陜北榆神府礦區(qū)煤炭資源豐富,開(kāi)采煤層具有埋藏較淺、基巖覆蓋薄的特點(diǎn),是我國(guó)特大型煤炭開(kāi)發(fā)基地。然而,由于陜北地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,地形條件復(fù)雜,溝壑縱橫切割,大規(guī)模、高強(qiáng)度地下煤層開(kāi)采,所引起的覆巖地表移動(dòng)變形有其特殊規(guī)律,而且對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。本文以檸條塔井田N1206開(kāi)采工作面為建模原型,采用UDEC離散元數(shù)值模擬軟件,對(duì)地表平坦不同采高下覆巖移動(dòng)、應(yīng)力變化及裂隙發(fā)育進(jìn)行數(shù)值模擬分析;對(duì)不同坡度與開(kāi)采方向條件下煤層開(kāi)采后覆巖位移、應(yīng)力變化及裂隙發(fā)育規(guī)律進(jìn)行數(shù)值模擬分析;在此基礎(chǔ)上對(duì)工作面上真實(shí)溝道建模分析,一方面建模分析得出規(guī)律的準(zhǔn)確性,另一方面分析了不同控制措施下兩側(cè)坡體的水平位移變化規(guī)律,探索控制溝道兩側(cè)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的有效方法。主要研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)論如下:(1)地表平坦條件下,隨采高由小增大(4m～8m),地表下沉量逐漸增加,頂板上冒落帶堆積越破碎,但下沉系數(shù)基本保持不變:覆巖垂直位移演化規(guī)律相似,均經(jīng)歷了拱形、高帽形、近矩形影響范圍的變化,當(dāng)采高6m時(shí)地表最大下沉量為4.327m,下沉系數(shù)為0.721,與實(shí)際開(kāi)采情況相符。模擬分析發(fā)現(xiàn),地表的下沉量與主關(guān)鍵層的下沉量基本保持一致,與下部亞關(guān)鍵層下沉量相差較大,認(rèn)為主關(guān)鍵層控制地表下沉量的作用大于亞關(guān)鍵層。(2)地表不同坡度及開(kāi)采方向條件下,順坡向開(kāi)采時(shí)隨坡度增大(20°～60°),在坡面上出現(xiàn)的最大水平位移量位置固定,平均值為2.039m,且位移量沿坡頂至坡腳方向逐漸變大;逆坡向開(kāi)采時(shí),隨坡度增大在坡面上出現(xiàn)的最水平位移量位置越向坡頂靠近,平均值為1.504m;順坡開(kāi)采在坡面產(chǎn)生的水平位移整體大于逆坡開(kāi)采,而逆坡開(kāi)采在坡體后側(cè)地表產(chǎn)生的水平位移比順坡開(kāi)采影響范圍更遠(yuǎn),同樣位置產(chǎn)生的位移量更大。由此得出:采用逆坡方向開(kāi)采比順坡方向開(kāi)采更有利于坡體穩(wěn)定,不易發(fā)生滑坡崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,而順坡方向開(kāi)采相較于逆坡方向開(kāi)采可以減少坡頂后側(cè)地裂縫的發(fā)生。(3)地表溝壑起伏條件下,對(duì)工作面上真實(shí)溝道建模開(kāi)采后,得到左右兩側(cè)坡體產(chǎn)生的水平位移量分別同坡度為40°時(shí)順坡、逆坡方向開(kāi)采后產(chǎn)生的水平位移量相同,坡面位移變化規(guī)律一致,說(shuō)明得出的規(guī)律準(zhǔn)確。同時(shí)設(shè)置不同停采線位置及保護(hù)煤柱寬度,控制坡體位移大小,得出停采線位置未推進(jìn)過(guò)溝道時(shí),距溝道底部水平距離越遠(yuǎn),坡體越穩(wěn)定;溝道下保護(hù)煤柱留設(shè)的寬度越大,坡體越穩(wěn)定。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD325
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文尤以 8 月最多，平均為 128.2mm，約占總量的的 1/4，并多以暴雨形式出現(xiàn)，易造成洪災(zāi)；降水量由南向北遞減。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育的一級(jí)水系為窟野河及禿尾河，受地質(zhì)構(gòu)造及地貌特征影響，流向均為從西北向東南方向，各自發(fā)育有眾多二級(jí)水系，河流下切劇烈，部分河段已切入基巖，因水土流失嚴(yán)重，河流中泥沙多。2.2 地質(zhì)條件2.2.1 地形及地貌特征礦區(qū)地表整體從西北至東南逐漸降低，海拔高度為 1200～1300m，地勢(shì)總體平坦。礦區(qū)內(nèi)主要以西部的風(fēng)積沙地貌和東部、北部的黃土梁峁丘陵地貌為主（圖 2.2、圖 2.3）。風(fēng)積沙地貌基底為侵蝕殘留的黃土梁峁地形，表面為波狀起伏；梁峁兩側(cè)溝谷切割深度不等，一般 50ｍ～150m，少數(shù)超過(guò) 250m，分水嶺地帶多未切到基巖，斷面呈“U”字形。中下游一般切至基巖 10m 至 100m 以上，斷面多呈“U”字形。局部地段形成巷口，兩岸谷坡形成基巖陡崖。

