某采空区对地表村庄的影响分析与研究

论文摘要

近年来,由于国内经济的繁荣发展,对矿产资源的需求不断增加,随之矿山企业开采强度在不断加大,一些矿山在开采过程中难免会经过建筑物下方,在建筑物下方形成采空区。而建筑物下形成的采空区,在长期的时间和空间效应作用下,产生的应力应变及位移可能会影响到上覆地表建筑的安全稳定。因此,通过研究矿山开采形成的采空区对上覆岩层及地表建筑物影响,将为矿山的安全生产和保障居住在采空区地表建筑物内的村民的生命财产安全提供一定的科学参考。本文以蒙自县某矿山采空区上覆岩层及地表村庄建筑物为研究对象,通过“三带”理论分析采空区上覆岩层的破坏机理,根据相关的经验公式计算出该矿山采空区的冒落带高度变化曲线,运用Ansvs软件模拟该矿山采空区上覆岩层的应力和位移变化情况,以此分析村庄建筑物的安全稳定性。主要内容如下：(1)通过到矿山现场的调研和收集相关的资料,对采空区上覆岩层及地表建筑物的相对位置、工程地质条件及开采工艺等进行分析。(2)通过对相关文献资料的查阅,了解地表沉陷与建筑物之间相互影响的国内外研究现状及方法。(3)通过对采空区上覆岩层和围岩的破坏机理描述,运用“三带”理论计算分析采空区冒裂带的影响范围。最终计算得出结论为采空区冒裂带高度未达到地表建筑物所处的范围。(4)通过运用Ansvs模拟软件对采空区上覆岩层及地表建筑物安全稳定进行模拟分析,从模拟结果中获取上覆岩层及地表的应力及位移量的数据,分析得出该矿山的采空区上地表上的建筑物是处于安全状态的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 理论研究现状
• 1.2.1 地表沉陷学研究现状
• 1.2.2 采空区稳定性分析研究方法
• 1.2.3 数值模拟方法
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 本文研究技术路线
• 第二章 工程地质条件
• 2.1 矿区地质概况
• 2.1.1 矿区地层及构造
• 2.1.2 矿体构成与矿石质量
• 2.1.3 矿石类型、结构和构造
• 2.1.4 矿石加工技术性能
• 2.2 矿区开采技术条件
• 2.2.1 水文地质
• 2.2.2 工程地质
• 2.2.3 环境地质
• 第三章 矿山与村庄相对位置关系及回采工艺
• 3.1 矿山与村庄的相对位置关系
• 3.2 采矿工艺介绍
• 3.2.1 采矿方法选择
• 3.2.2 采场回采工艺
• 3.2.3 采空区至地表岩层简析
• 第四章 运用"三带"理论分析采空区的影响范围
• 4.1 采空区对村庄建筑物影响的理论研究
• 4.1.1 采空区围岩的破坏形式
• 4.1.2 采空区上覆岩层破坏及移动的力学模式
• 4.1.3 "三带"分析
• 4.1.4 影响村庄的采空区范围计算
• 4.2 该矿山采空区冒裂带高度的计算
• 第五章 矿山对村庄建筑物影响的数值模拟分析
• 5.1 数值分析方法的选择
• 5.2 有限元法的分析过程
• 5.3 Ansys程序计算过程
• 5.4 岩体基本物理力学指标
• 5.5 矿山采空区对村庄安全稳定性模拟
• 5.5.1 计算模型
• 5.5.2 力学模型
• 5.5.3 开采前后的模拟
• 5.6 小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A