地下采煤诱发的采空滑坡变形机制研究
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更新于2024-09-01
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"煤矿开采条件下滑坡的变形机理——通过力学分析和数值模拟探讨采空滑坡的形成过程和机制"
在煤矿开采过程中,采空区的形成是导致地面滑坡的重要因素。采空滑坡是指由于地下采煤引发的地面稳定性问题,这种现象涉及到地质力学、采矿工程和环境保护等多个领域。本文作者周泽文和吕义清运用有限元方法,对某特定的采空滑坡进行了深入的研究。
通过对采空区进行力学分析,研究发现滑坡的变形和破坏主要受到四种主要应力的影响:拉张应力、压应力、剪应力和鼓胀应力。这些应力在采空区形成了不同的应力集中区域,分别表现为拉张、压缩、剪切和膨胀。这些应力集中区的出现,反映了地表和地下结构的动态变化,是滑坡发展过程中的关键环节。
在煤层开采初期,拉张应力会导致滑坡后缘产生裂隙,这是滑坡变形的起始阶段。随着开采的持续,中部区域受到压应力作用,导致地表下沉,形成下陷区。而前缘部分则在剪应力作用下产生剪切运动,这通常预示着滑坡即将发生。最终,当这些应力积累到一定程度,滑坡就会发生,地表发生大规模移动。
数值模拟在理解这一过程中的作用不可忽视。通过对开采前后滑坡的位移、应力和应变进行对比分析,可以更清晰地揭示滑坡的变形路径。这一分析方法有助于预测滑坡的发生,从而采取预防措施,减少灾害风险。
采空滑坡的变形机理涉及多种复杂的力学效应,包括应力分布的变化和地表的响应。了解这些机制对于制定安全的开采计划,防止或减轻滑坡灾害具有重要意义。通过科学的分析方法,如有限元模拟,可以更好地预测和控制由煤矿开采引发的环境问题,为煤矿安全开采提供理论支持。
2020-07-16 上传
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