基于FLAC3D的矿山开采沉陷数值模拟研究

发布时间：2017-08-18 23:28

  本文关键词：基于FLAC3D的矿山开采沉陷数值模拟研究

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【摘要】：中国经济的快速发展,对能源的需求量越来越大,特别是煤矿资源。煤矿被开挖出之后,矿区岩体的原有应力会发生很大的变化,当应力的改变超出一定范围,则地表产生移动和变形,这将给社会和环境带来巨大的问题。因此开展开采沉陷的研究显得尤为重要,掌握地表沉陷规律就可以采取适当的措施避免地下开采的有害影响。本文阐述了顾北矿某首采工作面的基本情况和地质资料,并以工作面的地质资料为基础,利用编写的程序导入到FLAC3D模拟软件中进行数值模拟试验,模拟矿山不同推进进度、不同煤层采厚、不同煤层倾角情况下地表移动变形规律,为矿山开采沉陷工程实践提供依据和方法,得出的规律如下：1.推进进度的影响：随着工作面的不断推进,地表最大下沉值和水平移动值不断增大,采空区也不断扩大,采空区上覆岩体塌落的高度和范围也将增大。走向方向的最大下沉值点位于采空区中央上方且以最大下沉值为中心曲线两边对称,倾向方向的最大下沉值关于采空区中央呈现对称状态。2.煤层采厚的影响：随着煤层采厚的不断增加,垂直方向的最大下沉值不断增大,水平位移值也不断增大,其下沉对地表的影响范围基本保持不变。3.煤层倾角的影响：当煤层开采倾角的增大时,倾向方向最大下沉值不断减小,且最大下沉值点不位于采空区正中央,而是往煤层上山方向移动,下山方向的水平位移值不断减小,上山方向的水平位移值不断增大。
【关键词】：地表移动变形 FLAC3D 推进进度 煤层采厚 煤层倾角
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD327
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 课题研究目的和意义12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 研究内容、方法及技术路线13-16
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 研究方法14-15
• 1.3.3 研究技术路线15-16
• 2 研究区域概述16-22
• 2.1 矿区的概况16-17
• 2.1.1 矿区的地理位置16
• 2.1.2 工作面地质采矿条件16-17
• 2.2 观测线的设置17-21
• 2.3 小结21-22
• 3 FLAC3D理论基础22-39
• 3.1 FLAC3D简介22-25
• 3.2 FLAC3D可解决的工程问题25-28
• 3.3 FLAC3D数值模拟研究的技术关键28-31
• 3.4 FLAC3D模型建立过程31-39
• 3.4.1 几何模型的创建31-32
• 3.4.2 本构模型的选择32-34
• 3.4.3 模型参数的设置34-36
• 3.4.4 接触面的设置36-39
• 4 矿山开采沉陷规律FLAC3D模拟研究39-72
• 4.1 煤层推进进度对开采沉陷地表移动变形规律的影响分析39-56
• 4.1.1 试验方案设计39
• 4.1.2 岩体物理力学参数的选取39-40
• 4.1.3 程序实现40-45
• 4.1.4 煤层推进进度影响下的地表移动变形规律模拟分析45-55
• 4.1.5 小结55-56
• 4.2 煤层采厚对开采沉陷地表移动变形规律的影响分析56-65
• 4.2.1 试验方案设计56
• 4.2.2 煤层采厚影响下的地表移动变形规律模拟分析56-64
• 4.2.3 小结64-65
• 4.3 煤层倾角对开采沉陷地表移动变形规律的影响分析65-72
• 4.3.1 试验方案设计65
• 4.3.2 煤层倾角影响下的地表移动变形规律模拟分析65-71
• 4.3.3 小结71-72
• 5 结论与展望72-74
• 5.1 结论72-73
• 5.2 展望与不足73-74
• 参考文献74-76
• 致谢76-77
• 作者简介及读研期间主要成果77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李培现;谭志祥;顾伟;王磊;;基于FLAC的导水断裂带分布规律模拟研究[J];煤炭科学技术;2015年04期

2 邓红卫;朱和玲;周科平;肖雄;;基于FLAC~(3D)数值模拟的前后处理优化研究[J];矿业研究与开发;2008年02期

3 龚声武;万文;;地下老采空区对边坡稳定性影响的FLAC分析[J];矿冶工程;2008年02期

4 张志勇;张兆国;董仁浩;;利用数值模拟软件进行地表移动预计[J];能源技术与管理;2007年06期

5 许家林;连国明;朱卫兵;钱鸣高;;深部开采覆岩关键层对地表沉陷的影响[J];煤炭学报;2007年07期

6 孙国权;李娟;胡杏保;;基于FLAC~(3D)程序的采空区稳定性分析[J];金属矿山;2007年02期

7 王贵荣;;厚黄土薄基岩地区开采沉陷规律探讨[J];西安科技大学学报;2006年04期

8 侯万荣;李体刚;赵淑华;胡琴霞;金同和;刘洪利;李振辉;;我国矿产资源综合利用现状及对策[J];采矿技术;2006年03期

9 全占军;程宏;于云江;邹学勇;;煤矿井田区地表沉陷对植被景观的影响——以山西省晋城市东大煤矿为例[J];植物生态学报;2006年03期

10 张建全,戴华阳;采动覆岩应力发展规律的相似模拟实验研究[J];矿山测量;2003年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李培现;深部开采地表沉陷规律及预测方法研究[D];中国矿业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张德艳;基于FLAC3D的基坑支护三维数值模拟分析[D];辽宁师范大学;2013年

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本文编号：697416