【摘要】：彬長(zhǎng)礦區(qū)亭南煤礦地處隴東黃土高原東南部,亦屬陜北黃土高原南部梁溝壑區(qū),開采煤層覆巖中普遍賦存厚度在200 m以上堅(jiān)硬洛河組砂巖,且地表覆蓋有較厚的第四系黃土松散層,地表移動(dòng)規(guī)律受洛河組砂巖與黃土層共同耦合作用。在此條件下研究地表移動(dòng)規(guī)律對(duì)亭南煤礦建(構(gòu))筑物下壓煤的安全開采具有重要的研究應(yīng)用價(jià)值。本文以亭南煤礦三盤區(qū)4#煤層開采為研究背景,對(duì)三盤區(qū)地質(zhì)采礦條件特征進(jìn)行分析,并在開采工作面地表進(jìn)行了移動(dòng)變形觀測(cè),給出了非充分采動(dòng)條件下地表移動(dòng)規(guī)律,其結(jié)果表明:當(dāng)單一工作面開采時(shí),地表移動(dòng)變形微弱,下沉系數(shù)僅為0.028,未對(duì)地表建筑造成損壞,屬于非充分采動(dòng);當(dāng)回采接替至兩個(gè)工作面時(shí),地表移動(dòng)變形幅度增大,下沉率達(dá)到0.15,亦屬非充分采動(dòng)。一個(gè)工作面與兩個(gè)工作面開采條件下的采動(dòng)移動(dòng)范圍基本一致,但多工作面開采后地表點(diǎn)的下沉值和下沉速度急劇增大,其主要原因是由于受洛河組堅(jiān)硬巖層的控制作用。應(yīng)用FLAC3D軟件模擬各工作面開采地表移動(dòng)變形規(guī)律,結(jié)果證實(shí),303、305工作面開采地表移動(dòng)規(guī)律與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合;307工作面開采后,地表下沉系數(shù)為0.431,地表仍未達(dá)到充分采動(dòng);309工作面開采后,地表下沉系數(shù)為0.554,達(dá)到充分采動(dòng)狀態(tài),分析給出了充分采動(dòng)條件下的地表移動(dòng)變形規(guī)律。由于受巨厚洛河組砂巖的控制影響,使得三盤區(qū)地表達(dá)到充分采動(dòng)時(shí)的開采范圍較常規(guī)開采條件下大。當(dāng)傾向(最小)開采范圍/采深≥1.5時(shí),地表方能達(dá)到充分采動(dòng)。在地表實(shí)測(cè)及數(shù)值模擬基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步分析了白堊系洛河組高位厚硬砂巖下開采地表的移動(dòng)變形規(guī)律及特征。受洛河組砂巖主關(guān)鍵層的控制作用,使得地表下沉值與主關(guān)鍵層的撓度協(xié)調(diào)一致。在此條件下,地表是否達(dá)到充分采動(dòng)應(yīng)根據(jù)該地表最大下沉值與洛河組砂巖主關(guān)鍵層的最大撓度是否吻合來(lái)判定。研究成果為彬長(zhǎng)礦區(qū)厚砂巖覆蓋層下大采深厚煤層開采地表移動(dòng)變形規(guī)律研究奠定了基礎(chǔ),可作為彬長(zhǎng)礦區(qū)建(構(gòu))筑物下安全采煤的參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD325
【圖文】：

村莊房屋類型以磚瓦房、土坯磚柱瓦房和磚拱窯洞居多。圖 2.1 三盤區(qū)地表地形地貌圖2.1.2 地層結(jié)構(gòu)三盤區(qū)地層由老到新依次為：三疊系胡家村組（T3h），侏羅系富縣組（J1f）、延安組（J2y）、直羅組（J2z）、安定組（J2a），白堊系宜君組（K1y）、洛河組（K1l）、華池組（K1h），新近系（N）與第四系中更新統(tǒng)（Q1）、下更新統(tǒng)（Q2）、上更新統(tǒng)

盤區(qū)水文地質(zhì)條件中等。地表徑流以黑河及其支流為主，由西南向東北貫穿本區(qū)鎮(zhèn)南側(cè)匯入黑河，河灘地勢(shì)平坦，流量 39～176L/s。主要含水層是河谷區(qū)的第層與白堊系下統(tǒng)宜君組、洛河組承壓含水層，其它含水層含水微弱。水質(zhì)類型a Ca、Cl SO4 Na 型，滲透系數(shù)為 0.088 m/d～0.142 m/d，PH 值為 7.9，礦化度/L，總硬度為 28.31 德國(guó)度，水溫平均 16～18℃。層上覆地層有多個(gè)隔水層，第三系黃土隔水層主要為半成巖的粉砂、砂土，分以外的全礦區(qū)，覆蓋于白堊系砂巖含水層之上，厚度小于 20m，基本隔斷了大基巖含水層的水力聯(lián)系。安定組頂部泥巖隔水層，主要成分為泥巖和粉砂巖，系宜君礫巖含水層之下，為湖泊相沉積物，分布穩(wěn)定，平均厚度為 10.53m。除直羅組、延安組中的砂質(zhì)泥巖與砂巖相間組合也構(gòu)成了相對(duì)隔水層組。河亭口水庫(kù)及相關(guān)工程及其反調(diào)節(jié)蓄水工程大壩的一部分位于該區(qū)域。反調(diào)節(jié)積水后，水淹面積較大，對(duì)礦井水文地質(zhì)條件有一定影響。 工作面開采情況盤區(qū)工作面計(jì)劃開采順序依次為 303、304、305、…、311 等工作面。工作面布地板等高線如圖 2.3 所示。

圖 3.1 工作面觀測(cè)線布置圖表 3.1 303、305 工作面觀測(cè)線長(zhǎng)度及測(cè)點(diǎn)數(shù)測(cè)線名稱 測(cè)線長(zhǎng)(m) 測(cè)點(diǎn)數(shù)(個(gè)) 測(cè)點(diǎn)間距 控制點(diǎn)數(shù)(個(gè)) 總測(cè)點(diǎn)數(shù)(個(gè)觀測(cè)線 A 1400 44 30 4 48觀測(cè)線 B 625 23 30 0 23由于測(cè)線布設(shè)在塬面村莊及川區(qū)林地一帶，增加了觀測(cè)難度，部分地區(qū)無(wú)法觀測(cè)，需借助 GPS 測(cè)量技術(shù)設(shè)備。故本次觀測(cè)綜合采用導(dǎo)線測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量程測(cè)量和 GPS 測(cè)量技術(shù)。在地表觀測(cè)站控制點(diǎn)上架設(shè)華測(cè) X90-RTK 測(cè)量系動(dòng)站按照技術(shù)設(shè)計(jì)書設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行流動(dòng)放樣。在埋設(shè)標(biāo)石時(shí)將標(biāo)石上表面號(hào)，并用紅色防水油漆標(biāo)記。觀測(cè)站測(cè)點(diǎn)標(biāo)志用預(yù)制標(biāo)石埋設(shè)，在觀測(cè)站控，現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)繪制點(diǎn)之記，點(diǎn)之記附有照片記錄所設(shè)標(biāo)石的施工情況，反映標(biāo)形狀、對(duì)中標(biāo)志、表面整飾情況以及周圍的地物、地貌景觀等。為避免受地表、垮落及崩塌的影響，個(gè)別測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位在放樣時(shí)有少許移位�；A(chǔ)控制點(diǎn)標(biāo)石2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2757847