【摘 要】
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彬长矿区地处陕北黄土高原与陇东黄土高原结合部,煤炭资源量达69亿吨。煤层采出后,土地、生态环境、水资源、建筑物及交通遭到严重破坏。因此,研究彬长矿区地面塌陷特征及形
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彬长矿区地处陕北黄土高原与陇东黄土高原结合部,煤炭资源量达69亿吨。煤层采出后,土地、生态环境、水资源、建筑物及交通遭到严重破坏。因此,研究彬长矿区地面塌陷特征及形成机理对彬长矿区矿井安全生产、采动建筑物保护、生态环境保护、水资源保护及政府决策有重要的理论意义和实用价值。通过对彬长矿区地面塌陷的详细调查,认为彬长矿区地面塌陷(非连续变形)的类型主要有塌陷盆地、裂缝、塌陷槽、黄土崩塌与窑洞坍塌。并总结出彬长矿区地面塌陷(非连续变形)的影响因素为开采深度及基岩厚度、工作面宽度与采厚、覆岩岩性结构与关键层厚度、地形地貌等。应用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的公式、《矿井水文地质工程地质勘探规范》中的公式、数值模拟、相似材料模拟、经验数据与实测数据对彬长矿区“两带”发育高度进行综合分析。得出《规程》中公式所得裂采比比实测值偏小很多,《规范》中公式所得裂采比则比实测值偏大;数值模拟、相似材料模拟、经验所得裂采比与实测值极为接近,裂采比在11.5～13.4之间。综合分析认为用裂采比13.3来预计彬长矿区“两带”发育高度是可行的。并以此为基础进行彬长矿区水害预测,可得彬长矿区中部及西北部为水害严重区。根据数值模拟、相似材料模拟及野外调查分析,总结出彬长矿区地面发生非连续性变形的覆岩破坏模式,即煤层开采后自下而上依次形成冒落带、裂隙带、离层带及弯曲下沉带、关键层局部拉破坏区、松散层破坏区,离层带与裂隙带之间存在很大的自由空间,关键层局部拉裂破坏只是岩体强度的弱化。在此基础上建立了彬长矿区地面塌陷(非连续变形)预测的数学模型。
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