煤层开采对构筑物基础变形影响的三维数值模拟分析

"薄煤层开采对上覆构筑物基础变形影响的数值模拟研究" 本文针对薄煤层开采过程中引发的上覆构筑物基础变形问题进行了深入探讨。在煤炭开采时，煤层的倾角和埋深是决定地表及建筑物变形程度的关键因素。通过运用三维有限元方法进行数值模拟，研究人员分析了不同倾角（平缓或缓倾斜、倾斜、急倾斜）煤层开采对构筑物基础的影响，以了解这些因素如何改变地表的倾斜变形、水平变形和基础沉降。 研究指出，煤层倾角越大，开采时地表变形通常越剧烈。平缓煤层的开采可能导致较为均匀的地表沉降，而倾斜或急倾斜煤层的开采则可能造成显著的局部变形，这将直接影响到上覆构筑物的安全性。此外，煤层的埋深也对地表变形有显著影响，浅埋煤层开采可能会引起更大的地表响应。 通过对特定构筑物的倾斜变形、水平变形和基础沉降最大值的允许要求的研究，学者们提出了安全煤柱（移动角γ、β）的概念，它是指为了保护构筑物免受开采影响而在煤层周围保留的未开采区域。合理确定安全煤柱的范围可以有效控制开采引起的地表变形，保障构筑物的稳定运行，并且有利于煤矿的可持续开采规划。 文章强调了这一研究的实际应用价值，为煤矿设计和管理提供了科学依据，有助于在保证煤炭资源有效利用的同时，减少对地面建筑的不利影响，促进矿业与环境的和谐发展。该研究进一步扩展了我们对薄煤层开采与地表互动关系的理解，为今后类似问题的研究提供了理论基础和技术支持。 关键词:薄煤层;煤层倾角;构筑物;基础变形;三维有限元数值模拟;安全煤柱 中图分类号:TD8 文献标识码:A