建筑物下多煤層條帶開采技術(shù)研究碩士開題報告(已修改)
2025-08-31 19:22 本頁面
【正文】 山東科技大學(xué) 碩士研究生學(xué)位論文開題報告 及論文工作計劃 論 文 題 目 建筑物下多煤層條帶開采技術(shù)研究 研究生姓名 XX 導(dǎo)師姓名、職稱 XX 學(xué)科專業(yè) 礦業(yè)工程 研究方向 XX 入學(xué)年月 2 0 1 1 年 9 月 學(xué)院名稱 XX 開題時間 2 0 1 2 年 10 月 9 日 2020 年 10 月 9 日 1 一、 立論依據(jù) 課題來源、選題依據(jù)和立論背景 課題為自選，以 里彥煤礦建筑 物下的 1 1 17煤條帶開采煤柱留設(shè)問題為研究背景 。 條帶開采是把要開采的煤層劃分成比較正規(guī)的條帶進(jìn)行開采，采一條，留一條，利用保留的煤柱支撐上覆巖層，從而減少覆巖沉陷，控制地表的移動和變形，達(dá)到地面保護目的的部分開采方法。從條帶的布置形式及開采方法上包括 :水砂充填條帶、矸石充填條帶、冒落條帶、分層冒落條帶、近距煤層群條帶、變采留比條帶、不規(guī)則條帶及古小窯老空區(qū)下條帶等。盡管條帶開采采出率低、資源損失嚴(yán)重，但由于我國礦區(qū)村莊密集，搬遷費用巨大，為解放村莊下壓煤，條帶開采作為一種減少地表沉降的特殊采煤法， 近幾年各礦區(qū)都應(yīng)用條帶開采進(jìn)行了建筑物下采煤實踐。條帶開采源于房柱式開采，我國自撫順勝利礦1967年利用充填條帶法進(jìn)行市區(qū)下采煤以來，先后在撫順、阜新、蛟河、峰峰、鶴壁、平頂山、徐州等礦區(qū)進(jìn)行了多個條帶開采的試驗與實踐，創(chuàng)造了巨大的社會和經(jīng)濟效益，取得了一些有益成果。條帶開采的研究涉及巖石力學(xué)（包括巖石及煤的強度，煤柱應(yīng)力的變化及煤柱的穩(wěn)定等）和開采沉陷學(xué)（包括條帶開采的沉陷機理、地表移動與變形的計算、開采方案的設(shè)計等）兩大領(lǐng)域。對條帶開采的研究主要分 3個方面 :現(xiàn)場試驗與觀測、模型試驗和數(shù)值計算分析研究（包 括力學(xué)的理論計算），模型試驗以相似材料試驗為主，條帶開采的大部分研究成果基于模型試驗結(jié)果和數(shù)值分析結(jié)果。國內(nèi)外對單一煤層條帶開采進(jìn)行了大量研究，取得了豐碩的成果，但對多煤層條帶開采的相關(guān)研究較少。 煤炭在我國一次能源消耗中占 70%左右，隨著大量的煤炭資源從地下采出，開采所引起的地表沉陷及其環(huán)境災(zāi)害問題日益突出。在保證地面建（構(gòu)）筑物安全的前提下，最大限度地開采煤炭資源是開采沉陷學(xué)科目前面臨的主要問題。我國三下壓煤儲量較大，僅國有煤礦村莊下壓煤就達(dá) 522億 t，其中，煤層群賦存的壓煤量所占的比重較大，而且壓煤開采研究較少。在單一煤層中，開采的煤層無需選擇?？墒?，在煤層群壓煤開采條帶設(shè)計時，往往會因建筑物保護等級的限制，只能從多層煤中采出一層或幾層。建筑物下采煤的關(guān)鍵問題之一是控制巖層及地表沉陷，巖層與地表沉陷控制也是礦山開采沉陷學(xué)的主要研究方向之一。 盡管條帶開采采出率偏低，資源損失率較大，但由于它能夠有效地控制采場上覆巖層和地表移動，有利于保護地面建 （構(gòu)） 筑物 ， 有利于安全生產(chǎn)，而且一般不需要增加或較少增加生產(chǎn)成本 ， 在現(xiàn)有的技術(shù)水平和經(jīng)濟環(huán)境下 ， 條帶開采還是我國解決村莊下、重要建筑物下及不宜搬遷建筑 （ 構(gòu) ） 物下等壓煤 開采的有效技術(shù)途徑。