本文關(guān)鍵詞：礦井采動地表破壞和井下涌水量預(yù)測，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)今社會能源是制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，，煤炭作為我國能源結(jié)構(gòu)中的主要能源，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了可靠保障。近年來，隨著礦山開采數(shù)量及深度增加，礦山開采造成的災(zāi)害影響愈來愈大。地表變形與礦井水災(zāi)是礦山開采常見問題，也是我們當(dāng)前研究工作的重點(diǎn)。 本文主要使用數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究。首先，基于UDEC軟件模擬了黔陽煤礦不同區(qū)段開采后地表變形及覆巖移動情況，總結(jié)了礦井一、二區(qū)段不同工作面采動后地表監(jiān)測點(diǎn)的水平和垂直移動及覆巖移動規(guī)律，并討論了各區(qū)段開采時可能引起的地質(zhì)災(zāi)害并提出了相應(yīng)的防治措施。其次，選用MATLAB中的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了黔陽煤礦不同開采時期（開采狀態(tài)和停采狀態(tài)）井下涌水量預(yù)測模型，并對預(yù)測精度進(jìn)行了評價。 主要得出以下結(jié)論：（1）水平方向移動規(guī)律，第一區(qū)段各煤層的開采對地表水平移動的影響相差不大；第二區(qū)段開采后的地表水平移動曲線變化形態(tài)基本一致但位移量相差較大，且第二區(qū)段各煤層工作面開采造成坡肩附近的裂縫數(shù)目、寬度、長度、深度都明顯增加；（2）垂直方向移動規(guī)律，第一區(qū)段各煤層開采對地表下沉影響相差不大；第二區(qū)段曲線下沉變化形態(tài)與第一區(qū)段基本一致但第二區(qū)段曲線下沉量明顯大于第一區(qū)段；（3）每個區(qū)段首采煤層首采工作面（11201、11203）的開采對覆巖及地表的變形破壞影響最大，遠(yuǎn)大于同一區(qū)段下部煤層工作面開采的影響。第一區(qū)段各工作面的開采造成的冒落、裂隙帶都未發(fā)展到地表。第二區(qū)段各工作面開采后，采空區(qū)的裂隙貫穿到第一級坡頂平臺靠坡肩的位置，同時第一級坡頂平臺的其他地表裂隙進(jìn)一步向下發(fā)展；（4）開采狀態(tài)時，黔陽煤礦井下涌水量預(yù)測網(wǎng)絡(luò)模型測試效果良好，可信度達(dá)到87.5%，模型預(yù)測能力較高；（5）停采狀態(tài)時，網(wǎng)絡(luò)測試逼近效果比較差，且可信度僅為75%，主要表現(xiàn)為2013年8、9、10月份網(wǎng)絡(luò)輸出涌水量明顯大于實際涌水量，主要原因可能是礦井停采后，開采階段形成的裂隙隨時間而慢慢閉合，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)輸出涌水量值明顯大于實際涌水量值。
【關(guān)鍵詞】：礦井開采 數(shù)值模擬 地表變形 涌水量預(yù)測模型
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD325;TD742
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 研究課題的背景8-9
• 1.2 本文研究目的9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.3.1 礦井采動地表變形破壞研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3.2 礦井涌水量預(yù)測研究現(xiàn)狀11-15
• 1.4 本文研究的意義和內(nèi)容15
• 1.5 課題研究方法和技術(shù)路線15-16
• 1.6 論文主要結(jié)構(gòu)及內(nèi)容16-18
• 2 黔陽煤礦概況18-23
• 2.1 礦山概況18-19
• 2.1.1 地理位置及交通18
• 2.1.2 礦井建設(shè)情況18-19
• 2.1.3 礦山開采設(shè)計19
• 2.2 地質(zhì)環(huán)境條件19-21
• 2.2.1 地形地貌及巖性19-20
• 2.2.2 水文地質(zhì)條件20-21
• 2.3 主要采掘工程及采空區(qū)特征21-23
• 2.3.1 主要采掘工程21
• 2.3.2 采掘現(xiàn)狀及采空區(qū)特征21-23
• 3 礦井采動數(shù)值模擬23-40
• 3.1 數(shù)值模擬方法及軟件23-24
• 3.1.1 離散元方法23
• 3.1.2 UDEC 軟件及功能23-24
• 3.2 數(shù)值模型建立24-29
• 3.2.1 模型材料參數(shù)24-25
• 3.2.2 本構(gòu)模型選擇25-27
• 3.2.3 模型建立27-28
• 3.2.4 邊界條件確定28
• 3.2.5 模型開采時序28-29
• 3.3 模擬結(jié)果及分析29-37
• 3.3.1 不同工作面開采后地表下沉及水平位移29-32
• 3.3.2 不同工作面開采后覆巖與地表的變形破壞32-37
• 3.4 采動誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害類型及防治37-40
• 3.4.1 不同時期地質(zhì)災(zāi)害類型及分布區(qū)域37-39
• 3.4.2 地質(zhì)災(zāi)害防治措施39-40
• 4 井下涌水量預(yù)測40-61
• 4.1 數(shù)值模擬方法及軟件40-42
• 4.1.1 matlab 簡介40
• 4.1.2 軟件特點(diǎn)40-41
• 4.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介41-42
• 4.2 數(shù)值模型建立42-52
• 4.2.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生成42-48
• 4.2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于預(yù)測的基本原理48
• 4.2.3 黔陽煤礦井下涌水量預(yù)測數(shù)值模型建立48-52
• 4.3 模擬結(jié)果、評價及分析52-61
• 4.3.1 礦井開采狀態(tài)井下涌水量預(yù)測模型結(jié)果53-57
• 4.3.2 礦井停采狀態(tài)井下涌水量預(yù)測模型結(jié)果57-60
• 4.3.3 預(yù)測結(jié)果分析60-61
• 5 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 主要結(jié)論61
• 5.2 研究展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄68
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄68
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目68

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本文編號：290035