本文關(guān)鍵詞：厚黃土覆蓋層村鎮(zhèn)下條帶開采研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：西部地區(qū)厚黃土覆蓋層條件下地表損害具有它的獨特性。長期以來在這一地區(qū)廣泛地應(yīng)用條帶開采來保護地表建筑物及設(shè)施。本文針對這一問題應(yīng)用數(shù)值模擬方法預(yù)計開采地表移動變形，確定合理的開采方案。 應(yīng)用數(shù)值模擬方法能否準確預(yù)計開采地表移動變形的關(guān)鍵問題是選取合適的理論模型、計算方法和計算參數(shù)的確定。本文根據(jù)蒲白礦區(qū)白水河下條帶開采的地表移動觀測成果，應(yīng)用FLAC3D進行反演模擬計算、參數(shù)擬合，確定了在蒲白礦區(qū)同類采礦地質(zhì)條件下的數(shù)值模擬理論模型及煤（巖）體物理力學參數(shù)。 條帶開采煤柱穩(wěn)定性分析也是關(guān)鍵問題之一。長期以來煤柱的穩(wěn)定性分析集中在靜態(tài)受力分析上。煤柱受到采動影響后，煤柱強度有所降低，虎克-布朗準則能較為準確的反映煤（巖）體這一行為力學特性。但FLAC3D中沒有明確給出虎克-布朗準則的理論計算模型。本文通過推導(dǎo)，給出了莫爾-庫侖準則和虎克-布朗準則力學參數(shù)之間的換算公式。在利用虎克-布朗準則確定粘結(jié)力和摩擦角時，需用到最小主應(yīng)力，但在計算過程中最小主應(yīng)力是一個變量，這就用到了FLAC3D內(nèi)部函數(shù)功能，動態(tài)提取最小主應(yīng)力，動態(tài)的改變材料屬性。另外，煤柱的穩(wěn)定性也與頂?shù)装宓南鄬σ苿臃较蛴嘘P(guān)。由于受采動的影響頂板有向采空區(qū)中心移動的趨勢，，在煤層和頂板之間形成了剪切力，這種剪切力的直接作用結(jié)果是在煤層的上部形成了拉壓應(yīng)力區(qū)和中性區(qū)；而在煤層的下部，底板和煤柱的相對移動方向與頂板和煤柱的相對移動方向反向，所以在煤柱的下部所形成的拉壓應(yīng)力區(qū)和中性區(qū)與煤柱上部的拉壓應(yīng)力區(qū)和中性區(qū)成非對稱分布。本文用FLAC3D模擬了西固村鎮(zhèn)下條帶開采煤柱的動態(tài)受力過程，由數(shù)值模擬結(jié)果判定西固村鎮(zhèn)下條帶開采，按傾向變條帶預(yù)確定方案，煤柱具有動態(tài)受力穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。 開采系統(tǒng)、覆巖組合系統(tǒng)及地面保護系統(tǒng)是開采地表損害的一個相關(guān)的整體系統(tǒng)，特別是覆巖中的關(guān)鍵控制層對于西部厚黃土覆蓋層條件下的開采損害更具特殊意義。本文應(yīng)用FLAC3D簡單模擬分析了在西固采礦地質(zhì)條件下關(guān)鍵層的控制作用。 通過對白水河觀測成果反演模擬，確定了合適的理論模型及計算參數(shù)，應(yīng)用FLAC3D數(shù)值模擬分析了煤柱的穩(wěn)定性及全盆地地表移動變形規(guī)律，結(jié)合相似材料模擬和影響函數(shù)預(yù)計，給出了西固村鎮(zhèn)下傾向變條帶協(xié)調(diào)開采方案。
【關(guān)鍵詞】：協(xié)調(diào)開采 開采沉陷 采動損害 塑性區(qū) 關(guān)鍵層 FLAC3D YHL-12 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TD823
【目錄】：

• 1 緒論9-18
• 1.1 開采沉陷理論的發(fā)展及研究現(xiàn)狀9-11
• 1.1.1 開采沉陷理論的發(fā)展歷史9-10
• 1.1.2 我國開采沉陷理論綜述及研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2 條帶開采的研究歷史和研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 唯象法11
• 1.2.2 連續(xù)介質(zhì)力學法11-12
• 1.2.3 數(shù)值分析方法12-13
• 1.2.4 物理模擬13-14
• 1.3 條帶煤柱應(yīng)力應(yīng)變特征及穩(wěn)定性14-15
• 1.4 問題的提出及本文的主要內(nèi)容與工作15-16
• 1.5 技術(shù)路線16-18
• 2 白水河下煤層開采數(shù)值模擬18-33
• 2.1 地表移動變形資料的整理18-19
• 2.1.1 上山段地表移動觀測站的布設(shè)18-19
• 2.1.2 蒲白礦區(qū)白水河下煤層開采的地表移動觀測結(jié)果19
• 2.2 數(shù)值模擬19-29
• 2.2.1 FLAC簡介19-20
• 2.2.2 力學參數(shù)的選取20-23
• 2.2.3 三維模型的建立23
• 2.2.4 計算結(jié)果23-29
• 2.3 計算結(jié)果與實測對比分析29-30
• 2.3.1 實測結(jié)果與計算結(jié)果匯總29
• 2.3.2 誤差分析29-30
• 2.4 主斷面移動變形參數(shù)的確定30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 白水河下煤層開采關(guān)鍵層的數(shù)值模擬33-37
• 3.1 關(guān)鍵層變形破壞基本理論33-34
• 3.2 關(guān)鍵層判別方法34-35
• 3.3 白水河下煤層開采關(guān)鍵層的數(shù)值模擬35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 4 煤柱穩(wěn)定性數(shù)值模擬37-44
• 4.1 條帶開采煤柱應(yīng)力分布的一般規(guī)律37-39
• 4.2 西固村鎮(zhèn)煤柱的數(shù)值模擬及動態(tài)受力分析39-41
• 4.2.1 西固村鎮(zhèn)煤柱穩(wěn)定性數(shù)值模擬結(jié)果39-40
• 4.2.2 煤柱應(yīng)力分布的動態(tài)受力分析40-41
• 4.3 西固村鎮(zhèn)煤柱長期穩(wěn)定性判定41-42
• 4.3.1 煤柱極限應(yīng)力值的確定41-42
• 4.3.2 數(shù)值模擬確定煤柱的長期穩(wěn)定性42
• 4.4 本章小結(jié)42-44
• 5 工程實例44-61
• 5.1 西固村鎮(zhèn)地質(zhì)及地表簡況44-45
• 5.2 西固村鎮(zhèn)煤層開采優(yōu)化設(shè)計45-55
• 5.2.1 確定合理的采留寬46-47
• 5.2.2 煤層開采優(yōu)化設(shè)計47-48
• 5.2.3 數(shù)值模擬結(jié)果48-54
• 5.2.4 關(guān)鍵層的數(shù)值模擬結(jié)果54-55
• 5.3 相似材料模擬55-58
• 5.3.1 模擬實驗方法55-56
• 5.3.2 實驗數(shù)據(jù)分析56-58
• 5.4 開采方案的安全可靠性與可行性評價58-60
• 5.4.1 方案可靠性與可行性分析58-59
• 5.4.2 簡單的技術(shù)經(jīng)濟分析59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 6 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 結(jié)論61-62
• 6.2 本課題的展望62-63
• 致 謝63-64
• 參考文獻64-66
• 附 錄66

【引證文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：厚黃土覆蓋層村鎮(zhèn)下條帶開采研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：438764