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《山东科技大学》 2010年
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煤矿开采岩层与地表变形数值模拟分析

李静涛  
【摘要】:矿山开采引起了岩层与地表变形,从而使矿区地表道路、建筑物、桥梁等发生变形破坏,因此进行煤矿开采岩层与地表变形数值模拟,确定变形函数方程,具有重大的理论意义和现实意义。 本文对山东某煤矿3煤开采岩层与地表变形进行数值模拟。基于煤矿地质条件,合理选择岩层力学参数,采用FALC3D软件对仅采33上01工作面和33上01工作面、33下01工作面联合开采后覆岩破坏情况进行模拟计算,确定冒落带高度和裂隙带发育高度。由于该煤矿三采区3上煤与3下煤的夹层厚度为7m-19.5m,选择了7m、14m、19.5m三种方案进行模拟计算,计算了不同夹层厚度冒落带、裂隙带发育高度。并将数值模拟数据与双端堵水器实测数据进行了对比。 地表变形数值模拟分别计算了仅采33上01工作面和33上01工作面、33下01工作面联合开采后地表及中间岩层的变形,用SURFER软件对计算结果进行了后处理,绘制了立体图、矢量图、变形等值线图。并将数值模拟数据与GPS-RTK实测数据进行了对比。 本文采用MATLAB软件对变形数据进行了拟合回归,研究了地表及内部岩层的变形规律。对地表下沉值选择二次多项式、三次多项式、正弦函数、四次多项式进行函数拟合,采用和方差、确定系数、校正后的确定系数、均方根误差四项标准,评价各函数方程与模拟数据的拟合效果,最终确定地表下沉最佳拟合函数方程为四次多项式函数方程。同理,确定了地表水平移动最佳拟合函数方程为正弦函数方程、内部岩层的最大下沉值最佳拟合函数方程为五次多项式函数方程、内部岩层下沉盆地边界最佳拟合函数方程为三次多项式方程,同时对各拟合函数方程的单调性、凹凸性做了分析。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD325

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【参考文献】
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