本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜開采條件下覆巖移動和變形規(guī)律的模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《太原理工大學(xué)》 2011年

雙層混合開采條件下覆巖及地表移動變形規(guī)律研究

李闊  

【摘要】：隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的加速實(shí)施,許多地方修建高速公路都不可避開采空塌陷區(qū)。采空區(qū)覆巖中殘存大量的空洞和裂隙,使巖體力學(xué)強(qiáng)度降低,導(dǎo)致上方建筑地基的承載力下降,地表易產(chǎn)生各種沉陷變形,危及高速公路的安全運(yùn)營。同時,人們對煤炭資源的需求量日益增大,有時同一礦區(qū)不同煤層需要根據(jù)地質(zhì)狀況采用不同開采方式相結(jié)合方式進(jìn)行開采。因此長壁式和短壁式相結(jié)合的混合開采條件下覆巖移動及地表變形規(guī)律的研究對保護(hù)地面構(gòu)筑物和有效治理采空區(qū)具有十分重要的意義。 本文以山西省忻州至保德高速公路下伏保德煤礦采空區(qū)為研究對象,運(yùn)用物理相似材料模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬計算的方法,針對不同的地形、埋深和可采煤層情況,對不同煤層采用不同的方式進(jìn)行開采,進(jìn)而研究其引起的地表和巖層變形移動機(jī)制。取得如下主要成果： 1.根據(jù)物理模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,探討了雙煤層開采后覆巖移動和地表變形規(guī)律； 2.研究了長壁式和短壁式開采方式結(jié)合時,覆巖的破壞機(jī)制和破壞程度； 3.根據(jù)數(shù)值模擬計算結(jié)果,研究了兩煤層不同采寬和不同間距情況下覆巖的位移場、應(yīng)力場和破壞場分布規(guī)律以及地表沉陷規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TD325
【目錄】：

摘要3-4

ABSTRACT4-8

第一章 緒言8-12

1.1 本課題的由來及研究意義8

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題8-10

1.2.1 開采沉陷研究現(xiàn)狀8-9

1.2.2 采空區(qū)殘余裂隙的分布規(guī)律研究現(xiàn)狀9-10

1.2.3 采空區(qū)殘余變形規(guī)律研究現(xiàn)狀10

1.2.4 穩(wěn)定性評價研究現(xiàn)狀10

1.3 主要研究內(nèi)容10-11

1.4 研究方法和技術(shù)路線11-12

第二章 研究區(qū)概況12-18

2.1 工程概況12-13

2.2 研究區(qū)地質(zhì)采礦條件13-15

2.2.1 地質(zhì)條件13-14

2.2.2 沿線煤礦及采空區(qū)分布情況14-15

2.3 實(shí)驗(yàn)段地質(zhì)采礦條件15-18

第三章 相似材料模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計18-24

3.1 模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計18-20

3.1.1 模型設(shè)計尺寸18

3.1.2 相似常數(shù)的選取18-19

3.1.3 相似材料配比及分層用量19-20

3.2 監(jiān)測點(diǎn)的布置20-23

3.3 數(shù)據(jù)的采集23-24

第四章 采動覆巖移動及裂隙分布發(fā)育規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究24-38

