山區(qū)地形對采動建筑物的影響及保護煤柱留設研究.pdf

1、煤炭資源的大規(guī)模開采促進了國民經濟的發(fā)展和人民生活的改善，但隨之而來的開采沉陷問題對礦區(qū)建(構)筑物和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞，影響到礦區(qū)人民的正常生活。因而開采沉陷一直是一個備受人們關注的問題。
　　我國大約有三分之一以上的煤礦位于山區(qū)，山區(qū)地表移動變形特征受地形因素的影響，與平地有明顯區(qū)別。如果將現有的平地開采沉陷理論完全應用到山區(qū)必然會產生較大誤差，從而極可能使得礦區(qū)內地表建筑物規(guī)劃和井下保護煤柱留設不合理，造成地表建筑物在

2、不同程度上的破壞。因此研究山區(qū)地表移動變形規(guī)律及保護煤柱留設對山區(qū)地表建筑物的保護有重要意義。
　　本文從理論分析和實測研究兩方面著手，分析了地形引起的滑移附加變形對采動建筑物的影響。同時，以山西某礦地質條件為基礎，通過Midas GTS數值模擬軟件建立了不同坡度及不同開采位置相互組合條件下的山區(qū)開采沉陷模型，對不同坡度影響下的地表移動變形特征進行了系統(tǒng)分析研究。在此基礎上建立了移動角與地表坡度的一元線性回歸模型，為山區(qū)地面建筑物

3、保護煤柱設計參數的合理選擇提供了參考，并通過山西某礦保護煤柱留設實例，驗證了坡度影響下的移動角計算公式的可靠性。論文主要研究成果如下:
　　1.建筑物位于山谷位置或變坡點時，采動滑移引起的變形較為嚴重，建筑物極易受到破壞;建筑物位于山頂時，采動滑移引起的變形較小，建筑物較為安全。
　　2.地表坡度是影響山區(qū)地表移動變形的重要因素。地表坡度越大，采動滑移對地表移動變形的影響越大，變化趨勢越明顯。
　　3.山區(qū)地表移動與變

4、形分布曲線不再具有對稱性;五種移動變形曲線中，地形對下沉分布曲線形態(tài)的影響最小;與豎直方向相比，水平方向的移動變形對地形的變化更為敏感。
　　4.山區(qū)地表移動變形規(guī)律與采空區(qū)和坡體的相對位置有關。采空區(qū)位于山腳時，采動滑移主要影響下坡部位;采空區(qū)位于坡體正下方時，采動滑移對下坡部位地表移動的影響比上坡部位更明顯;采空區(qū)位于坡頂正下方時，采動滑移主要影響上坡部位。
　　5.地表發(fā)生連續(xù)的移動變形時，移動角與地表坡度之間存在顯著