急倾斜煤层采空区覆岩稳定性预测研究

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1、硕士学位论文急倾斜煤层采空区覆岩稳定性预测研究StudyonGoafStrataStabilityPredictionofSteeplyInclinedCoalSeam申请人姓名：高建强指导老师：来兴平专业名称：采矿工程研究方向：矿山压力与岩层控制西安科技大学二〇一四年六月万方数据学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研

2、究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用阴影、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日万方数据论文

3、题目：急倾斜煤层采空区覆岩稳定性预测研究专业：采矿工程硕士生：高建强(签名)指导教师：来兴平(签名)摘要针对急倾斜煤层开采后，地下形成了大面积的采空区，而采空区覆岩的动力失稳很容易演化成动力灾害事故。这给人民的生活和煤矿的安全开采造成了很大的影响。所以对采空区覆岩变形、破坏特征及对其稳定性进行准确预测预报显得尤为重要。同时，可以根据准确的预测结果，制定出合适的采空区治理方案。本文以新疆乌东煤矿+640水平43#煤层回采工作面及采空区覆岩的稳定性和地表塌陷为研究对象，结合该区域的地质背景及工程地质勘测成果，应用物理相似模拟实验，分析了工作面开采过程中采空区覆岩移动变形

4、规律、“三带”变化特征以及对采空区进行及时充填能够有效的起到减缓顶板下沉量，阻止顶板断裂和覆岩内裂隙发育的效果；并选用了先进的SIR-20专业型高速地质雷达光谱地磁探测技术，准确探测出采空区覆岩中存在的空洞及含水层所在位置；然后，采取在不同尺度、不同加载模式下进行试验的研究方法，进行损伤定量化分析与预测研究，基于有限元数值模拟实验，选择合适的本构模型，总结出了采空区的变形破坏特征、岩体受到的正应力分布以及位移场演化特征；最后，通过不同地段采空区覆岩的特征，制定出优选的采空区治理方案。这样，就从深层次更科学地建立了一套关于采空区覆岩失稳破坏的“预计-分析-识别-监测-

5、治理”体系，用于加强对采空区覆岩稳定性的科学研究和监测控制。关键词：急倾斜煤层；采空区覆岩；数值模拟；地质雷达探测；采空区治理研究类型：应用研究本研究得到国家自然基金重点项目(No.U1361206)、陕西省重点科技创新团队计划项目(No.2013KCT-16)和新疆维吾尔自治区科技支持计划项目(No.20143120)资助II万方数据Subject：StudyonGoafStrataStabilityPredictionofSteeplyInclinedCoalSeamSpecialty：MiningEngineeringName：GaoJian-qiang（Si

6、gnature）Instructor：LaiXing-ping（Signature）ABSTRACTInviewofthefollowingintheminingofdeeplyinclinedcoalseam,undergroundformsalargeareaofgoaf,andinstabilityofstrataofthegoafevolvesintodynamicdisasteraccidenteasily.Thishascausedverygreatinfluencetothepeople'slifeandthesafetyoperationofthem

7、ine.Soaccuratepredictionisveryimportantonthedeformation,failurecharacteristicsandstabilityofthestrataofthegoaf.Atthesametime,peoplecanmakethetreatmentschemeofgoafaccordingtotheaccuratelypredictresults.Thisthesis,takingXinjiangWuDongmines+640level43#coalseamworkingfaceandgoafstability