内蒙古缓倾煤层开采地面塌陷规律研究

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近年来,随着内蒙古煤炭资源的大力开发,缓倾煤层开采形成的采空区地面塌陷,已经成为内蒙古煤炭矿山地质环境中亟待解决的问题之一。本论文借助以往对煤炭开采地面塌陷分类的研究,针对缓倾煤层塌陷类型特征,进行了分析与描述;并根据缓倾煤层塌陷类型分类,定性描述了各塌陷类型在内蒙古调研区内的分布情况,发育规律,解决了某一特定塌陷类型在地形地貌、开采方法、地质条件不同时的发育状况,对区内主要缓倾煤层地面塌陷进行整体把握。为了定量地对缓倾煤层地面塌陷规律进行研究,本论文选取内蒙古调研区内出现频率较高的沉陷盆地类型进行地面塌陷规律的研究:以大雁矿为例,利用GPS对大雁矿沉陷盆地变形情况进行监测,按照二等水准测量的相关要求,利用控制点位坐标对一般监测点进行测量,布置沿煤层走向及倾向的监测点,记录监测数据,统计各点位移值,利用CAD标注相关工作面推进情况并绘制相关沉陷曲线。塌陷规律的研究基于大雁矿地表变形监测数据,沉陷盆地形成机制的分析,选取适合的函数类型,利用MATLAB2012a进行缓倾煤层沉陷盆地函数拟合,选取工作面边缘点、采空影响范围等一些特殊点点进行塌陷-时间函数拟合,由点及面,进一步对沿走向、倾向的监测点的塌陷进行函数拟合,按照一定的标准进行误差分析,确定点与面的塌陷规律,并依照实际开采情况,分析拟合的准确性,对塌陷发展的过程进行描述,包括初始变形时间与速率,峰值速率,塌陷与工作面推进的关系等。通过以上的研究工作,本论文最终得到了有关地面塌陷规律的主要研究成果有:将缓倾煤层塌陷类型划分为基本类型与伴生类型,并对这两大类型下面的具体塌陷类型进一步划分;对内蒙古调研区出现的缓倾煤层塌陷的地点以及部位进行了归纳,得到缓倾煤层地面塌陷的发育规律;基于地表移动监测结果,通过函数拟合得到监测点塌陷-时间关系,以及煤层走向与倾向的塌陷规律。
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