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文尤以 8 月最多，平均為 128.2mm，約占總量的的 1/4，并多以暴雨形式出現(xiàn)，易造成洪災(zāi)；降水量由南向北遞減。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育的一級(jí)水系為窟野河及禿尾河，受地質(zhì)構(gòu)造及地貌特征影響，流向均為從西北向東南方向，各自發(fā)育有眾多二級(jí)水系，河流下切劇烈，部分河段已切入基巖，因水土流失嚴(yán)重，河流中泥沙多。2.2 地質(zhì)條件2.2.1 地形及地貌特征礦區(qū)地表整體從西北至東南逐漸降低，海拔高度為 1200～1300m，地勢(shì)總體平坦。礦區(qū)內(nèi)主要以西部的風(fēng)積沙地貌和東部、北部的黃土梁峁丘陵地貌為主（圖 2.2、圖 2.3）。風(fēng)積沙地貌基底為侵蝕殘留的黃土梁峁地形，表面為波狀起伏；梁峁兩側(cè)溝谷切割深度不等，一般 50ｍ～150m，少數(shù)超過(guò) 250m，分水嶺地帶多未切到基巖，斷面呈“U”字形。中下游一般切至基巖 10m 至 100m 以上，斷面多呈“U”字形。局部地段形成巷口，兩岸谷坡形成基巖陡崖。
【參考文獻(xiàn)】

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3 劉玥;張磊;;大保當(dāng)井田覆巖巖土比對(duì)開(kāi)采沉陷的影響[J];煤礦安全;2015年04期

4 王偉東;李少杰;韓九曦;;世界主要煤炭資源國(guó)煤炭供需形勢(shì)分析及行業(yè)發(fā)展展望[J];中國(guó)礦業(yè);2015年02期

5 谷拴成;王恩波;熊家全;;淺埋煤層非充分采動(dòng)地表移動(dòng)規(guī)律實(shí)測(cè)研究[J];煤炭工程;2014年06期

6 計(jì)宏;余學(xué)義;;淺埋煤層溝壑區(qū)塌陷災(zāi)害形成機(jī)理分析研究[J];煤炭工程;2012年06期

7 谷拴成;李昂;;淺埋薄基巖厚煤層覆巖移動(dòng)演化規(guī)律數(shù)值模擬研究[J];煤炭工程;2012年03期

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2 王康;小紀(jì)汗煤礦頂板上覆巖層移動(dòng)規(guī)律研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

3 高濤;神南礦區(qū)煤層開(kāi)采冒裂帶發(fā)育高度研究[D];西安科技大學(xué);2014年

4 張萬(wàn)斌;淺埋薄基巖煤層開(kāi)采覆巖運(yùn)動(dòng)破壞規(guī)律數(shù)值分析[D];安徽理工大學(xué);2014年

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

本文編號(hào)：2872601