烏魯木齊礦區(qū)急傾斜煤層開采地表移動變形規(guī)律研究.pdf

1、烏魯木齊礦區(qū)是我國最大的開采急傾斜煤層的礦區(qū)，礦區(qū)在經(jīng)歷長達(dá)幾十年的地下急傾斜開采后，地表塌陷坑、開裂隨處可見，且隨著深部煤層的不斷開采，這些塌陷處于非穩(wěn)定狀態(tài)，仍以突發(fā)性間歇性活動方式延續(xù)和擴(kuò)展，生活在礦區(qū)及礦區(qū)周邊的人們深受其害。因此，對烏魯木齊礦區(qū)開采沉陷規(guī)律研究與地表沉陷預(yù)計迫在眉睫。 急傾斜煤層地下開采與水平煤層或緩傾斜煤層開采引起的地表移動變形規(guī)律不同。在影響急傾斜煤層開采地表移動變形的眾多因素中，煤層傾角變化是其中

2、主要的影響因素之一。本文以烏魯木齊礦區(qū)為例，基于傾角變化，選取最具典型代表性的鐵廠溝煤礦(45°)、六道灣煤礦(65°)及堿溝煤礦(84°)為數(shù)值模擬計算原型，建立了煤層傾角分別為45°、65°及84°的2-D有限元模型，運(yùn)用ANSYS有限元軟件研究了水平分段放頂煤采煤方法條件下，隨急傾斜煤層傾角變化地下開采引起的上覆巖層位移和應(yīng)力的變化規(guī)律。研究表明，隨著煤層傾角的增大，地表移動變形值逐漸減小，煤層傾角變化對地表移動變形的影響呈現(xiàn)逐漸

3、減弱趨勢。 利用VB語言開發(fā)了急傾斜煤層開采沉陷預(yù)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠完成在一定的地質(zhì)與采礦條件下，急傾斜煤層開采傾向主斷面非充分采動情況下的地表下沉、傾斜、曲率、水平移動及水平變形等五種地表移動變形預(yù)測數(shù)據(jù)，還能輸出主斷面上的地表各移動變形的預(yù)測曲線圖，自動計算各地表移動變形最大值與最小值，輸出傾向主斷面上任意點(diǎn)的地表移動變形值，也能對整個采煤沉陷過程進(jìn)行動態(tài)模擬，輸出地表移動變形動態(tài)曲線。該系統(tǒng)既可以輸出預(yù)計結(jié)果數(shù)據(jù)，又可以輸