因此 ， 研究探索新的理論和方法 （ 如非線性科學(xué) ） 用于解決條帶開采中的上述問題 ， 對更好地利用條帶開采 2 技術(shù)解放三下壓煤，提高煤炭資源回收率、預(yù)防或減輕采動損害、保護地表建 （ 構(gòu) ） 筑物和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要的理論和實際意義。 3 二、文獻(xiàn)綜述 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài) 煤炭工業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其健康、穩(wěn)定、持續(xù)地發(fā)展是關(guān)系到國家能源安全的 重大問題，也是我國國民經(jīng)濟健康發(fā)展的基礎(chǔ) 。我國煤炭資源十分豐富，但隨著部分老 礦井可采煤量的枯竭，開采建（構(gòu)）筑物下壓煤已是勢在必行。近幾十年來，隨著大量煤炭資源的采出，因開采而導(dǎo)致的環(huán)境問題日益突出，破壞了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和人類賴以生存的地表建（構(gòu)）筑物和設(shè)施。條帶開采法是一種部分開采方法，能減少地表沉陷，有利于保護地面建（構(gòu)）筑物和設(shè)施，是“綠色開采技術(shù)”體系中的重要措施之一，目前已成為建（構(gòu)）筑物下等壓煤開采的有效技術(shù)途徑。目前開采建（構(gòu)）筑物下壓煤的常用方法有充填開采和條帶開采等方法。由于充填開采法的費用較高，應(yīng)用不廣泛 。條帶開采法則因其對圍 巖擾動輕、地表移動變小的特點而得以廣泛應(yīng)用。 國內(nèi)外許多煤炭科技工作者對條帶開采技術(shù)進(jìn)行了大量深入的研究，取得了許多較 為豐富的研究成果。國外如歐洲的主要采煤國家波蘭、前蘇聯(lián)、英國等在上世紀(jì) 50年代 就開始應(yīng)用條帶法開采建筑物下，尤其是村鎮(zhèn)、城市下壓煤，己經(jīng)取得了較為豐富的實 踐經(jīng)驗。我國自上世紀(jì) 60年代開始應(yīng)用條帶開采方法回采建筑物下、鐵路下、水體下壓 煤，先后在全國 10多個省的 100多個條帶工作面進(jìn)行了條帶開采，取得了豐富的研究成果 現(xiàn)場觀測資料和理論成果。但是，無論國外還是國內(nèi)，有關(guān)對多煤層條帶開采的 地表沉陷機理與控制、覆巖及地表移動、采寬留寬優(yōu)化設(shè)計等均缺乏更深入的研究。 （ 1）在巖層與地表移動機理、運動規(guī)律方面的研究現(xiàn)狀 多年來，采礦和礦山測量工作者分別從不同的角度以不同的方法對巖層移動與地表沉陷規(guī)律進(jìn)行了研究。經(jīng)典唯象學(xué)方法的研究僅停留在對現(xiàn)象的微觀描述上，在實測資料基礎(chǔ)上，考慮地質(zhì)采礦因素，用統(tǒng)計方法來描述巖層運動。經(jīng)典力學(xué)方法將巖體屬性假設(shè)簡化，利用力學(xué)理論求解微分方程各種未知量。但是，由于巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，該方法實際應(yīng)用效果較差。正確的方法應(yīng)是二者的結(jié)合，即“黑箱”問題“灰箱”化。條帶 開采的實測資料表明 :條帶開采地表移動和變形規(guī)律與全采相似，目前普遍認(rèn)為條帶開采的巖層與地表移動機理截然不同于長壁式全部垮落法開采，在條帶開采地表與巖層移動機理方而提出的假說主要有 :煤柱的壓縮與壓入說、巖梁假說、托板理論以及波浪消失說等。 在單一煤層條帶開采巖層移動機理及規(guī)律方面，國內(nèi)外學(xué)者主要通過建立條帶開采地
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