建筑物下条带开采沉陷实测纠偏方法研究

论文摘要

建筑物下压煤开采问题一直是困扰我国煤矿企业的重要课题,作为煤矿“绿色开采技术”体系中的重要技术措施之一的条带开采方法能有效地解决建筑物下压煤问题。长期以来,条带开采沉陷预计主要通过数值模拟法或概率积分法预计得出,预计结果有时与实际情况存在严重偏差,从而导致煤炭采出率过低或地表建筑物的破坏等级超出规定标准。因此,针对提高建筑物下条带开采沉陷预计准确性的研究具有重要意义,论文就建筑物下条带开采沉陷实测纠偏原理和方法进行了研究。论文提出一套建筑物下条带开采沉陷实测纠偏方法,即利用采区内已采前两个或多个条带工作面的实测沉陷数据通过特定的平移叠加方式对尚未开采的后续若干条带工作面进行沉陷预计。当基于实测的预计结果表明目标建筑物的受损程度将超出规范所允许的等级时,相关人员能及时调整工作面与煤柱的参数,达到及时纠偏的目的,从而确保地面建筑物免受开采沉陷损害影响并提高采出率。论文采用离散元数值模拟软件对建筑物下条带开采沉陷实测纠偏方法进行研究。研究结果表明,地表沉陷模拟结果与利用平移叠加预计方式所得结果非常吻合;作为条带开采沉陷主导因素的覆岩垂直应力场也符合平移叠加特性,从应力场的角度证明了条带开采沉陷实测纠偏方法具有较高可靠性。利用数值模拟手段对采出率、采宽或留宽、煤层倾角和采深等影响因素进行研究,结果表明,近水平和缓倾斜煤层、采出率≤50%且采宽<75m条件下,条带开采沉陷实测纠偏方法均具有较高可靠性。基于上述研究成果,编制出一套界面友好、操作简便的“建筑物下条带开采沉陷预计实测纠偏软件”。利用前岭煤矿条带开采沉陷实测数据,对建筑物下条带开采沉陷实测纠偏方法进行验证,结果表明此方法具有较高的可靠性,并用其指导了临涣煤矿村庄下条带开采的生产实践。该论文有图186幅,表27个,参考文献107篇,其中英文文献20篇。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• Extended Abstract
• 图清单
• 表清单
• 变量注释表
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 文献综述
• 1.3 研究的内容与方法
• 1.4 论文创新点
• 2 条带开采沉陷平移叠加特性
• 2.1 条带开采覆岩移动变形机制
• 2.2 沉陷曲线递进式平移叠加假设
• 2.3 递进式平移叠加特性研究
• 2.4 本章小结
• 3 条带开采沉陷实测纠偏原理研究
• 3.1 条带开采沉陷实测纠偏原理
• 3.2 基于实测的条带开采沉陷预计方法研究
• 3.3 基于应力场的实测纠偏原理研究
• 3.4 本章小结
• 4 条带开采沉陷实测纠偏方法适用条件研究
• 4.1 条带采宽与留宽范围
• 4.2 条带采出率对实测纠偏方法的影响
• 4.3 条带采宽与留宽对实测纠偏方法的影响
• 4.4 煤层倾角对实测纠偏方法的影响
• 4.5 采深对实测纠偏方法的影响
• 4.6 本章小结
• 5 条带开采沉陷实测纠偏方法的软件实现
• 5.1 条带开采沉陷实测纠偏方法要点
• 5.2 条带开采沉陷实测纠偏软件
• 5.3 本章小结
• 6 条带开采沉陷实测纠偏方法验证与应用
• 6.1 条带开采沉陷实测纠偏方法验证
• 6.2 条带开采沉陷实测纠偏方法在临涣煤矿的应用
• 6.3 本章小结
• 7 主要结论及研究展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集