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《地表移動(dòng)參數(shù)規(guī)律-研究——以五溝煤礦1013首采工作面為例》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文目前難以采用理論方法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)，必須借助實(shí)測(cè)資料綜合分析，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法尋求地表移動(dòng)參數(shù)與地質(zhì)采礦條件之間的關(guān)系，以便找出不同地質(zhì)采礦條件下參數(shù)變化規(guī)律，為礦區(qū)生產(chǎn)和建設(shè)服務(wù)。因此本文研究的意義如下：1．為礦區(qū)建筑物下開采提供較準(zhǔn)確的地表移動(dòng)預(yù)測(cè)方法和參數(shù)，指導(dǎo)礦區(qū)建筑物下壓煤開采。2．為礦區(qū)合理留設(shè)各類保安煤柱提供依據(jù)，減少不必要的壓煤損失和工農(nóng)糾紛，緩和工農(nóng)矛盾。3．為采區(qū)及工作面的合理布局，保證生產(chǎn)正常接續(xù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。特別是近年來，由于礦區(qū)建設(shè)的發(fā)展，建筑物下壓煤?jiǎn)栴}日益突出，要想避開村莊布置工作面十
2、分困難。在新村址難選的條件下，合理布置工作面，保證礦井生產(chǎn)，暫緩村莊搬遷十分重要。1．2國(guó)內(nèi)外研究歷史、現(xiàn)狀1．2．1國(guó)外研究歷史與現(xiàn)狀地下開采引起的巖層及地表移動(dòng)是一復(fù)雜的時(shí)空過程，由于巖體介質(zhì)的復(fù)雜性，開采方法的多樣性，復(fù)雜巖體及地表移動(dòng)預(yù)測(cè)尚難以采用理論方法解決，即使建立的理論，也需要實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定參數(shù)。為此，世界各國(guó)均在不同礦區(qū)建立了大量的地表移動(dòng)觀測(cè)站，取得了大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以根據(jù)礦區(qū)實(shí)測(cè)結(jié)果建立不同的預(yù)測(cè)方法和預(yù)測(cè)參數(shù)體系，指導(dǎo)本礦區(qū)的開采實(shí)踐。由此對(duì)開采沉陷學(xué)的研究也日益變得重要。開采沉陷對(duì)人類的生產(chǎn)、生活影響較突出的和較
3、早被人們認(rèn)識(shí)的應(yīng)該算是地表移動(dòng)和地下水的流失。地表移動(dòng)可能導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡和一些不可預(yù)期的災(zāi)害，例如高速公路、鐵路的斷裂、傾斜、扭曲變形，隧道的塌陷以及山體滑坡或?qū)е滤畮?kù)水體的滲漏流失，河流的決堤。十九世紀(jì)以前人類的開采活動(dòng)規(guī)模較小，完全沒有必要考慮開采建筑物、鐵路和水體下的礦藏，因而不存在或很少有開采沉陷問題。十九世紀(jì)末至今，隨著能源需求量的增加，礦區(qū)開采范圍逐步擴(kuò)大，“三下”采礦問題被提到采礦的議事日程，如何最大限度地開采地下礦藏，同時(shí)又能有效地保護(hù)目標(biāo)，成為人們?nèi)找骊P(guān)注的課題。到20世紀(jì)60年代形成了獨(dú)立的學(xué)科。其發(fā)展大致
4、有兩個(gè)階段：第一階段為19世紀(jì)末到第二次世界大戰(zhàn)期間為初始階段。采礦業(yè)剛剛涉及到“三下”開采問題，人們依據(jù)實(shí)測(cè)資料提出地表下沉的經(jīng)驗(yàn)公式。第l章緒論1947年，前蘇聯(lián)學(xué)者阿維爾辛應(yīng)用塑性理論和經(jīng)驗(yàn)方法提出了下沉剖面方程呈指數(shù)函數(shù)形式，并提出了水平移動(dòng)與地面傾斜成正比的著名觀點(diǎn)，這一觀點(diǎn)己被許多資料證實(shí)。1950年以后，波蘭學(xué)者克諾特(Knothe)提出了幾何理論，布德雷克解決了克諾特(Knothe)提出下沉盆地中的水平移動(dòng)和水平變形問題，這一理論現(xiàn)被稱為布德雷克和克諾特理論【3】，其高斯型的影響曲線對(duì)近水平煤層的下沉描述十分成功。另一
