厚松散层底含直覆薄基岩开采地表沉陷预计及特征研究
彭世龙1
程桦2
姚直书3
荣传新3
蔡海兵3
张亮亮3
1.安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室,安徽合肥 230601;安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 2320012.安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室,安徽合肥 230601;安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001;安徽省矿山生态修复工程实验室,安徽合肥 2306013.安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001
摘要：针对厚松散层底含直覆薄基岩条件下开采地表沉陷机理与特征问题,采用开采沉陷理论、土体固结理论和随机介质理论,分析了厚松散层底含疏水固结过程中的水土耦合受力变形机制,根据叠加原理建立了厚松散层薄基岩煤层开采与底含疏降水共同作用下地表沉陷预计模型,讨论了该类条件开采地表沉陷特征及其主要影响因素.研究表明:提出的厚松散层底含直覆薄基岩开采沉陷预计模型,考虑了煤层开采与厚松散层底含疏水固结沉降共同作用,并得到工程验证;厚松散层底含疏水固结沉降作用,加大了地表沉陷盆地沉降量,减缓了盆地边缘收敛速度,大幅增加了地表下沉和水平移动范围,出现下沉系数大于1,且地表下沉10 mm边界点明显向采区外侧延伸现象,其地表沉陷曲线呈"中间小开口深盆地,两侧大开口浅盆地"复合型特征;采煤和底含疏降水共同作用地表沉陷范围与底含疏降水引起的地表沉陷范围相近,地表移动盆地边界角δ随厚松散层厚度 Hls增大而减小;最大水头下降△hm与地表最大下沉量呈正相关,但对沉陷范围影响较小;底含疏水影响半径Rw主要影响地表沉陷范围;底含厚度M主要影响地表沉陷程度.研究结果可为科学留设类似条件工广立井井筒与建筑(构)物保护煤柱,以及开采沉陷区环境影响评价提供理论依据.
关键词：厚松散层薄基岩疏水固结地表沉陷预计模型沉陷特征
分类号：TD262(矿山设计与建设)
资助基金：国家自然科学基金(52004003)国家自然科学基金(51874005)国家自然科学基金(52174156)
论文发表日期：2022-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 4417-4430 )
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