地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析 forecast parameters and numerical simulation of mechanism of surface residual subsidence deformation.pdfVIP

２１ ２ （１２９ ） ．２１．２ （ ．１２９） ２０１６ ４ ２０１６ （中煤科工集团唐山研究院有限公司， 河北 唐山０６３０１２ ） ［ ］ ， ， ， ； ， 。 ， 。 ［］ ； ； ； ； ［］ ３２５ ［］ ［］ １００６－６２２５ （２０１６） ０２－００２９－０４ － （ ， ０６３０１２ ， ） ： ， － ， ． ． － ， ． ： ； ； ； ； ＝ ＝ ＝ 开采沉陷延续时间较长， 地表将在很长时间内 Ｈ０ １００， 松散层厚度Ｈ ２０， 基岩厚度Ｈ 存在残余沉陷变形， 对采煤塌陷区地表新建建 ８０， 基岩由砂岩、 泥岩和砂质泥岩等岩性组成。 （构） 筑物产生不利影响。 因此， 了解和掌握采煤 图１ 为数值计算模型网格剖分图。 塌陷区地表残余沉陷规律十分重要。 但是， 限于采 煤塌陷区地表残余沉陷延续时间长、 数值较小， 一 般难以用实测方法掌握其全部发展规律。 目前， 对 采煤塌陷区地表残余沉陷变形的预测已有了一些研 ［１-３ ］ 究 ， 对采煤塌陷区建设利用具有一定的指导意 １ 义， 但在对残余沉陷变形预测参数取值时大多凭经 ． 验， 缺乏足够的理论支持， 给采煤塌陷区地表建筑 地下煤层采出后引起的地表沉陷是一个时间和 带来了一定的安全隐患。 空间过程。 由于地表沉陷孕育与发展过程非常复 为此， 本文采用数值模拟计算， 研究覆岩移动 ［４-６ ］ 杂， 许多学者从不同的角度对其进行了研究 ， 过程及地表残余沉陷变形的分布规律， 依据实测数 这些研究多从地表点的移动量及剧烈程度的角度进 据建立地表残余沉陷变形的预计方法并确定相关参 行描述。 而实际上， 地表移动是岩层移动的延伸和 数， 为采煤塌陷区地表安全利用提供理论依据。 表象， 岩层移动是发生在岩体内部的力学现象， 只 有从岩层移动的角度来研究地表沉陷过程才能真实 采用离散元法进行模拟试验。 试验设计煤层采 揭示岩层与地表移动的机理与规律。 ＝ ＝ ＝ 图２ 为数值模拟采空区上方不同高度岩层内测 厚Ｍ ３．０， 采宽Ｌ １２５， 倾角 α ０