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矸石充填开采条件下地表变形监测及效果评价方法研究

作　者: 胡华斌
导　师: 胡海峰
学　校: 太原理工大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 充填开采 充实率 地表变形监测 效果评价方法
分类号: TD325
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 82次
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内容摘要


随着我国经济的快速发展,能源需求量大幅增加,煤炭的开采强度也日益增强,导致易采资源日趋减少。然而“三下”压煤量巨大却又没有得到合理开采,并且在采煤过程中排放了大量的矸石废弃物造成环境污染；为了能够释放“三下”压煤量又能处理废弃物保护生态环境,利用矸石废弃物进行充填开采将是煤炭行业发展的方向,其相关理论方法也将是我们研究的重点。当下,在矸石充填开采作业中采用何种充实率的充填方案才能达到既能保护地表建筑又相对降低成本以及对充填开采后的效果评价如何进行都还缺少相关研究。本文依托于国家科技支撑计划项目(编号2009BAB48B02),以汾西集团的新阳煤矿为实验对象,通过对试采工作面充填方案设计、地表监测站布设与监测及数据处理分析,利用模糊综合评价方法建立了在矸石充填开采条件下的效果评价体系。通过本文的研究得出如下结论：(1)矸石充填开采技术控制地表沉陷的效果受充填前顶底板移近量、充填体欠接顶量及充填体压缩量3个关键因素影响,因此我们在充填时要特别注意加强对顶板管理,控制充填前顶底板移近量,以保证后续有足够的空间进行充填,同时优化充填材料。进一步地将3个关键因素归结为充实率。在此基础上设计了计算采高模型,对矸石充填开采沉陷进行了预计。(2)针对充填的目的是保护地表建筑物,在充填方案对充实率的选取中,根据地表建筑物保护等级达到I级时的地表最大变形值,设计了计算最小充实率的程序,可以避免因盲目提高充实率而造成的材料浪费和成本的提高。(3)采用模糊综合评价原理建立建筑物下充填开采效果评价体系,着重解决的是各个影响因子的权重值的确定和隶属度的求取,在此基础上结合新方法下计算的减沉率对新阳煤矿充填开采的效果进行了综合评价。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 选题目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-16
    1.2.1 充填技术的发展与研究现状  10-12
    1.2.2 充填开采下的沉陷理论的研究现状  12-15
    1.2.3 充填开采理论目前存在的问题与不足  15-16
  1.3 主要研究内容和方法  16-19
    1.3.1 研究内容  16-17
    1.3.2 技术路线  17-19
第二章 充填试采方案的优化及确定  19-41
  2.1 充填开采控制地表沉陷的影响因素  19-20
  2.2 充填开采最小充实率的设计  20-27
    2.2.1 计算采高模型的建立  20-21
    2.2.2 开采沉陷计算模型  21-23
    2.2.3 最小充实率的设计  23-27
  2.3 充填试采工作面作业方案确定  27-41
    2.3.1 充填试采工作面概况  27-29
    2.3.2 预计参数的确定  29-30
    2.3.3 充填方案的确定  30-41
第三章 充填工作面地表变形监测  41-55
  3.1 充填工作面地表变形监测的目的和任务  41-42
    3.1.1 地表移动变形监测的目的  41
    3.1.2 地表移动变形监测的任务  41-42
  3.2 充填工作面地表监测站的布设  42-48
    3.2.1 监测站布设形式  42-46
    3.2.2 监测站测点的构造及埋设方法  46-47
    3.2.3 监测站测点数目及其密度  47-48
  3.3 充填工作面地表变形监测  48-52
    3.3.1 监测所使用的仪器精度及注意事项  48-49
    3.3.2 充填工作面地表变形监测作业  49-52
  3.4 充填工作面矿压监测  52-55
    3.4.1 充填工作面矿压监测的目的  52-53
    3.4.2 充填工作面矿压监测的内容  53-55
第四章 充填工作面监测数据成果整理与效果评价  55-69
  4.1 充填工作面地表变形值计算  55-59
    4.1.1 计算依据及过程  55-57
    4.1.2 计算结果整理  57
    4.1.3 绘制变形曲线图  57-59
  4.2 充填工作面监测成果整理  59-64
    4.2.1 移动计算参数的求取  59-60
    4.2.2 角量参数的求取  60-64
  4.3 充填开采对建筑物的影响分析及效果评价  64-69
    4.3.1 充填开采对建筑物的影响分析  64-65
    4.3.2 充填开采效果评价  65-69
第五章 充填工作面充填效果评价方法研究  69-83
  5.1 现有的评价方法  69-70
  5.2 充填开采效果评价方法与标准  70-77
    5.2.1 充填开采后减沉率计算  70-71
    5.2.2 基于模糊综合分析的充填开采效果评价体系  71-77
  5.3 10203工作面充填效果评价  77-83
第六章 结论与展望  83-85
  6.1 结论  83-84
  6.2 展望  84-85
参考文献  85-89
致谢  89-91
攻读硕士学位期间发表的学术论文与参加的科研项目  91

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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 > 岩层移动
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