煤矿采空区塌陷影响范围研究-矿业工程专业毕业论文.docx

万方数据 万方数据 论文题目：煤矿采空区塌陷影响范围研究 论文作者签名: 指导教师签名: 论 文 评 阅 人 1 ： 评阅人 2： 评阅人 3： 答辩委员会主席： 委员 1： 委员 2： 委员 3： 委员 4： 委员 5： 委员 6： 答辩日期： 年 月 日 3 南华大学学位论文原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南华大学或其他单位的 学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论 文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 年 月 日 南华大学学位论文版权使用授权书 本学位论文是本人在南华大学攻读 硕 学位期间在导师指导下完成的学位 论文。本论文的研究成果归南华大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的 名义发表。本人同意南华大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分 内容，可以采用复印、缩印或其它手段保留学位论文；学校可根据国家或湖南省 有关部门规定送交学位论文。同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全 文数据库》，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相 关权益。同意授权中国科学信息技术研究所将本学位论文收录到《中国学位论文 全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。对于涉密的学位论文，解 密后适用该授权。 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 5 煤矿采空区塌陷影响范围研究 摘 要 改革开放以来直到 21 世纪初，因过于重视经济效益而忽视对环 境产生的恶劣影响的事件并不少见。湖南某煤矿自建矿以来，一直采 用陷落法管理顶板，由于矿产被开采后留下的采空区不作处理，从而 引发了采空区上覆区域产生地表塌陷、道路及房屋开裂，池塘干涸， 水井干枯等后果，影响当地居民的正常生活。本文基于此工程实例， 运用解析法、概率积分法和有限元数值分析方法对煤矿采空区地表塌 陷的影响范围进行研究。论文主要内容如下： (1) 通过前期对研究区的现场调研工作，得到矿山的基本情况： 采用斜井开拓，走向壁式采矿，全部陷落法管理顶板，水文地质条件 属简单类型，其表层土体工程地质性能差，其他岩体属于中硬~坚硬 岩体。矿山共分–20m、–55 m、–90 m、–150 m、–200m、–250 m、–300m 七个水平；统计了采空区情况，空区分布位置在–150 m～ –300 m 水平，空区的总面积为：181892.43 平方米，总体积是 685760.28 立方米；总结了此矿山开采沉陷危害主要是上覆地表建筑 物受损、道路受损和局部地表塌陷 3 种类型，并据此绘制了采空区平 面投影的分布图和基于实测的采空区地表塌陷范围图。 (2) 根据移动盆地特性，本文选择矿山移动角确定移动盆地的危 险移动边界，共计 25 个边界点，采用走向移动角 δ=70°，下山移动角 β=δ–0.6α，上山移动角 γ=70°，表层土移动角 φ=45°代入到公式中， 最后得到 25 个点的地面塌陷影响半径在 111.80~379.57 米之间，将 25 个点连线成一个闭合圈，即是解析法圈定的采空区塌陷影响范围。 (3) 依据 2006 年的塌陷影响范围结果反演概率积分法所需参数， I 得到 4、6、7 煤层 tgβ 分别是 1.58，1.76 和 1.67，选取 23 个边界点 代入，得到地面塌陷影响半径在 169.30~253.95 米之间，将 23 个点连 线成一个闭合即可圈定地表塌陷影响的范围。 (4) 运用有限元分析软件，建立 1400m×1300m×500m 三维实体 模型，选取摩尔库伦准则，分–150~–200m、–150~–250m 和–150~ –300m 三个水平进行开采模拟，在–150~–300m 水平得到地表塌陷 区的影响范围。 (5) 综合三种方法，最终选择数值模拟法的结果为本文采空区地 表塌陷的影响范围。 关键字：煤矿采空区；解析法；概率积分法；数值模拟；塌陷影响 范围 II RESEARCH OF INFLUENCE SCOPE IN GOAF COLLAPSE OF COAL MINE Zhao wang (Mining Engineering) Directed By Prof.Tao ganqiang Abstract：Since the reform and opening up until the beginning of twenty–first Century, it is very common that t