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1、I白家庄矿采煤沉陷预测及治理研究摘要摘要随着煤炭资源的开采，越来越多的土地因为采空区塌陷而遭到破坏，威胁到地表人群的生产生活安全，也对生态环境造成很大破环。因此有必要对采煤沉陷区进行预测、防治研究。本文以白家庄矿 36703 工作面上方的地表为研究对象，根据工作面上方顶板的地质采矿条件，分别采用概率积分法和三维快速拉格朗日有限差分法（FLAC3D 数值模拟） ，对受开采影响的地表移动和变形进行静态和动态预测。获得了地表的下沉值、下沉范围。预测结果表明，在地表移动和变形预测方面，概率积分法和 FLAC3D 数值模拟都是可行的。作为一种三维显式有限差分法的数值分析工具，FLAC3D 在采煤沉陷模拟
2、预测方面具有广阔的应用前景，其直观、动态的分析将丰富采煤沉陷移动与变形的研究。本文最后根据概率积分法和 FLAC3D 数值模拟的预测结果，结合矿区的实际，提出了土地复垦和生态重建的治理方法。对于沉陷治理工作，提出了要从源头防治的措施，应采用更合理的采煤方式防止沉陷发生。关键词：预测；概率积分法；FLAC3D 数值模拟；地表移动和变形；土地复垦IIA study of mining subsidence prediction and managementon Bajiazhuang coalAbstractWith the exploitation of coal resources,an in
3、creasing number of land due to subsidence of mined-out area was destroied. The subsidence seriously threats to the ground productive and life safety of people, but also destroied ecological environment. Therefore, it is necessary for mining subsidence to research prediction and controlling. This pap
4、er takes ground above 36073 working face of baijiazhuang coal as an example. According to the geological and mining conditions of 36703 working face, itstatic and dynamic predicts the displacement and deformation of surface with the probability-integral method and Fast Lagrangian Analysis of Continu
5、a in 3 Dimensions(numerical simulation with FLAC3D) respectively. Results of prediction pointed out the value of the ground subsidence, the subsidence area. It shows that the probability-integral method and numerical simulation with FLAC3D are feasible on predicting displacement and deformation of t
6、he ground. But, as a three-dimensional explicit finite-difference analysis tool, the application in simulation and prediction mining subsidence has broad application prospect.Its visualized and dynamic analysis will be rich in the study which predicts the displacement and deformation of mining under
7、 ground.Finally,according to the predicted results of the probability-integral method and numerical simulation with FLAC3D, the treatment of the land reclamation and ecological reconstruction was used. For controlling work of subsidence, the better ways to prevent the subsidence occurred in coal min
8、ing is using reasonable mining methods to prevent subsidence from source.Key words: Prediction; Probability-integral method; Numerical simulation with FLAC3D; Ground displacement and deformation; Land ReclamationIII目录摘要.IABSTRACT.II1 绪论.11.1 问题的提出及研究意义 .1 1.2 国内外沉陷预测与治理研究现状 .2 1.2.1 国内外沉陷预测研究现状 .2 1
9、.2.2 国内外沉陷治理研究现状 .4 1.3 沉陷治理存在的问题 .6 1.4 本次研究采用的理论和主要研究内容 .62 沉陷预测方法概率积分法.72.1 概率积分法 .7 2.1.1 随机介质理论基本原理.7 2.1.2 下沉盆地 .9 2.1.3 单元水平移动 .11 2.2 预计公式 .13 2.2.1 半无限开采时地表移动盆地走向主断面的移动和变形的预计.13 2.2.2 有限开采时地表移动盆地走向主断面的移动和变形.14 2.2.3 有限开采地表盆地倾向主断面移动和变形预计.15 2.2.4 地表任意点移动和变形预计公式.17 2.3 计算参数的选取 .18 2.4 本章小结 .1
10、93 采煤沉陷治理方法.203.1 矿区土地复垦 .20 3.1.1 复垦土地平整技术 .20 3.1.2 梯田式复垦技术 .21 3.1.3 充填复垦技术 .23 3.1.4 挖深垫浅和直接利用法 .25 3.2 沉陷控制工程 .25 3.2.1 采煤沉陷控制技术 .25 3.2.2 井下回填 .26 3.2.3 注浆处置 .27 3.3 本章小结 .274 白家庄煤矿采煤沉陷预测研究.28IV4.1 白家庄煤矿基本概况 .28 4.2 白家庄煤矿开采沉陷预测 .28 4.2.1 地表移动预测参数的选取.28 4.2.2 预测结果 .29 4.3 沉陷预测分析 .36 4.3.1 最大沉陷值分析.36 4.3.2 沉陷面积分析 .37 4.3.3 沉陷剖面分析.38 4.4 本
