采动覆岩结构演化特征及对地表沉陷的影响分析

作     者：朱庆伟 李航 杨小虎 沈宇恒 ZHU Qingwei;LI Hang;YANG Xiaohu;SHEN Yuheng

作者机构：西安科技大学测绘科学与技术学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采与灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51674195) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2019年第44卷第S01期

页      码：9-17页

摘      要：为掌握地下煤矿采空区覆岩层破坏特征及其对地表沉陷影响,准确预计地表移动变形值,针对不同的开采进度,从土力学与材料力学角度出发,分析了煤层上覆岩层结构变化特征,将其概化为3种形态梁模型:简支梁、悬臂梁、砌体梁,并考虑采空区是否充满与多层梁共存状态的情况,分别建立了相应的力学模型进行相关力学分析,依据公式推演分析了各阶段覆岩层的破断演化形态;基于不同阶段的覆岩层结构破坏状态,详细揭示了各阶段之间演化规律,并依据梁变形理论推算出各阶段覆岩结构的变形公式;结合离层在采空区净空间的传递衰减作用与其自身的动态发展过程,建立了充分采动离层从产生到发展为超充分采动离层的数学模型,推导出覆岩层的离层横向宽度;根据离层最后阶段的动态变化与发展的横向宽度,通过将离层的横向宽度作为下一上覆岩层梁模型的跨空距离,设计出充满离层与未充满离层状态下地表变形下沉的理论预计模型;为突出推导理论预计模型的相符性,通过实测数据与数值模拟相结合的方法对理论预计模型进行了验证,结合三道沟煤矿实测数据建立数值模拟模型,与实测数据进行比较得出最大相对误差为5.8%,在允许误差之内,将理论预计模型结果与数值模拟结果进行验证,验证了理论预计模型的合理性。

主 题 词：覆岩 力学分析 离层 沉陷 预计模型 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.2019.0057

馆 藏 号：203884444...