發(fā)布時(shí)間：2020-11-21 16:02

　　 煤炭資源在全部的能源應(yīng)用中占比最大,我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量豐富,煤炭資源在開(kāi)發(fā)利用中形成了大量的采空區(qū),隨著我國(guó)城市化進(jìn)程,城市擴(kuò)張,采空區(qū)地表土地資源利用問(wèn)題迫在眉睫。本文通過(guò)室外鉆井探查采空區(qū)地層特征和采集地層巖心,然后進(jìn)行物理力學(xué)試驗(yàn)測(cè)試地層物理力學(xué)參數(shù),驗(yàn)證采空區(qū)計(jì)算斷裂帶和垮落斷裂帶發(fā)育高度的資料總結(jié)公式,結(jié)合地質(zhì)調(diào)查建立研究區(qū)三維仿真模型,通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析等方法,研究采空區(qū)沉降機(jī)理和采空區(qū)地表承載能力,完成了以下工作:(1)開(kāi)展鉆探和勘查工作,基本查明勘查區(qū)內(nèi)上覆巖層“三帶”發(fā)育高度或留設(shè)煤(巖)柱完整性,優(yōu)化本區(qū)的“三帶”發(fā)育高度計(jì)算公式。然后進(jìn)行物理力學(xué)試驗(yàn)等測(cè)試工作手段,獲取采空區(qū)頂?shù)装搴蜕细矌r層物理力學(xué)參數(shù),為數(shù)值計(jì)算做準(zhǔn)備。(2)在具有代表性的區(qū)域開(kāi)展采空區(qū)地表移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)工作,基本查明不同地段采空區(qū)地表移動(dòng)變形規(guī)律,基本確定現(xiàn)有煤炭資源采空區(qū)的剩余變形量。(3)有效融合水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、巖土力學(xué)、結(jié)構(gòu)分析等多手段及多學(xué)科交叉的綜合研究方法,進(jìn)行煤礦采空區(qū)穩(wěn)定性綜合研究。把開(kāi)挖作為影響地面沉降的主要因素,建立大區(qū)域三維仿真模型,探究開(kāi)挖對(duì)地面沉降的影響。建立典型采空區(qū)的精細(xì)巖土力學(xué)分析模型,結(jié)合采空區(qū)煤礦開(kāi)采的施工過(guò)程,有效反演驗(yàn)證及重現(xiàn)煤礦開(kāi)采全過(guò)程力學(xué)響應(yīng)變化規(guī)律,研究施工過(guò)程對(duì)礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)體變形、穩(wěn)定性的影響,根據(jù)煤礦開(kāi)采現(xiàn)狀,對(duì)區(qū)內(nèi)采空區(qū)地表移動(dòng)變形進(jìn)行分析。(4)在大區(qū)域礦區(qū)開(kāi)挖后的基礎(chǔ)上,在采空區(qū)地表施加建筑荷載,模擬構(gòu)筑物建設(shè)后對(duì)采空區(qū)的影響,研究采空區(qū)在地表承載能力,在一定程度上反映城市發(fā)展增加的地面荷載對(duì)采空區(qū)穩(wěn)定性的影響,為采空區(qū)地表土地資源的開(kāi)發(fā)利用提供借鑒。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類(lèi)】：TD327
【部分圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第１章緒論??１．１研究背景及意義??１．１．１研究背景??我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量豐富且分布廣泛（圖１．１），且開(kāi)采應(yīng)用極多，在部分城市周邊形成大量??采空區(qū)，這嚴(yán)重限制這些城市的發(fā)展，因此解決采空區(qū)地表土地資源利用問(wèn)題迫在眉睫。??－ｍ??成＿－彳？六盤(pán)水二■?■?／??ｆ畫(huà)??（２０＇?ｍｖ?ｌｉｔｉ?由?ｉｉｆｉｉ??圖１．１全國(guó)煤炭資源分布圖??在我國(guó)一次能源開(kāi)發(fā)中，煤炭占主導(dǎo)地位，２０１６年中國(guó)不同能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如圖１．２，煤炭??占比６２％。??１??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??