山区重复采动下地表移动变形规律研究

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随着我国经济的快速发展,对煤炭资源的需求也越来越强,随着煤炭采出量的增加,全国各大矿区相继进入下层煤的开采,相比于初次采动,重复采动对地表的变形与破坏更加严重。另一方面,我国广大山区下蕴含着大量煤炭资源,山区由于地形起伏较大,地表移动变形并不规律。所以研究山区重复采动地表移动变形是非常重要。本文以太原煤气化股份有限公司嘉乐泉煤矿为研究区域,在其9101工作面上方建立了观测站,观测了9#煤开采所造成的地表移动与变形,多次定期观测得到了大量数据,通过对数据进行处理、分析,并结合已观测的2#煤和8#煤观测数据,求取和计算出了各层煤的参数,并总结了其移动变形规律。在何万龙老师建立的山区模型的基础上,首先分析了山区地形影响,然后去掉山区影响后,得到了类似平地模型下的重复采动参数,并分析了其规律,得到了以下结论:(1)山区地形对地表移动变形的影响主要体现在水平移动上,造成了水平移动的不对称,而重复采动对地表移动变形的影响主要体现在下沉上,导致下沉值增加。(2)山区重复采动下地表移动特点是最大下沉值和下沉系数明显增大。无论正坡、反坡,下沉值均有增加,坡度较大的地表下沉值增加量较大,而比较平缓的地表下沉增加量较小,而一些沟谷地区的下沉值反而有所减少。而水平移动值则并不规律,正坡地区,水平移动值明显增大,反坡地区则明显减小,甚至会指向煤柱方向。(3)本文在山区模型的基础上,建立了山区模型求参改进方法。将所求参数和实测参数代入概率积分法中进行计算,精度明显提高,尤其是水平移动,更进一步说明山区地形对水平移动影响较大。
摘要第3-5页
ABSTRACT第5-6页
第一章 绪言第10-16页
    1.1 课题研究背景及意义第10页
    1.2 开采沉陷的国内外研究现状第10-13页
        1.2.1 山区研究现状第11-12页
        1.2.2 重复采动研究现状第12-13页
    1.3 研究主要内容第13-14页
    1.4 技术路线第14-16页
第二章 山区重复采动条件下开采沉陷实验及沉陷规律第16-42页
    2.1 研究区域选择第16-18页
        2.1.1 矿井概况第16-17页
        2.1.2 观测区地层与地质构造第17页
        2.1.3 观测区三次实验工作面比较第17-18页
    2.2 2号煤层开采沉陷实验第18-27页
        2.2.1 观测区地形概况第19页
        2.2.2 设站工作面基本情况第19-21页
        2.2.3 观测站的布设及观测第21-22页
        2.2.4 观测站数据处理第22-27页
    2.3 8号煤层开采沉陷实验第27-35页
        2.3.1 观测区地形概况第27页
        2.3.2 设站工作面基本情况第27-28页
        2.3.3 观测站的布设及观测第28-30页
        2.3.4 观测站数据处理第30-35页
    2.4 9号煤层开采沉陷实验第35-42页
        2.4.1 观测区地形概况第35-36页
        2.4.2 设站工作面(9101)基本情况第36-38页
        2.4.3 观测站的布设及观测第38页
        2.4.4 观测站数据处理第38-42页
第三章 开采沉陷实验参数分析第42-56页
    3.1 2号煤开采地表移动变形参数分析第42-45页
        3.1.1 地表移动影响范围的角量参数分析第42-45页
        3.1.2 概率积分法预计参数分析第45页
    3.2 8号煤开采地表移动变形参数分析第45-49页
        3.2.1 地表移动影响范围的角量参数分析第45-47页
        3.2.2 概率积分法预计参数分析第47-49页
    3.3 9号煤开采地表移动变形参数分析第49-53页
        3.3.1 地表移动影响范围的角量参数分析第49-51页
        3.3.2 概率积分法预计参数分析第51-53页
    3.4 各煤层实测参数的比较第53-56页
第四章 山区地表移动变形规律分析第56-68页
    4.1 根据山区采动模型求取参数的改进方法第56-61页
        4.1.1 山区模型理论第56-57页
        4.1.2 根据山区采动模型求取参数的改进方法第57-58页
        4.1.3 改进方法实例验证第58-61页
    4.2 山区地表移动向量分析第61-68页
        4.2.1 山区地表移动分析计算方法第61-64页
        4.2.2 采动分量R(X)的分析第64页
        4.2.3 采动滑移分量△R(X)的分析第64-65页
        4.2.4 山区地表移动向量R'(X)的分析第65-68页
第五章 重复采动下地表移动规律综合分析第68-74页
    5.1 8号煤和9号煤重复采动规律分析第68-72页
        5.1.1 8号煤和9号煤重复采动的计算第68-70页
        5.1.2 8号煤和9号煤重复采动参数分析第70-72页
    5.2 重复采动下地表移动规律综合分析第72-74页
第六章 山区重复采动预计第74-80页
    6.1 按实测参数重复采动预计第74-75页
    6.2 按山区模型求参后的重复采动预计第75-77页
    6.3 两种预计结果比较第77-80页
第七章 结论与展望第80-82页
    7.1 结论第80页
    7.2 不足之处第80-82页
参考文献第82-85页
致谢第85-86页
攻读硕士学位期间发表的学术论文与参加的科研项目第86页
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