大水头煤矿铁路下综放开采岩层与地表移动规律研究

论文摘要

本文选题依托黄庆享教授承担的甘肃靖远煤业大水头煤矿铁路下综放开采项目。综合运用相似材料模拟实验、MSPS计算预计、现场实测等多种方法,研究地表岩层与地表移动过程,尤其是放顶煤开采后,上覆岩层变形、移动、垮落的全过程。相似材料模拟实验能很好地反映出岩层内部变形与移动;MSPS计算预计综合了国内外岩层移动预计的工程经验,预计地表移动的参数,把定性问题进一步定量化,并与物理模拟相互印证;相邻115工作面的现场实测进一步验证了模拟实验与MSPS计算的准确性和可靠性。这几种方法的综合运用能够较全面反映岩层与地表移动规律,为实施矿区铁路专运线下的综放开采提供了基础。实施铁路下综放开采把工作面的回采率由50%提高到82%,仅东112工作面预计实施铁路下开采的经济效益在2800万元以上。另外,本文还研究了综放开采对铁路的影响,对实施铁路下综放开采的可行性进行了论证分析,给出地表移动观测的方法,为铁路下综放安全开采提供了保障。目前,112综放工作面正在开采,已经推进了80m,初步开采实践显示了研究结果的正确性。本文的研究不但在大水头煤矿得到了较好的应用,同时也将为类似地质条件下的开采提供有益借鉴,而其必将推动“三下”开采的发展与完善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景、问题的提出及意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 问题的提出及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 我国煤矿铁路下开采的现状
• 1.2.2 岩层移动规律研究现状
• 1.2.3 放顶煤开采岩层移动规律研究现状
• 1.2.4 地表移动变形预计方法研究现状
• 1.2.5 铁路下综放开采的研究现状
• 1.3 地下开采对路基与铁路线路的影响
• 1.4 研究的内容及方法
• 1.5 本章小结
• 2 岩层与地表移动的一般规律及地表预计方法
• 2.1 岩层移动的一般规律
• 2.2 地表移动的一般规律
• 2.3 地表移动的预计方法
• 2.4 本章小结
• 3 开采顶板垮落和地表沉陷规律的物理相似模拟
• 3.1 大水头煤矿铁路下开采的条件
• 3.1.1 工作面基本概况
• 3.1.2 采区地层
• 3.1.3 工作面煤层及顶、底板情况
• 3.1.4 地质构造情况及水文地质情况
• 3.2 沿工作面推进方向岩层垮落和地表沉陷规律
• 3.2.1 模型设计
• 3.2.2 沿工作面推进方向岩层垮落规律
• 3.2.3 地表沉陷规律
• 3.3 沿铁路线三个工作面开采的模拟
• 3.3.1 模型设计
• 3.3.2 沿工作面倾向顶板垮落规律
• 3.3.3 沿工作面倾向地表沉陷规律
• 3.4 本章小结
• 4 铁路下开采地表移动的MSPS 计算预计
• 4.1 计算系统及计算参数
• 4.2 东112 工作面走向的采动地表移动规律
• 4.3 东112 工作面倾向的采动地表移动规律
• 4.4 三个工作面开采后长期变形的预计
• 4.5 本章小结
• 5 相邻工作面地表移动观测
• 5.1 东115 工作面概况
• 5.2 观测站设计
• 5.2.1 设计观测站的目的及意义
• 5.2.2 观测线长度的设计
• 5.2.3 观测站测点和控制点的个数及间距
• 5.2.4 测点结构
• 5.2.5 观测站的连测和日常测量工作
• 5.2.6 观测资料的整理和主要参数的计算
• 5.2.7 观测结果与结论
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录