采動引起邊坡地表移動變形規(guī)律研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，人們對礦產(chǎn)資源的需求量也越來越大，由于地下礦產(chǎn)的大量開挖，使得一些老的工業(yè)城市形成大規(guī)模的采空區(qū)，采空區(qū)所導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害日益嚴(yán)重。于此同時隨著我國城市化進(jìn)程和城市人口的不斷增加，一些大的工業(yè)廠房、民用建筑、隧道、高速公路、橋梁等不得不修建在采空區(qū)之上。煤炭儲量豐富的西部城市大多位于地形地質(zhì)條件復(fù)雜的丘陵地區(qū)或山區(qū)。由于地表移動角、沉陷角預(yù)測困難等原因使得礦區(qū)規(guī)劃不合理，一些采煤工作面所形成的采空區(qū)直接或間接影

2、響著邊坡穩(wěn)定性，極易造成邊坡失穩(wěn)形成大的滑坡、崩塌、沉陷等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響著人民的生命安全和建筑物的穩(wěn)定性。因此，開展采空區(qū)對邊坡穩(wěn)定性的研究就顯得尤為重要。
　　 本文以晉城至侯馬高速公路陽城-關(guān)門段(本文中以下簡稱陽關(guān)高速公路)下伏篙峪煤礦、北崖煤礦采空區(qū)為實(shí)驗(yàn)研究基地，運(yùn)用現(xiàn)場調(diào)查、相似材料模擬實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用FLAC3D建立篙峪煤礦采空區(qū)數(shù)學(xué)模型的方法，系統(tǒng)地研究和分析水平煤層當(dāng)采煤工作面采寬從小變到大時，不同邊坡角度情況下

3、邊坡覆巖穩(wěn)定性及地表變形移動規(guī)律、采空區(qū)裂隙的分布發(fā)育規(guī)律以及荷載作用下采空區(qū)殘余變形破壞規(guī)律。取得的主要成果如下:
　　 1.根據(jù)物理模型實(shí)驗(yàn)研究了水平煤層在各工作面不同開采寬度條件下的開采沉陷規(guī)律;不同開采寬度、開采厚度，不同埋深以及地形等因素對覆巖移動和地表變形破壞規(guī)律的影響。
　　 2.研究在不同等級荷載作用下采空區(qū)的殘余變形規(guī)律，確定荷載的影響深度和影響范圍。
　　 3.運(yùn)用FLAC3D軟件模擬礦山開采

4、，得到煤層開采后的垂直、水平位移場圖、應(yīng)力場圖和破壞場圖，分析在不同邊坡角度條件下邊坡覆巖的穩(wěn)定性及地表變形破壞情況，并根據(jù)模擬所得數(shù)據(jù)繪制不同地表移動曲線，探討邊坡覆巖巖層移動和地表沉陷的一般規(guī)律。
　　 4.運(yùn)用FLAC3D軟件模擬礦山開采，得到煤層開采后的垂直、水平位移場圖、應(yīng)力場圖和破壞場圖，分析在不同邊坡下采煤工作面由小變大的過程中邊坡覆巖的穩(wěn)定性及地表變形破壞情況，繪制不同曲線探討邊坡覆巖穩(wěn)定性和地表變形的一般規(guī)律。