近水平煤层非充分采动条件下的开采沉陷预计及覆岩移动规律研究--以榆林某煤矿为例

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1、分类号:P64210710-2015226035专业硕士学位论文近水平煤层非充分采动条件下的开采沉陷预计及覆岩移动规律研究——以榆林某煤矿为例董旭东导师姓名职称毛彦龙教授范立民教高专业学位类别申请学位类别工学硕士地质工程及领域名称论文提交日期2018年4月23日论文答辩日期2018年6月3日学位授予单位长安大学PredictionofminingsubsidenceandStudyonthelawofoverlyingrockmovementinnearhorizontalcoalseamundertheconditio

2、nofinsufficiencymining——TakingacoalmineinYulinasanexampleAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DongXudongSupervisor：Prof.MaoYanlongChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人卢明，本人所呈文的学０论文越在挪的關下名立进行研訂作所取■成果．除论文中己跳明制的内界外Ｈ对论文的研究做出取贤雌的个人她体，均已在义中以咖村娜．喊钟师雜狀綱糾

3、：明邮計Ａ雜依已经公升发友的玦坩Ｈ本声明的法律贵任４本人承担，ｆＭ＾＞巧年０占曰论文知识产权权属声明本人在躺指导Ｔ所糾的论文及相关舰务作品Ｌ权咖学也学校卑打以任何方式发表、公开制览、＿以及申神利挪利，本人岛版发表成使川／．’（／论该沦文尙栳相关的学术论文或成见时■鞞名苹位仍然为长安大Ｃ渉苺论文在麻芾后应邊守此规定）论文作者签ｔｆＪ叫年０＾日ｌ＆ｔｓ％ｉｎｉＢ摘要本论文的主要研究对象是榆林地区的近水平煤层，目的是为了研究其在非充分采动条件下的地表沉陷、上覆岩层的移动规律

4、、地表点的移动轨迹、启动距离和终止距离。以期为近水平煤层非充分采动条件下的开采沉陷预计和覆岩移动规律研究提供理论支持。通过收集榆林地区的相关资料，了解该地区的气象、水文、地层情况，同时研究了开采沉陷的一般规律以及沉陷预计的一般方法。在此基础上，首先运用传统的概率积分法计算非充分采动条件下的地表沉陷最大值，然后运用基于有限差分法的FLAC3D软件模拟该采矿条件下的地表沉陷最大值。通过比较两种方法的计算结果，分析在非充分采动条件下进行沉陷预计时二者的异同。其次在FLAC3D数值模型中，对上覆岩层的不同水平面设置监测点，通过动

5、态开采过程中监测点的下沉值来分析采空区上覆岩层的移动规律。最后根据地表监测点的水平及竖直位移获得地表点的移动轨迹，并确定其启动距离和终止距离。通过概率积分法计算得到的地表最大下沉值为5333mm，最大水平移动值为1979mm，通过有限差分法模拟得到的最大下沉值为2259mm，最大水平移动值为943mm。在同一开采时间段内，地表的下沉速率最小，为0.4m/次，而煤层顶板的下沉速率最大，为3.6m/次，煤层顶板处达到最大下沉速率的时间要早于地表达到最大下沉速率的时间。上覆岩体“上三带”中的垮落带位于地表以下239m左右，裂缝

6、带位于地表下179m～239m的范围内，弯曲带位于地表以下179m的范围。通过加长模型模拟非充分采动条件下煤层的开采，得到地表点的启动距离为200m，终止距离为1500m。在进行近水平煤层非充分采动条件下的开采沉陷预计时，概率积分法计算出来的结果比有限差分数值模拟方法的结果大了两倍多。由于两种方法计算时都有缺陷，因此我们需要结合开采后地表的实际观测资料进行对比，将两种方法的计算结果相结合，进一步确定在非充分采动条件下的开采沉陷预计；通过研究不同水平面处的下沉值，用折线图来确定“上三带”的分布范围具有一定的研究意义，对研究

7、覆岩的移动规律提供了新的方法；通过研究地表点的移动轨迹，创新性的提出了地表点停止移动的终止距离，同现有的启动距离形成一套完整的理论体系，具有重要的理论意义。关键词：近水平煤层，非充分采动，沉陷预计，数值模拟，移动轨迹，终止距离IAbstractThemainresearchobjectofthispaperisthenearhorizontalcoalseaminYulinregion.Thepurposeofthispaperistostudythesurfacesubsidence,thelawofthemoveme

8、ntofoverlyingstrata,themovementtrackofthesurfacepoint,thestartingdistanceandtheterminatingdistanceundertheconditionofinsufficiencymining.Inordertoprovidetheore