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近水平煤层开采覆岩移动规律及地表沉陷预测模型研究
作 者: 马原
导 师: 杨帆
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 大地测量学与测量工程
关键词: 开采沉陷 覆岩移动 薄板理论 预测模型 数值模拟
分类号: TD327
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 15次
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内容摘要
煤层开采引起的覆岩移动及地表沉陷是一个非常复杂的力学过程。长期的地下开采会导致一系列的地质灾害的发生,如地表出现裂缝,土地利用面积减小等。为了确保矿区的安全生产、矿区人民的正常生活,必须采取有效地治理措施。开采沉陷的防治技术一直以来都是“三下”采煤最主要的技术难题,为了能够合理地预测煤层开采对地表造成的影响,首先要掌握覆岩移动及变形的规律,然后还需要建立符合实际的预测模型。本文首先从理论上分析了近水平煤层开采过程中采空区上覆岩层及地表的移动和变形规律,根据开采引起的覆岩移动和破坏带的划分,基于弹性力学薄板理论建立了适用于近水平煤层开采的地表沉陷预计模型,结合工程实例运用FLAC3D数值模拟软件从位移、应力及塑性破坏三个方面作了进一步研究,总结了采空区上覆岩层移动变形与地表下沉之间的关系。并应用所建立的地表沉陷预计模型对矿区地表沉陷做出预计,将模型预计的下沉值与矿区的实测数据进行了对比分析,验证了预测模型在实际应用中具有一定的适用性。
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全文目录
致谢 5-6 摘要 6-7 Abstract 7-10 1 绪论 10-17 1.1 论文选题的目的和意义 10-11 1.2 国内外研究现状 11-15 1.2.1 覆岩移动和地表变形规律研究现状 11-12 1.2.2 开采沉陷预计理论及方法的研究现状 12-14 1.2.3 开采沉陷数值模拟的研究现状 14-15 1.3 研究内容与技术路线 15-17 2 开采引起的覆岩移动和破坏的基本规律 17-23 2.1 开采沉陷的基本原理 17 2.2 覆岩移动和破坏的形式 17-18 2.3 开采引起覆岩移动和破坏的分带 18-23 3 近水平煤层开采地表沉陷预计模型的建立 23-33 3.1 模型建立的基本思想 23 3.2 弹性薄板理论 23-28 3.3 近水平煤层开采地表沉陷预计模型的建立 28-33 4 实例验证 33-53 4.1 矿区概况 33 4.2 数值模拟分析 33-49 4.2.1 数值模拟软件简介 33-34 4.2.2 本构模型的选取 34-36 4.2.3 物理力学参数的选取 36-37 4.2.4 边界条件的确定 37-38 4.2.5 模型的建立 38-39 4.2.6 数值模拟结果分析 39-49 4.3 地表观测站的建立 49 4.4 地表沉陷预测模型的应用 49-53 5 结论与展望 53-54 5.1 结论 53 5.2 展望 53-54 参考文献 54-58 作者简历 58-60 学位论文数据集 60-61
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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山压力与支护 > 矿山压力与岩层移动 > 岩石沉陷及安全措施
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