论文摘要
陕西彬长矿区开采煤层属于下侏罗统延安组含煤地层,地表覆盖有60~140m厚的黄土层,地表地形属于黄土残塬沟壑地貌,煤层上覆基岩综合岩性为中等坚硬岩层,特别是下白垩统洛河组(K1l)、下白垩统宜君组(K1y)、安定组6号层泥质砂岩岩层整体厚度大,岩层强度高、岩性坚硬,在一定开采范围条件下起着控制上覆岩体破坏的作用。因此,厚松散层厚坚硬岩层开采条件下地表的移动变形规律及上覆岩体的结构稳定性的研究对彬长矿区的安全生产具有重要的意义。本文以彬长矿区大佛寺40301首采工作面煤层开采地面建筑物保护可行性研究为依托,以现场调查和观测资料为基础,结合厚黄土层物理力学特性,分析了采动影响下厚松散层厚坚硬岩层内部的沉陷损害特征、地表裂缝的形成条件、影响地表裂缝破坏程度的主要因素。应用覆岩托板理论计算分析了厚松散层厚坚硬岩层条件下托板的破坏形态及强度、刚度破坏准则。依据煤层覆岩中坚硬岩层托板的结构稳定性条件及黄土变形破坏特性、硬岩对岩移参数的影响,结合相似材料模拟实验、数值计算分析及现场观测数据,分析给出了这种特殊条件下概率积分预计的修正模型。结合工程实例综合分析了厚松散层厚坚硬条件下地表沉陷特征,为矿区的安全生产提供了理论依据。
论文目录
摘要Abstract1 绪论1.1 选题的背景及研究意义1.1.1 选题的背景1.1.2 选题的研究意义1.2 覆岩破坏及地表沉陷规律的研究现状1.2.1 岩层控制的研究成果1.2.2 地表沉陷规律的研究成果1.2.3 覆岩与地表沉陷规律的研究1.3 研究内容与技术路线1.3.1 研究内容1.3.2 技术路线2 厚松散层下开采地表损害特征分析2.1 厚松散层、厚坚硬岩层的定义2.2 厚松散层的土体应力—应变分析2.2.1 土体应力应变的非线性2.2.2 土体变形的弹塑性2.2.3 土应力应变的各向异性和土的结构性2.3 采动影响上覆岩、土层内的应力分布2.3.1 主应力分布2.3.2 铅直应力分布2.4 厚松散层(土体)的固结2.4.1 厚松散层(土体)的固结变形2.4.2 土体的固结沉降计算2.5 采动影响下厚松散层地表裂缝的形成2.5.1 采动影响下地表裂缝的形成条件2.5.2 影响厚松散层裂缝破坏程度的主要因素2.6 本章小结3 厚松散层下厚硬岩层结构稳定性的力学分析3.1 托板理论的基础3.1.1 托板理论的提出及基本假设3.1.2 选择力学模式的依据3.1.3 托板坐标系统及基本力学式3.2 上覆厚硬岩层运动的力学模型及力学分析3.2.1 力学模型3.2.2 力学分析3.3 上覆厚硬岩层破坏形式的力学判定准则3.3.1 刚度判别条件3.3.2 强度判别条件3.4 上覆厚硬岩层的结构稳定性分析3.4.1 覆岩内部托板的分类3.4.2 托板的稳定性分析3.5 本章小结4 模拟实验4.1 相似材料模拟试验4.1.1 实验目的4.1.2 相似条件4.1.3 模拟试验方法4.1.4 托板效应的模型试验分析4.2 数值模拟分析4.2.1 模型的建立4.2.2 数值模拟结果分析4.3 本章小结5 厚松散层厚坚硬岩层条件下地表移动变形预计5.1 厚松散层下开采的沉陷特征5.2 硬岩对岩移参数的影响5.3 厚松散层下开采预计的概率积分修正模型5.3.1 地表移动变形预计模型的建立5.3.2 厚松散层下半无限开采概率积分模型的修正5.3.3 厚松散层下有限开采的移动变形预计5.3.4 预计参数的选取5.4 本章小结6 工程实例6.1 开采区域地质、地形及开采条件6.1.1 开采煤层及围岩岩性分析6.2 地表实测与相似模拟试验对比分析6.2.1 地表移动观测站的设置6.2.2 观测线数据分析6.2.3 托板对地表移动变形的控制作用6.2.4 厚硬岩层致使地表下沉滞后6.3 地表裂缝分布及下沉盆地6.3.1 地表裂缝分布6.3.2 地表裂缝机理分析6.4 本章小结7 结论与展望7.1 结论7.2 展望致谢参考文献附录
相关论文文献
标签:厚松散层论文; 厚坚硬岩层论文; 托板理论论文; 概率积分模型论文; 地表裂缝论文; 地表沉陷论文;