层现状
    3.2 基于概率积分法的开采沉陷预计研究
        3.2.1 预计模型及预计公式
        3.2.2 预计参数的选择
        3.2.3 地表移动变形最值预计
    3.3 基于FLAC3D数值模拟的开采沉陷预计研究
        3.3.1 软件介绍
        3.3.2 物理力学参数及本构模型的选取
        3.3.3 模型建立及初始、边界条件的确定
        3.3.4 模拟方案的选取
        3.3.5 数值模拟开采沉陷最值
        3.3.6 地表移动最值对比分析
第四章 上覆岩层下沉及地表点移动轨迹研究
    4.1 上覆岩层下沉规律研究
        4.1.1 工作面推进过程中覆岩下沉变形规律
        4.1.2 不同水平面处的覆岩下沉规律
        4.1.3 不同开采过程中覆岩各个水平面下沉规律研究
    4.2 地表各点的移动轨迹研究
        4.2.1 地表各点的移动轨迹
        4.2.2 地表点移动终止距离研究
结论与展望
    1 结论
    2 展望
参考文献
在攻读硕士学位期间参加的科研生产项目
致谢



本文编号：3785838