5、波蘭學(xué)者李特維尼申(Litwiniszyn)在1954年對(duì)巖層移動(dòng)計(jì)算進(jìn)行了深入研究[41。他把開采沉陷過程視為一個(gè)隨機(jī)過程，提出了開采沉陷的隨機(jī)介質(zhì)理論。20世紀(jì)60年代初，英國(guó)學(xué)者貝里(Berry)和Wales根據(jù)彈性理論討論了均質(zhì)巖層平面和橫觀各向同性平面以及三維條件下的地表移動(dòng)表達(dá)式。在此期間英國(guó)大量研究和發(fā)展了應(yīng)用典型曲線計(jì)算地表移動(dòng)變形的方法。美國(guó)學(xué)者薩拉蒙(Salamaon)(1960)對(duì)地表移動(dòng)也有一些研究，他幾乎與Berry同時(shí)期研究彈性理論求解地表移動(dòng)。第二階段為第二次世界大戰(zhàn)到現(xiàn)在為迅速發(fā)展階段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的
6、發(fā)展解決了很多復(fù)雜繁重的計(jì)算問題，使理論和實(shí)踐結(jié)合有了銜接的契機(jī)，人們將經(jīng)典理論的算法編成計(jì)算機(jī)程序，使得過去難于計(jì)算的問題成為可能。有限元、邊界元、離散元等三種數(shù)值方法均在開采沉陷中得到廣泛的應(yīng)用，開采沉陷計(jì)算正在向著自動(dòng)化、智能化、可視化的方向發(fā)展，計(jì)算結(jié)果能以各種圖形方式給出、直觀可視。1．2．2我國(guó)研究歷史與現(xiàn)狀我國(guó)是在解放后才開始涉足這個(gè)領(lǐng)域的。峰峰礦區(qū)從五十年代末、六十年代初設(shè)立地表移動(dòng)觀測(cè)站，共計(jì)建立了四十余個(gè)各種不同類型的觀測(cè)站，1981年底峰峰礦務(wù)局與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)合作對(duì)觀測(cè)資料進(jìn)行了全面分析，建立了各種角量參數(shù)與地質(zhì)
7、采礦條件之關(guān)系，形成了參數(shù)預(yù)測(cè)體系，并提出了采動(dòng)過程中地表任意點(diǎn)、任意時(shí)刻下沉速度和下沉預(yù)測(cè)方法。這些參數(shù)和地表移動(dòng)預(yù)測(cè)方法的建立，為指導(dǎo)我國(guó)其它礦區(qū)的“三下”采煤中發(fā)揮了巨大的作用。1991年，原東煤礦區(qū)生產(chǎn)部地測(cè)處組織完成了《東煤礦區(qū)地表與巖層移動(dòng)觀測(cè)資料綜合分析報(bào)告》，共分析了365個(gè)不同類型的觀測(cè)站(線)，根據(jù)上覆巖性的不同，將觀測(cè)資料分為三類，獲得了不同地質(zhì)采礦條件下，地表移動(dòng)預(yù)測(cè)參數(shù)和預(yù)測(cè)方法，建立了各種參數(shù)與地質(zhì)采礦條件之關(guān)系。另外，棗莊礦區(qū)、開灤礦區(qū)、平頂山礦區(qū)、淮北礦區(qū)、徐州礦區(qū)、淮南礦區(qū)、陽(yáng)泉礦區(qū)、皖北礦區(qū)等相繼在
8、實(shí)測(cè)資料分析的基礎(chǔ)上，建安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文立了相應(yīng)的預(yù)測(cè)方法和預(yù)測(cè)參數(shù)體系，這些在指導(dǎo)礦區(qū)“三下’’采煤中發(fā)揮了巨大的作用，其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是巨大的【5】【61。由于地質(zhì)采礦條件的復(fù)雜性，地表移動(dòng)變形規(guī)律受地質(zhì)采礦
