浅埋煤层采动裂缝损害机理及控制方法研究.pdf

西安科技大学硕士学位论文浅埋煤层采动裂缝损害机理及控制方法研究姓名：黄森林申请学位级别：硕士专业：采矿工程指导教师：余学义20060418。签名⑴痰缓幺一摘要论文题目：浅埋煤层采动裂缝损害机理及控制方法研究专硕士生：指导教师：采矿工程黄森林余学义┟关键词：浅埋煤层；开采损害；关键层；；覆岩结构；；控制开采研究类型：应用研究业：我国陕北矿区地处毛乌素沙地与黄土高原丘陵沟壑区的过渡地带该区地表为厚松散层所覆盖常年干早少雨、植被稀疏风沙危害剧烈。该区的地下潜水资源比较丰富大部分潜水资源都覆盖在煤层顶板基岩上。矿区煤层埋藏浅、开采厚度大、基岩厚度薄。在这种条件下开采往往会导致一系列的地质环境灾害的发生例如地表裂缝和塌陷破坏引起含水层疏漏水资源被破坏加剧土地沙漠化等等。这严重地危害国家和人民本文通过对榆神矿区浅埋煤层工程地质条件调查及开采损害现状总结分析了浅埋煤层覆岩的物理力学特性及开采损害的基本特征与规律。基于岩层控制关键层理论在分析浅埋煤层地质采矿等条件下得出了浅埋煤层关键层的特征参数。并运用⋯数值计算分析方法对浅埋煤层关键层的特征参数及关键层对上覆岩层的控制机理进行了探讨给出了应用数值方法确定浅埋煤层关键层位置及移动变形规律表明应用数值分析方法简单有效其模拟结果与理论计算相吻合。值计算分析模型模拟分析了浅埋煤层滑落、回转失稳条件揭示了浅埋煤层地表出现裂缝、台阶下沉是由于覆岩结构滑落失稳造成的同时确定了覆岩结构不产生滑落失稳的最大开采高度为浅埋煤层开采裂缝损害的控制奠定了基础。在此基础上分析了浅埋煤层控制开采方法确定了限高开采是有效地控制浅埋煤层覆岩结构的滑落失稳及采动裂缝损害的有效方法之一。研究结果对于指导浅埋煤层的保水开采具有重要的意义。生命财产是矿区可持续发展急需研究解决的难题之一。本文在现场实测的基础上建立了覆岩结构稳定性分析的力学分析模型和数篗．．：．．：瑃．⋯甌甌琺瑃—甌．甌甀畉甌．甅．—．瓸．簊琲：妻错技夫拳学位论文作者签名：要磊弗仁日期：洲．学位论文作者签名：荔卉老扛指导教师签名：艘ㄒ学位论文独创性说明学位论文知识产权声明书机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学知“年月巳本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知除了文中加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解学校有关保护知识产权的规定即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。髀研究的背景及意义．√獾谋尘开采损害对人类生产和生活的影响早已被人们所认识在～世纪在比利时曾经发布过一条法令对因地下开采而使列日城的水源受到破坏的责任者处以死刑。直到世纪人们才对开采所造成的损害才有了初步的认识但对开采沉陷机理、开采损害规律和控制方法研究不够。因为地下开采造成地面铁路、房屋遭到破坏及井下透水造成人员死亡的惨案时有发生。如年德国的约汉·载梅尔矿由于地坏了所房屋；年日本海下采煤时海水沿着由于开采影响而扩大的构造裂缝溃入井下导致矿井全部淹没造成怂劳龅仁鹿省随着西部大开发的进行我国西部生态环境已成为人们所关注的重大问题之一。矿山开采带来的开采损害问题。如开采对地下、地表建筑物的损害；开采对铁路的损害；开采对矿产资源、水资源、土地资源的损害；开采引起山体滑坡、地质灾害、大气污染及其对矿区生态环境的损害等问题Ｕ庑┪侍庖