几种地形条件下的煤层开采引起的地表移动数值模拟研究

论文摘要

不同地形条件下,煤层开采引起的上覆岩层移动与地表沉降规律不同。为此,本文以唐公塔煤矿1601工作面、安太堡井工矿90102工作面和安家岭井工1矿4106工作面为例,利用FLAC3D对陡坡、缓坡及山脊地形下煤层开采引起的地表移动规律进行分析。研究表明:1、陡坡地形对煤层开采后地表移动的影响较大。由于地表倾角较大,地表下沉值最大的位置偏向地表倾向方向,采空区中心位置水平位移较大,且工作面陡坡地带比沟谷地带的沉降影响范围及水平位移大得多。另外,对该工作面进行煤层分步开采模拟,得出以下规律:开采到40m时,地表开始下沉;开采到260m时,达到充分采动;在充分采动前,地表位移及煤层顶板的垮落随开采的进行呈现跳跃式变化的规律;煤层底板则在开采过程中会发生一定程度的隆起。2、缓坡地形对煤层开采后地表移动的影响较小。由于地表倾角较小,地表下沉值最大的位置略微偏向地表倾向方向,且工作面两侧地表沉降影响范围和水平位移不同。3、山脊地形对地表沉降影响很小,但是由于工作面开采边界两侧地形不完全对称,该地形对地表水平位移影响较大。处于沟谷中的地表水平位移非常小,而处于坡体之上的地表水平位移相对大得多。最后对比不同地形条件下煤层开采引起的地表移动规律,得出地表移动量、移动方向和移动的范围取决于地表倾向、倾角及附近的微地貌。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 第2章 陡坡地形下煤层开采地表移动规律
• 2.1 唐公塔煤矿1601 工作面工程概述
• 2.1.1 自然地理概况
• 2.1.2 地质概况
• 2.2 模型建立与计算
• 2.2.1 计算方法与计算模型
• 2.2.2 计算参数的选取
• 2.2.3 开采过程模拟及计算结果
• 2.3 地表与岩层移动规律分析
• 2.3.1 地表移动规律
• 2.3.2 煤层顶板移动规律
• 2.3.3 煤层底板移动规律
• 第3章 缓坡地形下煤层开采地表移动规律
• 3.1 安太堡井工矿90102 工作面工程概述
• 3.1.1 自然地理概况
• 3.1.2 地质概况
• 3.2 模型建立与计算
• 3.2.1 计算方法与计算模型
• 3.2.2 计算参数的选取
• 3.2.3 开采过程模拟及计算结果
• 第4章 山脊地形下煤层开采地表移动规律
• 4.1 安家岭井工1 矿4106 工作面工程概述
• 4.1.1 自然地理概况
• 4.1.2 研究区地质概况
• 4.2 模型建立与计算
• 4.2.1 计算方法与计算模型
• 4.2.2 计算参数的选取
• 4.2.3 开采过程模拟及计算结果
• 第5章 几种地形条件下地表移动规律对比
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献