山区地形开采沉陷数值模拟及可视化

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地下煤炭采出以后,采场内的原岩应力平衡状态遭到破坏,引起覆岩体发生运动变形,这种变形由煤层向上(外)发展,范围逐渐扩大,经过一定时间后即可传递到地表,在此过程中,岩层内部的应力重新分布并达到新的平衡,最终形成地表沉陷盆地,造成开采沉陷土地损害。  本文着重研究了山区地形复杂地表建模,通过excel软件作为辅助工具生成复杂地表模型三维坐标,并通过GIS软件生成地标沉陷的动态过程,从而实现可视化。  开采沉陷规律研究及可视化,首先通过理论分析得出了山区地表的开采沉陷规律,即把山区地表沉陷分解为采动影响和滑移影响,并分别分析了采动滑移机理和滑移向量,用有限差分法进行解算。然后用数值模拟软件FLAC3D对山区地形地下开采进行数值模拟,得出地表沉陷的各个方向下沉云图,监控并导出地面点的三维坐标。最后对山区地表地形某矿首采区开采进行了研究,并通过GIS软件绘制开采沉陷等值线图及三维表面图,从而实现可视化。  最后得出结论:造成山区地表与平地开采沉陷规律不同的主要原因是山区地表自身的滑移趋势在采空区上覆岩层移动的诱导下加大了山区地表的变形程度和移动范围,进一步说明了山区坡体滑动对地表岩移的影响。  
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