２０１６年中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)??ｍ??■水電??圖１．２?２０１６年我國(guó)不同能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比例??中國(guó)分布各地的煤炭經(jīng)過(guò)常年開(kāi)發(fā)利用，已形大面積采空區(qū)，為了緩解地下采空破壞地表??穩(wěn)定與地上建設(shè)間的矛盾，本文依托兗州煤礦調(diào)查項(xiàng)目，進(jìn)行煤炭資源采空區(qū)的地表沉降機(jī)理??及其地表承載力研宄，為煤炭采空區(qū)地表土地資源利用提供借鑒。??１．１．２研究意義??煤炭資源采空區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和采空區(qū)地表承載能力的研宄對(duì)采空區(qū)沉降防治和地表土地??利用具有重要的參考價(jià)值。對(duì)兗州地區(qū)的礦區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和開(kāi)采情況進(jìn)行調(diào)查，選取??具有代表性的礦區(qū)進(jìn)行研究，運(yùn)用數(shù)值模擬的方法模擬煤炭開(kāi)采過(guò)程，用ＦＩＳＨ語(yǔ)言監(jiān)測(cè)采空??區(qū)沉降值，對(duì)采空區(qū)穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為采空區(qū)安全治理提供借鑒。然后在采空區(qū)地表施??加建筑荷載，模擬采空區(qū)地表建設(shè)，探宄采空區(qū)地表承載能力，為采空區(qū)地表的土地利用提供??參考，增加采空區(qū)地表利用率。本研究對(duì)煤炭資源采空區(qū)的開(kāi)發(fā)利用具有理論與工程應(yīng)用價(jià)值。??２??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??１．３．２技術(shù)路線??通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆井試驗(yàn)和己有資料分析，基本查明研究采空區(qū)“三帶”高度；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，??監(jiān)測(cè)研究區(qū)殘余沉降；根據(jù)地層坡面，建立整體數(shù)值分析計(jì)算模型和局部數(shù)值分析計(jì)算模型，??設(shè)置邊界條件和賦值巖層參數(shù)，按照施工過(guò)程，應(yīng)用整體數(shù)值分析模型計(jì)算不同開(kāi)采進(jìn)程條件??下的覆巖力學(xué)響應(yīng)及地面沉降發(fā)展過(guò)程，應(yīng)用局部模型深入分析煤炭開(kāi)采過(guò)程中圍巖力學(xué)響應(yīng)。??結(jié)合濟(jì)寧城市發(fā)展，運(yùn)用數(shù)值模擬和理論計(jì)算，基本確定研究區(qū)采空區(qū)地表承載能力限值，可??在一定程度上反映城市發(fā)展增加的地面荷載與煤炭資源開(kāi)采的相互作用。??技術(shù)路線如圖１．３所示??炭采空區(qū)沉降機(jī)理及其地表承載能力研究????Ｉ?￣￣???鉆探試檢｜賴監(jiān)測(cè)｜大區(qū)＋值分?丨精細(xì)＋值分｜地表諡?zāi)芰??Ｉ?■：．「；」?Ｉ?」?Ｉ?￣￣?Ｉ?」??Ｉ?ｆｔｉ?Ｍ?ｎｈｕｆｉ?ｙｆｉｉｆｉｉｉｓ??１?Ｉ?選?１＾?Ｉ?Ｉ?Ｓ?Ｉ??１１＾?Ｉ?Ｉ?１＾１１?ｉｌＨ??高層試１?＾材分１?Ｉ?｜?ｉ?？?Ｓ?＊?｜?｜?１??度亨檢Ｉ測(cè)抖布｜｜?區(qū)型５１?１?１??，Ｌ＇?分?煤?￥去析迷貨｜?１??析?２?力力??ＶＶｎｒ?Ｖ?Ｖ?ＷＷ?Ｗ?ｎｃｘｉ＿Ｊ??Ｊ—?ｉ?ｉ?ｉ?＇?ｉ?＇??Ｓｌｉ－?確定幵采?采空：區(qū)穩(wěn)定性?幵采工作面穩(wěn)?地表承載能力??芑朗沉降和?分祈和沉降分?定性研究和三?研究并提出采??殘余沉降?折?帶應(yīng)力分祈?空區(qū)治理建議??１?Ｉ?￣?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ??為采空區(qū)災(zāi)害＇冶理和幵發(fā)利用提供借鑒??圖１．３研究技術(shù)路線??６??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2893257