西部地區(qū)煤炭資源儲(chǔ)量豐富，是我國(guó)能源戰(zhàn)略的重要承接地。西部地區(qū)，厚黃土層覆蓋礦區(qū)地區(qū)占礦井開(kāi)采面積的60%以上，該地區(qū)地質(zhì)采礦條件復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱。在厚黃土層礦區(qū)開(kāi)采中，由采礦引發(fā)的地面一系列破壞、下沉，對(duì)地面的建筑物造成嚴(yán)重的破壞，大量的農(nóng)田被破壞、山體滑坡嚴(yán)重，森林植被大量毀壞，并引發(fā)導(dǎo)致水土流失，一些西部礦區(qū)還可能導(dǎo)致沙漠化加快加劇。論文以保德煤礦為工程背景，對(duì)黃土覆蓋礦區(qū)開(kāi)采主要影響因素進(jìn)行了分析研究，文中綜合采用了理論分析、數(shù)值模擬等方法，就保德煤礦覆巖移動(dòng)破壞及地表沉陷規(guī)律進(jìn)行了深入的研究。 本文中對(duì)保德礦區(qū)7個(gè)典型地質(zhì)鉆孔的關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了判別，得出了保德礦區(qū)關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)類(lèi)型：?jiǎn)我魂P(guān)鍵層結(jié)構(gòu)、多層關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)。并對(duì)主關(guān)鍵層的破斷形態(tài)進(jìn)行了判別，得出采動(dòng)后主關(guān)鍵層的三種形態(tài)：不規(guī)則垮落、形成穩(wěn)定的“砌體梁”結(jié)構(gòu)、彎曲下沉。論文簡(jiǎn)要介紹了三種主關(guān)鍵層破斷形態(tài)對(duì)地表沉陷的影響。采用3DEC數(shù)值分析軟件就主關(guān)鍵層不同的破斷形態(tài)及黃土層厚度對(duì)地表沉陷的影響進(jìn)行了模擬分析，驗(yàn)證了主關(guān)鍵層對(duì)地表沉陷的控制性作用，并進(jìn)一步得出了主關(guān)鍵層不同破斷形態(tài)對(duì)地表沉陷的影響： ①當(dāng)主關(guān)鍵層破斷成不規(guī)則垮落時(shí)，覆巖整體呈現(xiàn)全厚切落，地表呈臺(tái)階狀下沉、下沉量大； ②當(dāng)主關(guān)鍵層破斷形成穩(wěn)定的“砌體梁”結(jié)構(gòu)時(shí)，地表下沉量相對(duì)于前者較�。� ③主關(guān)鍵層成彎曲下沉?xí)r，地表呈連續(xù)變形，下沉量較小，主關(guān)鍵層以上直至地表呈現(xiàn)彎曲下沉； ④黃土層在地表沉陷中起著輔助性作用，黃土層厚度與地表下沉量、水平移動(dòng)成正相關(guān)。 由此可見(jiàn)，保德煤礦的關(guān)鍵層對(duì)覆巖移動(dòng)破壞的控制作用。 采動(dòng)后覆巖內(nèi)部移動(dòng)由下向上成組運(yùn)動(dòng)，巖層移動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程受控于關(guān)鍵層的斷裂運(yùn)動(dòng)。當(dāng)亞關(guān)鍵層破斷后，它所控制的軟巖也發(fā)生同步變形破斷，隨著不斷的開(kāi)挖，成周期性破斷下沉；當(dāng)主關(guān)鍵層達(dá)到破斷極限，發(fā)生斷裂時(shí)，主關(guān)鍵層直至地表發(fā)生同步變形斷裂。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD325
文章目錄
摘要
Abstract
1 引言
1.1 問(wèn)題的提出
1.2 西部黃土覆蓋礦區(qū)開(kāi)采沉陷研究的現(xiàn)狀
1.3 關(guān)鍵層理論在巖層及地表移動(dòng)規(guī)律的研究現(xiàn)狀
1.3.1 關(guān)鍵層理論
1.3.2 基于關(guān)鍵層理論的巖層及地表移動(dòng)規(guī)律的研究現(xiàn)狀
1.4 課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線
1.4.1 課題研究的主要內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
2 保德礦區(qū)地質(zhì)概況及開(kāi)采沉陷影響因素分析
2.1 保德礦區(qū)地質(zhì)概況
2.1.1 保德礦區(qū)概況
2.1.2 區(qū)域地質(zhì)和礦區(qū)地質(zhì)
2.1.3 區(qū)域可采煤層
2.1.4 8#煤層概況
2.2 影響因素分析
2.3 本章小結(jié)
3 3DEC 數(shù)值模型
3.1 3DEC 數(shù)值模擬軟件的特點(diǎn)
3.2 煤巖物理力學(xué)參數(shù)
3.3 3DEC 數(shù)值模型的建立
3.3.1 3DEC 模型尺寸的確定
3.3.2 3DEC 邊界條件的確定
3.4 本章小結(jié)
4 保德礦區(qū)關(guān)鍵層的理論分析
4.1 關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi)
4.1.1 厚硬單一關(guān)鍵層
4.1.2 復(fù)合單一關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)
4.1.3 上煤層已采單一關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)
4.1.4 多層關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)
4.2 覆巖關(guān)鍵層類(lèi)型的判別
4.2.1 關(guān)鍵層位置的判別方法
4.2.2 保德礦區(qū)關(guān)鍵層位置判別結(jié)果
4.3 覆巖主關(guān)鍵層破斷結(jié)構(gòu)判別
4.3.1 判別方法
4.3.2 判別結(jié)果
4.3.3 主關(guān)鍵層破斷形態(tài)及對(duì)地表沉陷的影響
4.4 本章小結(jié)
5 保德礦區(qū)開(kāi)采沉陷主要影響因素?cái)?shù)值模擬分析
5.1 主關(guān)鍵層判斷為不規(guī)則垮落
5.2 主關(guān)鍵層斷裂后形成穩(wěn)定的砌體梁結(jié)構(gòu)
5.3 主關(guān)鍵層彎曲下沉
5.4 本章小結(jié)
6 保德礦區(qū)覆巖移動(dòng)規(guī)律
6.1 單一關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)覆巖移動(dòng)規(guī)律
6.2 多層關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)覆巖移動(dòng)規(guī)律
6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在校研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】
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5 李新強(qiáng),高延法,張慶松;開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)數(shù)值仿真研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2004年01期
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9 繆協(xié)興,陳榮華,浦海,錢(qián)鳴高;采場(chǎng)覆巖厚關(guān)鍵層破斷與冒落規(guī)律分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年08期
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本文編號(hào)：
1583416
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