4.1 開采布置24

4.2 開采沉陷過程及主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象24-27

4.2.1 開采8~#煤時24-25

4.2.2 開采10~#煤時25-27

4.3 覆巖移動變形規(guī)律27-32

4.3.1 8~#煤開采后27-28

4.3.2 10~#煤開采后28-32

4.4 覆巖裂隙分布發(fā)育規(guī)律32-38

4.4.1 垂直分布規(guī)律32-33

4.4.2 水平分布規(guī)律33-34

4.4.3 裂隙發(fā)育程度34-38

第五章 數(shù)值模擬模型的設(shè)計及求解38-46

5.1 FLAC程序簡介38-39

5.2 模型的設(shè)計39-42

5.2.1 力學(xué)模型的選擇39

5.2.2 數(shù)值模型的建立39-42

5.3 數(shù)值模型的求解42-46

5.3.1 數(shù)值模擬的求解方法及過程42-44

5.3.2 初始地應(yīng)力場的求解44

5.3.3 收斂準(zhǔn)則44-46

第六章 采動覆巖移動變形規(guī)律數(shù)值模擬研究46-70

6.1 數(shù)值模擬計算方案46-47

6.1.1 單層變采寬開采46

6.1.2 雙層變采寬開采46

6.1.3 雙層變煤層間距開采46-47

6.2 單獨(dú)開采8~#煤層時覆巖移動與地表變形規(guī)律研究47-55

6.2.1 覆巖的移動和變形規(guī)律47-52

6.2.2 覆巖應(yīng)力場分布規(guī)律52-54

6.2.3 覆巖破壞場分布規(guī)律54-55

6.3 雙層變采寬開采覆巖移動與地表變形規(guī)律研究55-62

6.3.1 覆巖的移動和變形規(guī)律55-59

6.3.2 覆巖應(yīng)力場分布規(guī)律59-61

6.3.3 覆巖破壞場分布規(guī)律61-62

6.4 雙層變間距開采覆巖移動與地表變形規(guī)律研究62-70

6.4.1 覆巖的移動和變形規(guī)律62-66

6.4.2 覆巖應(yīng)力場分布規(guī)律66-68

6.4.3 覆巖破壞場分布規(guī)律68-70

第七章 結(jié)論與建議70-72

7.1 主要結(jié)論70-71

7.2 建議71-72

參考文獻(xiàn)72-76

致謝76-77

攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄77

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9 余學(xué)義;楊子星;周楊;黃國耀;;薛廟灘煤礦條帶開采合理采寬的分析[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會開采專業(yè)委員會2010年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

10 許延春;嵇常林;曹海長;侯恒麒;;河?xùn)|礦2號煤采空區(qū)下9、10號煤一次采全厚的安全性評價[A];2011全國礦山測量新技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 晉靈;[N];中國煤炭報;2000年

2 許雪梅 單國軍;[N];人民法院報;2002年

3 武安徽;[N];經(jīng)理日報;2003年

4 西山煤電鎮(zhèn)城底礦開拓區(qū) 侯建讓;[N];山西科技報;2011年

5 本報記者 高苗　郝麗娜;[N];榆林日報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉繼巖;新建礦井厚黃土層條件下覆巖動態(tài)破壞規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2010年

2 常西坤;深部開采覆巖形變及地表移動特征基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究[D];山東科技大學(xué);2010年

3 張煒;覆巖采動裂隙及其含水性的氡氣地表探測機(jī)理研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

4 李培現(xiàn);深部開采地表沉陷規(guī)律及預(yù)測方法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

5 胡海峰;不同土巖比復(fù)合介質(zhì)地表沉陷規(guī)律及預(yù)測研究[D];太原理工大學(xué);2012年

6 王磊;固體密實(shí)充填開采巖層移動機(jī)理及變形預(yù)測研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

7 文志杰;無煤柱沿空留巷控制力學(xué)模型及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2011年

8 易四海;特厚急傾斜煤層水平分層開采地表沉陷規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

9 解盤石;大傾角煤層長壁開采覆巖結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性研究[D];西安科技大學(xué);2011年

10 李振華;薄基巖突水威脅煤層圍巖破壞機(jī)理及應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李闊;雙層混合開采條件下覆巖及地表移動變形規(guī)律研究[D];太原理工大學(xué);2011年

2 魏磊;下保護(hù)層開采覆巖結(jié)構(gòu)演化及卸壓瓦斯抽放技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2007年

3 任艷芳;淺埋煤層長壁開采覆巖結(jié)構(gòu)特征研究[D];煤炭科學(xué)研究總院;2008年

4 馮增強(qiáng);傾斜綜放采場礦壓控制研究[D];山東科技大學(xué);2005年

5 李星亮;陳家溝煤礦綜放開采覆巖移動破壞規(guī)律研究[D];西安科技大學(xué);2012年

6 韓磊;軟煤、厚硬頂板、極近距離煤層合理開采關(guān)鍵技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2008年

7 魏義強(qiáng);大采深條件下采煤活動引起的覆巖移動變形及破壞規(guī)律研究[D];太原理工大學(xué);2010年

8 武彩霞;平朔三號井工礦邊邦開采區(qū)地表沉陷規(guī)律研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

9 李鵬;采動引起邊坡地表移動變形規(guī)律研究[D];太原理工大學(xué);2011年

10 王鵬;復(fù)雜開采條件下覆巖移動和變形規(guī)律的模擬研究[D];太原理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜開采條件下覆巖移動和變形規(guī)律的模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：196756