亭南煤矿二盘区开采地表移动变形规律研究

发布时间：2017-08-11 09:43

  本文关键词：亭南煤矿二盘区开采地表移动变形规律研究

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【摘要】：彬长矿区地表为黄土残塬地貌,沟壑切割严重,开采煤层覆岩上位普遍赋存100-300m厚硬洛河组砂岩,其对地表沉陷起着控制作用,表土层厚度及地形对地表移动变形也影响较大,地表移动特征是表土层与洛河组砂岩运动的耦合结果。研究这一特殊条件下地表移动变形规律对于整个彬长矿区建(构)筑物下压煤安全开采具有重要意义。本文以彬长矿区亭南煤矿二盘区开采为研究背景,在分析二盘区地质开采条件的基础上,对204、205工作面开采地表移动进行了观测,观测结果表明,洛河组砂岩对地表移动变形起着控制作用,在极不充分开采条件下,地表移动很小,下沉率仅为0.046,地表变形微弱,不会对地表建筑设施造成损坏;在接近常规充分采动条件下,地表移动增幅较大,变形明显,下沉率达到0.22,但远未达到最大下沉值;非充分采动沉陷范围与充分采动基本一致,黄土层的移动角大小取决于黄土层厚度和坡度。应用UDEC数值模拟方法模拟多工作面开采地表移动规律,模拟结果表明,204、205工作面开采地表移动规律与地表观测结果基本吻合。206工作面开采后,地表下沉率为0.392,仍为非充分采动;207工作面开采后,地表下沉率达到0.528,地表达到充分采动。由于巨厚洛河组砂岩的控制作用,其充分采动范围要比常规条件下大得多。当最小(倾向)开采范围/采深1.5时,地表为非充分采动;当最小开采范围/采深≥1.5时,地表才能达到充分采动。在地表移动观测和数值模拟结果的基础上,分析了厚白垩系砂岩下采动地表移动变形机理,得出洛河组砂岩中存在高位厚硬岩层,为覆岩主关键层,受主关键层控制,地表移动变形与主关键层的挠曲变形协调一致。在此条件下,充分采动条件应根据地表最大下沉值与洛河组砂岩中主关键层的最大挠度是否相吻合来分析确定。本文研究成果对研究彬长矿区厚砂岩覆盖层下地表移动变形规律奠定了基础,为彬长矿区建(构)筑物下压煤安全开采提供参考依据。
【关键词】：地表移动变形规律 地表观测 数值模拟 关键层 厚洛河组砂岩
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD325.2
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究意义9-10
• 1.3 本论文研究领域国内外研究现状10-15
• 1.3.1 地表移动观测方法概述10
• 1.3.2 采动地表沉陷理论国内外研究现状10-12
• 1.3.3 黄土沟壑山区地表沉陷破坏规律研究12
• 1.3.4 大采深极不充分采动地表沉陷破坏规律研究12-13
• 1.3.5 厚砂岩覆盖层下开采地表沉陷破坏规律研究13-14
• 1.3.6 地表沉陷灾害防治对策研究14-15
• 1.4 研究的主要内容及技术路线15-17
• 1.4.1 研究的主要内容15
• 1.4.2 技术路线15-17
• 2 二盘区地质开采条件17-26
• 2.1 矿井概况17
• 2.2 二盘区地层结构及岩石力学性质17-23
• 2.2.1 三叠系上统胡家村组(T3h)17
• 2.2.2 侏罗系17-19
• 2.2.3 白垩系下统19-20
• 2.2.4 新近系、第四系松散层20-23
• 2.3 二盘区地表地形地貌23
• 2.4 二盘区开采条件23-24
• 2.4.1 煤层23
• 2.4.2 构造23-24
• 2.4.3 顶底板24
• 2.4.4 工作面布置24
• 2.5 本章小结24-26
• 3 地表移动观测研究26-42
• 3.1 地表移动观测26-29
• 3.1.1 观测线及测点设计26-28
• 3.1.2 地表移动观测站的观测28-29
• 3.2 观测结果分析29-40
• 3.2.1 204工作面开采地表移动变形分析29-34
• 3.2.2 205工作面开采地表移动变形分析34-39
• 3.2.3 206工作面开采地表移动变形分析39-40
• 3.3 地表移动变形特征分析40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 多工作面大面积开采条件下地表移动规律模拟研究42-51
• 4.1 实验目的42
• 4.2 实验模拟软件42
• 4.3 模型的建立42-44
• 4.4 模拟实验结果分析44-49
• 4.4.1 204、205工作面开采模拟结果与实测对比44-46
• 4.4.2 多工作面开采地表移动变形规律46-48
• 4.4.3 各工作面开采地表下沉曲线对比48-49
• 4.5 多工作面采动地表移动规律分析49-50
• 4.6 本章小结50-51
• 5 地表移动变形分析51-56
• 5.1 采动地表移动变形特征51
• 5.2 地表移动变形主要影响因素分析51-52
• 5.2.1 松散层对地表移动变形的影响51
• 5.2.2 洛河组砂岩对地表移动变形的影响51-52
• 5.3 地表移动变形分析52-55
• 5.3.1 关键层对地表移动的控制52-55
• 5.3.2 煤柱对地表移动的影响55
• 5.4 本章小结55-56
• 6 地表沉陷灾害防治对策56-59
• 6.1 研究区开采地表沉陷灾害特征56-57
• 6.1.1 地表破坏特征56-57
• 6.1.2 覆岩破坏特征57
• 6.2 研究区开采地表沉陷灾害形成机理57
• 6.3 地表沉陷灾害防治对策57-58
• 6.4 本章小结58-59
• 7 结论及展望59-61
• 7.1 主要结论59
• 7.2 展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：655456