山區(qū)地形對采動建筑物的影響及保護(hù)煤柱留設(shè)研究.pdf

1、煤炭資源的大規(guī)模開采促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的改善，但隨之而來的開采沉陷問題對礦區(qū)建(構(gòu))筑物和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，影響到礦區(qū)人民的正常生活。因而開采沉陷一直是一個備受人們關(guān)注的問題。
　　我國大約有三分之一以上的煤礦位于山區(qū)，山區(qū)地表移動變形特征受地形因素的影響，與平地有明顯區(qū)別。如果將現(xiàn)有的平地開采沉陷理論完全應(yīng)用到山區(qū)必然會產(chǎn)生較大誤差，從而極可能使得礦區(qū)內(nèi)地表建筑物規(guī)劃和井下保護(hù)煤柱留設(shè)不合理，造成地表建筑物在

2、不同程度上的破壞。因此研究山區(qū)地表移動變形規(guī)律及保護(hù)煤柱留設(shè)對山區(qū)地表建筑物的保護(hù)有重要意義。
　　本文從理論分析和實測研究兩方面著手，分析了地形引起的滑移附加變形對采動建筑物的影響。同時，以山西某礦地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，通過Midas GTS數(shù)值模擬軟件建立了不同坡度及不同開采位置相互組合條件下的山區(qū)開采沉陷模型，對不同坡度影響下的地表移動變形特征進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究。在此基礎(chǔ)上建立了移動角與地表坡度的一元線性回歸模型，為山區(qū)地面建筑物

3、保護(hù)煤柱設(shè)計參數(shù)的合理選擇提供了參考，并通過山西某礦保護(hù)煤柱留設(shè)實例，驗證了坡度影響下的移動角計算公式的可靠性。論文主要研究成果如下:
　　1.建筑物位于山谷位置或變坡點時，采動滑移引起的變形較為嚴(yán)重，建筑物極易受到破壞;建筑物位于山頂時，采動滑移引起的變形較小，建筑物較為安全。
　　2.地表坡度是影響山區(qū)地表移動變形的重要因素。地表坡度越大，采動滑移對地表移動變形的影響越大，變化趨勢越明顯。
　　3.山區(qū)地表移動與變

4、形分布曲線不再具有對稱性;五種移動變形曲線中，地形對下沉分布曲線形態(tài)的影響最小;與豎直方向相比，水平方向的移動變形對地形的變化更為敏感。
　　4.山區(qū)地表移動變形規(guī)律與采空區(qū)和坡體的相對位置有關(guān)。采空區(qū)位于山腳時，采動滑移主要影響下坡部位;采空區(qū)位于坡體正下方時，采動滑移對下坡部位地表移動的影響比上坡部位更明顯;采空區(qū)位于坡頂正下方時，采動滑移主要影響上坡部位。
　　5.地表發(fā)生連續(xù)的移動變形時，移動角與地表坡度之間存在顯著