黄土山区煤层群开采地表移动规律研究

发布时间：2021-09-29 04:05

　　黄土覆盖矿区是我国重要的煤炭生产地,国内黄土矿区开采沉陷地表移动研究相对较多,国外该区域地表移动研究较少。黄土矿区开采沉陷地表移动较为复杂,而煤层群开采地表破坏更为严重,沉陷规律异常复杂,严重制约着经济的可持续发展。因此,论文研究黄土山区煤层群开采地表移动,对保证黄土矿区高产高效有一定的现实意义。首先,论文从地形分析入手将黄土山区地形分为近水平、单向坡（正坡、负坡）、组合坡（凸面、凹面）几种典型的特征,利用数值软件构建不同地形的数值模型,得出不同地形条件下地表移动曲线,结合实测数据分析黄土山区地表移动特征。其次,运用灰色关联度分析法,对黄土山区地表移动主要影响因素进行分析,得到各主要影响因素对地表移动的敏感度大小。最后,收集黄土矿区多个不同的工作面实测资料,建立神经网络模型,对部分实测数据进行学习训练,并预测三道沟矿区地表移动,将预测值与实测值对比分析,得出预测值与实测值的平均相对误差为8.02%。论文取得以下成果:（1）借助数值软件模拟得出:单向坡上煤层开采,在坡顶斜坡坡面滑移的下沉量与开采沉陷量形成“叠加”,在坡底形成“抵消”,随着下煤层开采,地表“叠加”与“抵消”程度增大,沉陷盆... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同地形条件下数值模型图

2数值模拟煤层群开采地表移动13(c)凸面(d)凹面(e)近水平图2.1不同地形条件下数值模型图三维数值模拟主要研究黄土山区地形对地表移动的影响，试验以近水平煤层为模拟对象，根据右手原则，建立以开挖走向为X轴，倾向为Y轴，以垂直于走向和倾向煤层埋深方向为Z轴的摩尔—库伦塑性模型。模型尺寸为：长×宽×高=700m×350m×425m,划分71050个单元体，共有76880个节点，模型两侧考虑了水平构造应力，底边施加固支约束，模型上边界（地表）为自由边界，Z方向上端岩层除重力外不受其他外力。图2.2地表观测线平面布置图

西安科技大学硕士学位论文142.2.1地表移动量模拟精度分析煤层群自上而下分层开采，分别沿走向推进300m，倾向宽150m，模拟分两个工作面开采，每层垂高约6m。在地表走向沿中线从10m处开始每间隔20m布一个观测点，编号从Z1—Z35共35个，记录地表下沉、水平位移值。Z线实测下沉值如表2.2所示。表2.2三道沟Z线实测下沉值该矿煤层赋存稳定，具有好开采且适用性强的特点，在原开采条件基础上进行数值模拟，用该矿地表下沉量的实测数据与模拟数据作对比，来验证建立模型的正确性。在观测线上取35个观测值，实测值与模拟值对比如图2.3。根据数据对比得出最大下沉点的相对误差为5.79%，从图可以看出模拟值与实测值有一定的误差，但其下沉趋势基本一致，说明FLAC3D模拟结果比较准确。图2.3实测值与模拟值对比点号下沉值/mm点号下沉值/mm点号下沉值/mm点号下沉值/mm点号下沉值/mm118121152399222398298222924016288723183630643410560173170241468315748119281833002585132355181214981931072651933126421317842029842716234978014202521275128125354


本文编号：3413166