【摘 要】
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娘姆特煤矿首采区煤层属于大倾角煤层,地表赋存有20m-70m厚的多年冻土层。冻土的特殊性决定了工作面煤层开采后地表沉陷规律的特殊性。因此,研究多年冻土层下煤层开采的地表
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娘姆特煤矿首采区煤层属于大倾角煤层,地表赋存有20m-70m厚的多年冻土层。冻土的特殊性决定了工作面煤层开采后地表沉陷规律的特殊性。因此,研究多年冻土层下煤层开采的地表沉陷规律具有重要意义。本文以娘母特煤矿二采区为具体背景,采用理论分析、物理相似材料模拟实验和数值模拟相结合的研究方法,对多年冻土层下煤层开采后的地表沉陷规律进行研究。根据资料分析以及冻土力学实验得出矿区多年冻土层的物理力学参数。利用物理相似模拟以及数值模拟方法对地表多年冻土层下沉特征和多年冻土层的变形破断特征进行分析。研究表明多年冻土层下大倾角煤层开采后地表变形的下沉曲线呈非对称分布,最大下沉点偏向于埋藏较深煤层地表,最大下沉量达2.14m;地表多年冻土层与下覆岩层产生离层,最大离层量达1.35m;随着多年冻土层厚度的增加,地表下沉量逐渐减小,下沉范围逐渐增大,地表水平移动最大值逐渐减小,水平移动范围逐渐增大。通过理论公式计算研究得出多年冻土层挠曲变形下沉值为1.48m时发生初次破断,初次破断步距为291m;下沉挠度达到周期破断挠度0.11m时发生周期型破断,周期破断步距为85m。研究结果对多年冻土层下煤层开采地表损害控制具有重要意义。
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