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煤矿采空区对上覆永久基本农田损毁程度研究

煤矿采空区对上覆永久基本农田损毁程度研究

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作者：唐明杰西南科技大学

学位级别：硕士

永久基本农田即对优质耕地实行永久性保护,相关条例规定永久基本农田不能被任何单位和个人损毁。对永久基本农田实行全方位的保护是实现我国农产品稳定增长,解决我国人地矛盾和粮食安全的有效途径之一。本文秉承着不能损毁永久基本农田... 详细信息

永久基本农田即对优质耕地实行永久性保护,相关条例规定永久基本农田不能被任何单位和个人损毁。对永久基本农田实行全方位的保护是实现我国农产品稳定增长,解决我国人地矛盾和粮食安全的有效途径之一。本文秉承着不能损毁永久基本农田的原则,通过永久基本农田损毁程度评价来确定自然工况下地下开采对永久基本农田的损毁程度和范围,并探究经济合理的治理措施,达到地下开采不破坏永久基本农田的目的。这对地下矿山的生产经营具有一定的指导意义和价值。本文以四川省某地下矿山为例,建立了相应的简化数值模型,用FLAC软件对该矿山地下开采造成的地表移动变形进行了模拟。模拟结果表明:开采完C11煤层,其采空区上方会出现拉伸塑性破坏区,产生拉张裂隙,裂隙带会通达地表,破坏地表永久基本农田,同时造成地表产生较大的移动变形;继续开采C13煤层,基本上不会对C11煤层采空区上方的塑性区产生附加影响,但会加大地表移动变形。并通过永久基本农田损毁程度评价确定了矿山的开采对地表永久基本农田的损毁程度和范围,评价结果表明:开采C11、C13煤层相较于仅开采C11煤层的永久基本农田损毁范围和面积增加了13.35%,可知重复采动会加重永久基本农田的损毁。在探索防止永久基本农田损毁的治理措施方面,得到留置煤柱是较为合理的方案,并通过数值模拟实验找到了合理的煤柱大小,其结果表明:当进行第一组实验,即仅开采C11煤层时,至少需要留置宽度为4m的天然煤柱才能避免地下开采对永久基本农田的造成影响;当进行第二组实验,即在第一组实验的基础上继续开采C13煤层时,若不在C13煤层留置煤柱,那么第二组实验的所有方案都会对地表永久基本农田造成影响;当进行第三组实验,即在C11、C13煤层采空区中都留置煤柱时,需要在所有采空区留置宽度超过8m的天然煤柱才能防止地下开采对永久基本农田的损毁。考虑到矿山经济效益最大化的因素,应在所有采空区留置煤柱的宽度应为8m。

关键词：永久基本农田采空区损毁程度评价数值模拟

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