【摘要】：隨著我國能源資源不斷開發(fā)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)持續(xù)開展,煤礦開采擾動盆地與礦區(qū)地表建(構(gòu))筑物間存在著沖突。對沉陷區(qū)建(構(gòu))筑物失穩(wěn)機(jī)理、破壞形式、保護(hù)措施等研究應(yīng)運(yùn)而生。而對礦區(qū)建(構(gòu))筑物開展變形監(jiān)測,采集形變信息是上述研究分析與驗證的基礎(chǔ)。本文針對過兗礦鮑店礦5302工作面采動影響范圍內(nèi)南水北調(diào)管線東線段開展變形分析與監(jiān)測方案設(shè)計,從管線變形監(jiān)測方法、管土變形規(guī)律研究到最后整合資料形成完整監(jiān)測方案,取得了以下成果:(1)對管線的位移監(jiān)測、應(yīng)變監(jiān)測與損害監(jiān)測三種類型監(jiān)測方法原理進(jìn)行學(xué)習(xí)。管線位移監(jiān)測選擇傳統(tǒng)測繪手段開展;對于應(yīng)變監(jiān)測方法,選擇分布式光纖監(jiān)測手段,對光纖傳感原理進(jìn)行研究;對于管線損害監(jiān)測,從聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)相較其他管線損害監(jiān)測方式優(yōu)劣勢方面分析其針對本文開采擾動區(qū)埋地管線損害監(jiān)測適用性。(2)開展了5302工作面開采沉陷預(yù)計計算研究。收集5302工作面工程概況、自然地理環(huán)境資料與地質(zhì)采礦條件信息,對5302工作面開采過程劃分“未充分采動”、“充分采動”與“全采”三個階段,采用概率積分法為理論基礎(chǔ)、MSPS軟件為計算基礎(chǔ)對各階段工作面進(jìn)行地表沉陷預(yù)計。以等值線表示地表影響范圍下沉值、水平移動值(兩方向)分布規(guī)律;計算管線所在位置各階段地表下沉值與水平移動值(兩方向);利用邊界角對概率積分法預(yù)計邊界進(jìn)行修正。其中,管線位置地表沉陷變形值計算結(jié)果為后續(xù)管土數(shù)值模擬提供邊界條件,為管線、地表位移變形監(jiān)測方案設(shè)計提供依據(jù)。(3)開展了5302工作面開采影響范圍管線數(shù)值模擬研究。以前述沉陷預(yù)計三階段為模型構(gòu)建思路,選擇有限元分析軟件ABAQUS對管土模型進(jìn)行幾何模型構(gòu)建、本構(gòu)模型構(gòu)建、分析設(shè)置、載荷與邊界條件施加、模型格網(wǎng)劃分與計算工作。提取與分析管線三向位移模擬結(jié)果與管-土位移差異作為后續(xù)管、土位移監(jiān)測依據(jù);分析管線軸向應(yīng)力值分布規(guī)律作為后續(xù)管線損害監(jiān)測方案設(shè)計依據(jù)。(4)整合前述研究成果與項目實際目標(biāo),設(shè)計管線、地表位移監(jiān)測方案,管線應(yīng)變監(jiān)測方案與損害監(jiān)測方案。通過對監(jiān)測測線長度選擇、測線位置選擇、測點數(shù)目密度及點位選擇、監(jiān)測標(biāo)志設(shè)計、監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)、監(jiān)測項目設(shè)計與監(jiān)測時間安排等進(jìn)行設(shè)計,完成了各監(jiān)測方案的設(shè)計工作。本文研究成果為南水北調(diào)東線鮑店段管線變形監(jiān)測方案實施提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD82;TD327
【圖文】：

1（d）道路沉陷變形 （e）橋梁沉陷變形圖 1-1 采動損害Figure 1-1 Mining damage（f）鐵路沉陷變形除上述地表建（構(gòu)）筑物外，地表淺埋運(yùn)輸管線也會受到來自采煤沉陷變形

（a）長輸管線分布 （b）煤炭資源分布圖 1-2 我國煤炭資源及長輸管線分布Figure 1-2 China's coal resources and long-distance pipeline distribution歐洲天然氣管道事故組織（EGIG）[9]統(tǒng)計了自 1970 年起 40 年的管線安全事故發(fā)生原因，其中由于明確地面運(yùn)動與外部干擾所造成的管線安全事故比達(dá)到

研究結(jié)構(gòu)與技術(shù)路線

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本文編號：2746624