条带式Wongawilli采煤法覆岩与地表沉陷特征研究

发布时间：2017-07-30 17:06

  本文关键词：条带式Wongawilli采煤法覆岩与地表沉陷特征研究

  更多相关文章： 条带开采 旺格维利采煤法 条带式旺格维利采煤法 地表沉陷 岩层移动

【摘要】：随着煤炭的不断开采,适合长壁开采的资源越来越少,“三下”压煤几乎遍及每个矿区,为解放这些村庄下压煤,延长矿井服务年限,有效保护地表建(构)筑物,需要对村庄下采煤方法进行研究。本文针对漳村煤矿1309工作面村庄下压煤,采用理论研究、模拟试验及预计分析相结合的研究方法,进行了条带式旺格维利采煤覆岩与地表沉陷特征研究。首先,将条带开采和旺格维利采煤法相结合提出了条带式旺格维利采煤法,并给出了五种巷道布置方式。其次以漳村煤矿地质采矿条件为基础,采用FLAC3D数值模拟软件建立了数值模拟原型,将两种不同巷道布置方式的应力场、位移场及塑性区进行对比分析,结果表明双巷单翼式优于单巷双翼式开采;然后结合相似模拟试验及关键层理论,对条带式旺格维利采煤上覆岩层的变化规律以及煤柱稳定性进行研究,结果表明条带式旺采煤柱能够很好地控制覆岩变形,煤柱稳定性较好。最后,对1309工作面进行方案设计,具体包括确定采留宽尺寸、巷道布置、工作面设备、支护及生产系统等问题,并采用概率积分法对工作面开采后的地表移动变形进行了预计,结果表明条带式旺采地表建筑物损害程度在Ⅰ级影响范围之内。研究说明,条带式旺格维利采煤既能也有效的保护地表建筑物,又能提高煤炭资源的开采效率。
【关键词】：条带开采 旺格维利采煤法 条带式旺格维利采煤法 地表沉陷 岩层移动
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD325
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 选题的意义及背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 研究内容和方法13-14
• 1.4 技术路线14-16
• 2 条带式旺格维利采煤技术布置方式16-24
• 2.1 条带式旺格维利采煤技术的来源16-19
• 2.1.1 条带开采技术16-18
• 2.1.2 旺格维利采煤技术18-19
• 2.1.3 条带式旺格维利采煤技术的提出19
• 2.2 条带式旺格维利采煤技术布置方式19-23
• 2.3 本章小结23-24
• 3 条带式旺采地表沉陷规律数值模拟研究24-38
• 3.1 FLAC3D软件原理介绍24
• 3.2 数值模拟模型的建立24-27
• 3.2.1 数值模型建立的基本原则24-25
• 3.2.2 数值模型范围的确定25
• 3.2.3 边界条件及初始应力场的确定25-26
• 3.2.4 参数的确定26-27
• 3.3 模拟结果及分析27-36
• 3.3.1 应力场分析27-30
• 3.3.2 位移场分析30-34
• 3.3.3 塑性区分析34-36
• 3.4 本章小结36-38
• 4 工作面上覆岩层变形规律的相似模拟试验研究38-62
• 4.1 相似模拟试验理论依据38-39
• 4.1.1 相似理论38
• 4.1.2 相似准则38-39
• 4.2 相似材料模拟试验设计39-44
• 4.2.1 试验目的39
• 4.2.2 原型地质条件39
• 4.2.3 相似材料的选取39-40
• 4.2.4 相似系数的确定40-41
• 4.2.5 相似材料的配比41-44
• 4.3 关键层位置的判别44-49
• 4.3.1 关键层理论44-46
• 4.3.2 上覆岩层关键层位置的判别46-49
• 4.4 模型的制作及观测49-52
• 4.4.1 模型的制作49-50
• 4.4.2 测点布置50-51
• 4.4.3 模型开挖51-52
• 4.5 试验结果及分析52-60
• 4.5.1 第一轮开挖52-54
• 4.5.2 第二轮开挖54-56
• 4.5.3 第三轮开挖56-58
• 4.5.4 第四轮开挖58-60
• 4.6 本章小结60-62
• 5 漳村煤矿建筑物下条带式旺格维利采煤方案设计62-86
• 5.1 矿井概况62-65
• 5.1.1 井田位置62
• 5.1.2 井田地质特征62-63
• 5.1.3 水文地质特征63-64
• 5.1.4 工作面地质采矿条件64-65
• 5.2 地表建筑物情况65-66
• 5.3 工作面开采设计66-74
• 5.3.1 条带开采采、留宽的确定66
• 5.3.2 巷道布置及工作面设备配备66-70
• 5.3.3 支护、开采工艺及生产系统70-74
• 5.4 地表移动与变形预计分析74-83
• 5.4.1 地表移动变形预计方法及模型74
• 5.4.2 预计参数的确定74-79
• 5.4.3 预计结果及分析79-83
• 5.5 本章小结83-86
• 6 结论与展望86-88
• 6.1 主要结论86
• 6.2 展望86-88
• 参考文献88-94
• 作者简历94-95
• 学位论文数据集95

