【摘要】：隨著我國(guó)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(dòng)盆地與礦區(qū)地表建(構(gòu))筑物間存在著沖突。對(duì)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(duì)礦區(qū)建(構(gòu))筑物開展變形監(jiān)測(cè),采集形變信息是上述研究分析與驗(yàn)證的基礎(chǔ)。本文針對(duì)過(guò)兗礦鮑店礦5302工作面采動(dòng)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(cè)方案設(shè)計(jì),從管線變形監(jiān)測(cè)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(cè)方案,取得了以下成果:(1)對(duì)管線的位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)變監(jiān)測(cè)與損害監(jiān)測(cè)三種類型監(jiān)測(cè)方法原理進(jìn)行學(xué)習(xí)。管線位移監(jiān)測(cè)選擇傳統(tǒng)測(cè)繪手段開展;對(duì)于應(yīng)變監(jiān)測(cè)方法,選擇分布式光纖監(jiān)測(cè)手段,對(duì)光纖傳感原理進(jìn)行研究;對(duì)于管線損害監(jiān)測(cè),從聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相較其他管線損害監(jiān)測(cè)方式優(yōu)劣勢(shì)方面分析其針對(duì)本文開采擾動(dòng)區(qū)埋地管線損害監(jiān)測(cè)適用性。(2)開展了5302工作面開采沉陷預(yù)計(jì)計(jì)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(duì)5302工作面開采過(guò)程劃分“未充分采動(dòng)”、“充分采動(dòng)”與“全采”三個(gè)階段,采用概率積分法為理論基礎(chǔ)、MSPS軟件為計(jì)算基礎(chǔ)對(duì)各階段工作面進(jìn)行地表沉陷預(yù)計(jì)。以等值線表示地表影響范圍下沉值、水平移動(dòng)值(兩方向)分布規(guī)律;計(jì)算管線所在位置各階段地表下沉值與水平移動(dòng)值(兩方向);利用邊界角對(duì)概率積分法預(yù)計(jì)邊界進(jìn)行修正。其中,管線位置地表沉陷變形值計(jì)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(cè)方案設(shè)計(jì)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(jì)三階段為模型構(gòu)建思路,選擇有限元分析軟件ABAQUS對(duì)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(jì)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(cè)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(cè)方案設(shè)計(jì)依據(jù)。(4)整合前述研究成果與項(xiàng)目實(shí)際目標(biāo),設(shè)計(jì)管線、地表位移監(jiān)測(cè)方案,管線應(yīng)變監(jiān)測(cè)方案與損害監(jiān)測(cè)方案。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)測(cè)線長(zhǎng)度選擇、測(cè)線位置選擇、測(cè)點(diǎn)數(shù)目密度及點(diǎn)位選擇、監(jiān)測(cè)標(biāo)志設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布設(shè)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)時(shí)間安排等進(jìn)行設(shè)計(jì),完成了各監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)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(cè)方案實(shí)施提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD82;TD327
【圖文】：

1（d）道路沉陷變形 （e）橋梁沉陷變形圖 1-1 采動(dòng)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(huì)受到來(lái)自采煤沉陷變形

（a）長(zhǎng)輸管線分布 （b）煤炭資源分布圖 1-2 我國(guó)煤炭資源及長(zhǎng)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(jì)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(dòng)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(hào)：2746624