復(fù)雜開采條件覆巖移動和變形規(guī)律的模擬研究.pdf

1、礦山地表沉降是一個不容忽視的問題，如果解決不好，輕則引起地表設(shè)施或建筑物的破壞，重則有可能引起地表突然坍塌，帶來災(zāi)難性的后果。地下礦開采后形成采空區(qū)，在周圍形成了一個移動帶，移動帶內(nèi)可能存在各種設(shè)施或建筑物，如果在已知地下采空區(qū)大小的情況下，可以預(yù)測出地表沉降參數(shù)，則可對地表設(shè)施的布置起到事先參考的作用，提前采取措施，以確保采空區(qū)形成后，不會造成大的安全事故[1]。因此為實現(xiàn)礦山的安全開采，必須對地下開采引起的上覆巖層的移動規(guī)律及其對地

2、表的影響進(jìn)行研究。
　　 本課題以山西省忻州至保德高速公路下伏郝家里煤礦采空區(qū)為研究對象，該煤礦可采煤層主要有三層，多層重復(fù)開采會加劇上覆巖土體的受擾動程度，進(jìn)而使之破壞失穩(wěn)；另外該煤礦處于地形條件復(fù)雜的丘陵地區(qū)且采用房柱式與長臂式混合開采的開采方式，開采方式多樣。本文根據(jù)相似原理，建立了相似模型，并進(jìn)行了相似材料模擬實驗研究；采用FLAC3D軟件建立了該煤礦的數(shù)學(xué)模型，對不同采寬和采深開采條件下水平采煤的覆巖破壞、地表移動和變

3、形規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)地研究分析。取得的主要研究成果如下：
　　 (1)根據(jù)相似材料模擬實驗，研究了采煤工作面推進(jìn)時覆巖移動與變形的動態(tài)規(guī)律以及開采沉陷基本穩(wěn)定后采空區(qū)覆巖裂隙的分布發(fā)育規(guī)律。分析了采空區(qū)埋深、采寬等對采空區(qū)覆巖下沉量、地表移動和變形量的影響。
　　 (2)采用FLAC3D數(shù)值模擬得到礦山開采穩(wěn)定后的位移場圖、應(yīng)力場圖和破壞場圖，研究不同地質(zhì)采礦條件下地表移動與變形范圍及形態(tài)；地表移動與變形的極值及其位置；根據(jù)