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李剑峰;;地表沉陷治理的新方法[J];能源环境保护;2009年04期

2 公茂旭;陈加更;吕国庆;;承压含水层自身性质对地表沉陷的影响规律[J];煤矿安全;2013年02期

3 许凯;;固体充填综采地表沉陷规律研究[J];煤矿安全;2013年04期

4 张义之;再论矿床排水疏干引起的地表沉陷[J];化工矿山技术;1979年04期

5 王冠平;;煤矿地表沉陷对建筑物的影响评价[J];煤矿环境保护;1989年03期

6 张和生,刘洪福,韩建伟;测氡技术在地表沉陷观测中的应用研究[J];太原理工大学学报;1998年05期

7 彭和Y·罗,房维军,鱼云龙;预测沉陷影响的模拟[J];陕西煤炭技术;2000年01期

8 蒋建平,高广运;地下工程引起的不均衡地表沉陷分析[J];煤炭学报;2003年03期

9 姜晨光,贺勇,梁安波,盖玉松,廖明全;矿区地表沉陷规律的新认识[J];岩石力学与工程学报;2003年01期

10 姜晨光,钟建民,贺勇,廖明全,崔专,栾永健;矿山地表沉陷盆地的监测与数学模拟[J];矿业快报;2003年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 苏仲杰;佟利明;;地表沉陷灾害机理与控制方法[A];第一届全国工程安全与防护学术会议论文集[C];2008年

2 李永树;;地表沉陷区交通运输安全性预测研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

3 滕永海;王金庄;赵洪亮;;高强度开采地表沉陷规律研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

4 庞庆刚;;钱家营矿地表沉陷区综合治理问题的探讨[A];2010全国“三下”采煤与土地复垦学术会议论文集[C];2010年

5 陈新建;赵法锁;赵兵朝;刘小平;吴韶艳;;煤矿开采引起的地表沉陷预测[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年

6 李运江;闫增会;庞尔雷;;鲍店矿上部采区地表沉陷规律的研究与实践[A];2011全国矿山测量新技术学术会议论文集[C];2011年

7 麻凤海;范学理;王泳嘉;;开采引起地表沉陷的时间空间过程分析[A];第六届全国结构工程学术会议论文集（第三卷）[C];1997年

8 德民;马凤山;张亚民;杨长祥;贾高华;;急倾斜矿体分步充填开采对地表沉陷的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届（2010年度）学术年会论文集(下)[C];2011年

9 石兴华;石富源;;采煤引起地表沉陷的防治与土地复垦生态景观技术[A];2010全国“三下”采煤与土地复垦学术会议论文集[C];2010年

10 朱国超;;红柳林煤矿首采工作面地表沉陷监测设计[A];西部矿山建设工程理论与实践[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 记者屈金星;煤矿地表沉陷问题严重[N];中国矿业报;2003年

2 记者 吴华国 冯丽;萍乡：采煤导致78平方公里地表沉陷[N];新华每日电讯;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 王晖;青兰高速公路沿线北八特采空区地表沉陷机理及其数值模拟[D];中国地质大学（北京）;2009年

2 彭帅英;高速公路下伏多层采空区地表沉陷数值模拟及预测研究[D];吉林大学;2013年

3 赵国忱;矿山地表沉陷综合治理投资决策系统研究及应用[D];东北大学;2006年

4 张学东;工矿区地表沉陷D-InSAR监测模式与关键技术研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

5 阎跃观;DInSAR监测地表沉陷数据处理理论与应用技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2010年

6 张连贵;兖州矿区非充分开采覆岩破坏机理与地表沉陷规律研究[D];中国矿业大学;2009年

7 胡海峰;不同土岩比复合介质地表沉陷规律及预测研究[D];太原理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 段伟;地表沉陷时间序列分析与预测[D];山东科技大学;2008年

2 王瑞;基于GIS矿山地表沉陷预警信息系统研究[D];江西理工大学;2015年

3 张晨;煤矿开采地表沉陷预计与生态恢复[D];山西大学;2015年

4 李小庆;淮北矿区开采地表沉陷规律研究[D];安徽建筑大学;2015年

5 白二虎;条带式Wongawilli采煤法覆岩与地表沉陷特征研究[D];河南理工大学;2015年

6 徐飞亚;寺河矿地表沉陷特征与特高压线塔保护煤柱优化研究[D];河南理工大学;2015年

7 张小卫;煤矿井工开采地表沉陷预测与保护、修复对策研究[D];西北大学;2011年

8 郑娟;煤炭井工开采的地表沉陷影响预测与生态综合整治、恢复对策研究[D];西北农林科技大学;2012年

9 何祥亮;淮北矿区杨柳矿地表沉陷综合评价及沉陷区生态恢复研究[D];合肥工业大学;2009年

10 武彩霞;平朔三号井工矿边邦开采区地表沉陷规律研究[D];中国地质大学（北京）;2010年

，

本文编号：595244