厚黄土覆盖层下煤层开采沉陷控制的数值模拟研究

"蒲白矿务局西固镇下煤层开采研究基于厚黄土覆盖层的复杂地质条件，通过FLAC3D数值模拟、影响函数仿真及相似材料模拟，探讨了开采方案和参数，以控制地表移动和变形，确保建筑物安全和矿区生产。采用变条带协调开采方案，最大下沉值98.6mm，下沉系数0.022，影响范围角66°，主要影响半径107m，地表水平变形小，利于建筑物保护。变条带开采宽度18-32m，占基岩厚度12%-20%，能有效减小拉伸破坏。此外，条带采、留宽25m亦有助于减少开采边界变形。研究结论对西部类似矿区的沉陷灾害控制有科学指导意义。" 本文是自然科学领域的学术论文，主要关注的是在厚黄土覆盖层下的煤炭开采问题，特别是如何在保证安全生产的同时，减少开采对地表建筑物的影响。研究中，科研人员使用了多种方法，包括FLAC3D数值模拟软件，这是一种常用于预测地下开采导致的地表移动和变形的工具。通过这种模拟，他们能够预估开采活动可能带来的最大下沉值和下沉系数，以及地表移动的影响范围。 论文指出，最大下沉值为98.6mm，下沉系数为0.022，这意味着地表的沉降程度相对较低，不会对建筑物造成显著损害。地表移动的影响范围角为66°，主要影响半径107m，这个范围内地表的水平变形极小，小于1mm/m，确保了建筑物的安全。为了进一步控制地表变形，提出了变条带协调开采方案，其宽度根据基岩厚度调整，最小18m，最大32m，这一策略有助于减小开采边界处的拉伸变形。 此外，研究还提到了条带采、留宽度为25m的情况，这同样是基于减少拉伸变形的考虑。所有这些参数和方案的设定，都是为了在开采煤炭的同时，最小化对地表环境和建筑物的破坏，确保矿区的可持续发展。 论文的结论强调了这项研究的重要性，特别是在西部地区，巨厚黄土层下的煤炭开采是一个关键的工程问题。研究提供的方法和参数为类似条件下的开采沉陷灾害控制提供了科学依据，对于矿区的安全生产、环境保护和持续发展具有指导性价值。参考文献列举了余学义的相关研究，进一步证实了该领域研究的深度和专业性。