地表移动规律及与上覆岩层运动的相关研究 ——以顾桥矿1117（1）工作面为例

论文摘要

淮南矿区煤炭资源丰富,国家批准开发煤炭285亿吨,是我国煤层群、高地应力、高瓦斯开采条件特别复杂的典型矿区。顾桥矿是淮南矿业集团的主力矿井,该矿整体建设投资高达29亿元,设计年产量500万吨,主要生产系统具备年产1000万吨的生产能力。由于地下煤炭资源的开采,当采空区的面积达到或超过一定尺寸时,将引起上覆岩层乃至地表发生变形和破坏。经过科研人员的不懈努力,基本掌握了一般开采条件下的岩层移动规律,但对于巨厚松散层条件下的地表岩移规律研究还不够。本文根据顾桥矿首采面1117(1)工作面的具体地质采矿条件,以及地表移动观测站多期实测数据分析该工作面的地表移动规律及配合矿压的实测资料,分析地表移动规律和上覆岩层移动的规律,以及二者的相关性。地下开采过程中的采场矿山压力、上覆岩层运动,直至引起地表沉陷变形,它们之间存在着必然的联系,是一个统一体的变化、运动过程。本文通过对1117工作面首采面的地表移动观测站数据的处理与分析,掌握该工作面的地表移动规律。编制了巨厚松散层条件下概率积分法修正预计程序。根据地表移动的参数,研究覆岩内部的移动规律。采用RFPA2D软件的对首采面1117(1)的上覆岩层的移动破坏过程进行数值模拟,研究覆岩移动破坏规律,同时结合地表移动规律来分析研究上覆岩层运动和地表沉陷之间的相关联系。本文的研究成果针对了该矿区巨厚松散层的特质,这对其它具有相似地质采矿条件的矿区有一定的指导意义。图[38]表[13]参[65]

论文目录

• 摘要
• Abstract
• Conrents
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.1.1 课题的背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 课题研究国内外的研究动态、水平
• 1.2.1 地表移动规律的研究现状
• 1.2.2 覆岩破坏规律的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 本论文研究的内容
• 1.3.2 论文组织
• 2 地表移动的基本规律及预计理论
• 2.1 地表移动盆地的形成及特征
• 2.1.1 地表移动盆地的形成
• 2.1.2 主断面的采动程度
• 2.1.3 地表下沉盆地的范围
• 2.2 地表移动盆地内移动和变形分析
• 2.3 采动过程中地表移动的一般规律
• 2.3.1 地表点的移动轨迹
• 2.3.2 工作面推进过程中的超前影响
• 2.3.3 地表移动的持续时间
• 2.4 影响地表移动和变形的地质采矿因素
• 2.5 概率积分法移动变形预计
• 2.5.1 地表移动预计方法简介及分类
• 2.5.2 地表移动的基本参数
• 2.5.3 地表移动概率积分法预计模型
• 2.5.4 曲线拟合的基本原理
• 3 采场上覆岩层移动基本规律
• 3.1 采场覆岩移动破坏的分带
• 3.2 覆岩移动破坏形式
• 3.3 覆岩内部移动变形预计理论
• 3.3.1 岩体内部移动和变形预计模型
• 3.3.2 覆岩破坏的最大高度
• 3.4 关键层对岩层移动的影响
• 3.5 覆岩移动的研究方法
• 3.5.1 覆岩移动的研究方法分类
• 3.5.2 RFPA软件概述及原理
• 4 顾桥矿1117（1）工作面地表移动规律的研究
• 4.1 矿井及综采工作面概况
• 4.1.1 矿井概况
• 4.1.2 1117（1）工作面概况
• 4.2 地表移动观测站概况及数据处理
• 4.2.1 地表移动观测站概况
• 4.2.2 地表移动观测站的观测工作
• 4.2.3 地表移动观测站数据处理
• 4.2.4 移动变形曲线图的绘制
• 4.2.5 观测站地表移动基本参数的求取
• 4.3 顾桥矿1117（1）工作面地表移动规律及特点
• 4.4 巨厚松散层条件下开采预计修正
• 4.4.1 巨厚松散层条件下概率积分法修正模型
• 4.4.2 概率积分法修正预计程序设计
• 5 上覆岩层移动规律及与地表移动的相关研究
• 5.1 地表监测点下沉速度的分析
• 5.2 覆岩移动理论计算
• 5.2.1 理论计算岩层内部移动变形分布形态
• 5.2.2 三带高度的计算
• 5.3 覆岩移动破坏的数值模拟
• 5.3.1 数值模拟计算条件
• 5.3.2 数值模拟方案
• 5.3.3 模拟结果分析
• 5.3.4 数值模拟的主要结论
• 5.4 本章结论
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 不足之处
• 6.3 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介