地表移动观测站数据处理方法探讨

为研究开采沉陷区地表移动的规律,在现有的地表移动观测站及先进观测仪器的基础上,进一步改善观测数据处理的精度,提高地表移动数据处理结果的可信度,提出了对地表移动观测站按照坐标进行观测的方法．通过计算点位的方位角,不但可以求出沿观测线方向上的位移,还可以得到垂直于观测线方向的位移,从而提高了计算精度,便于对数据进行计算机处理．     

地表移动观测站数据处理方法探讨

为研究开采沉陷区地表移动的规律,在现有的地表移动观测站及先进观测仪器的基础上,进一步改善观测数据处理的精度,提高地表移动数据处理结果的可信度,提出了对地表移动观测站按照坐标进行观测的方法.通过计算点位的方位角,不但可以求出沿观测线方向上的位移,还可以得到垂直于观测线方向的位移,从而提高了计算精度,便于对数据进行计算机处理.     

时序分析在开采沉陷动态参数预计中的应用

应用时间序列分析法,对开采沉陷动态过程的概率积分法预计参数进行分析,建立动态预计模型。用该模型可对参数的未来值进行预计,然后利用预计结果进一步预计地表的移动变形,解决了开采沉陷的动态预计问题。应用此法,地表下沉的相对预计误差一般为４％左右,与传统方法相比,预计精度可提高５％～１５％。     

基于变步长FOA—Richards模型的 地表沉降动态预计

针对地表动态沉降的非线性和随机性特征,且沉降大致呈现"S"形曲线发展,最终趋向于稳定状态,采用Richards函数进行动态预计。基于采动区地表下沉Richards模型求取参数较为复杂,引入变步长果蝇优化算法(FOA)思想,建立采动区地表下沉动态预计的变步长FOA—Richards模型,以提高预测精度。工程实例分析表明,变步长FOA—Richards模型符合理想的时间函数特征,能够较好地预计出动态下沉值及下沉速度,且精度可靠性较高。     

厚松散表土层条件下的地表移动预计参数

对五沟煤矿1013首采工作面地表移动观测站观测、数据处理和分析，采用线性最小二乘估计和非线性最小二乘估计，求取了静态预计参数、动态预计参数经验公式，得出五沟煤矿厚松散表土层条件下的地表移动与变形规律，为预测未来地表塌陷的范围、损坏等级提供了技术参数，为煤矿的安全生产、“三下”采煤与环境治理提供了科学依据。     

开采沉陷预计参数的确定方法

基于相似理论的基本原理 ,根据我国 1 2 0多个地表移动观测站的监测数据 ,导出了开采沉陷预计参数与岩体综合变形模量E、采深H和采厚M等因素之间的统计公式 ,即地表下沉系数 q、水平移动系数b、主要影响角正切tanβ和拐点偏移距与采深的比值S0 /H与相似准则E/Em 和 ρH2 ( 1 0 0MEm)之间呈线性关系 .研究表明 :岩体的综合变形模量对开采沉陷预计参数的影响显著 ,采深主要影响拐点偏移距 ,对其它预计参数的影响甚微 ,而采厚对所有预计参数的影响都很小 ,可忽略     

开采沉陷预计参数的确定方法

基于相似理论的基本原理,根据我国120多个地表移动观测站的监测数据,导出了开采沉陷预计参数与岩体综合变形模量E、采深H和采厚M等因素之间的统计公式,即地表下沉系数q、水平移动系数b、主要影响角正切tanβ和拐点偏移距与采深的比值S0/H与相似准则E/Em和ρH2(100-MEm)之间呈线性关系.研究表明岩体的综合变形模量对开采沉陷预计参数的影响显著,采深主要影响拐点偏移距,对其它预计参数的影响甚微,而采厚对所有预计参数的影响都很小,可忽略.     

浅埋厚煤层高强度开采地表移动规律实测研究

为研究浅埋厚煤层高强度开采地表移动规律,结合哈拉沟矿地质采矿条件,在22407工作面上方布设合理的地表移动观测站,进行地表移动和变形监测,获得较为完善的地表移动和变形资料。通过分析地表走向和倾向观测线的静、动态移动变形曲线,获得地表移动变形规律、相关角量参数及概率积分法预计参数。结果表明,在浅埋厚煤层高强度开采条件下,地表下沉比较剧烈,地表最大下沉速度达到696 mm/d,移动变形比较集中,能够快速形成下沉盆地,地表移动在很短的时间内达到稳定状态。研究成果可以为类似矿区设计"三下"采煤及合理留设各类保护煤柱、地表沉陷预计提供参考。     

基于MATLAB求取地表移动预计参数的方法研究

在分析求取地表移动预计参数常用方法存在的问题和拟合求参基本原理的基础上，提出了利用Matlab中的非线性最小二乘法拟合函数求取概率积分法预计参数的方法．根据观测站的实测资料和各个观测站具体地质采矿条件选择合适的预计函数，用此方法求取各个观测站的地表移动预计参数．结果表明，用该方法求取地表移动预计参数方便、准确．     

房式开采地表沉陷规律试验研究

南屯煤矿在国内率先进行了房式采煤法的工业试验工作,并专门建立了地表移动观测站,取得了大量的观测数据.通过对观测资料的整理和分析,获得了该区条件下房式开采时的地表移动变形规律和有关参数,为今后我国建筑物下房式开采提供了宝贵的资料.     

基于航摄影像的地表移动观测站设计

航摄影像分辨率比较高、所含信息量大,能够较好地反映矿区的地形、地物和地貌.在设计鹤壁八矿3103工作面地表移动观测站时,应用该矿区航摄影像对3103工作面地表移动观测站进行辅助设计和观测点的布设.研究表明,应用航摄影像辅助地表移动观测站设计不仅可以减少实地踏勘的工作量,而且也提高观测站的设计和观测效率.     

非规范观测站岩层移动角计算方法分析

鉴于某矿区地表移动观测站的非正规布置,根据观测线上三个临界变形值位置,确定地表影响椭圆分布区域的边界点;建立独立坐标系,将边界点与坐标原点进行联合观测,计算出边界点相对于原点的坐标值,然后将各个坐标值代入椭圆方程,求取地表影响椭圆半轴长,根据移动角与开采边界的空间几何关系,计算出矿区的岩层移动角.研究表明,该方法简洁实用,能够满足开采沉陷工程的实际要求.     

密实充填采煤的岩层移动理论研究

综合机械化固体充填采煤技术能实现密实充填,其岩层移动和地表沉陷规律与垮落式采煤显著不同.在较系统分析充填采煤岩层移动的等价采高理论基础上,建立了密实充填采煤岩层移动的结构力学模型,并进行了连续介质力学分析,给出了相应的岩层移动和地表沉陷计算公式.通过实例分析,提出了在密实充填后,如还采用概率积分法预计地表沉陷,则应对传统的地表下沉预计参数加以修正.可为密实充填采煤覆岩移动和地表沉陷分析提供相关思路以及理论和方法.     

大采深巨厚砾岩综放开采地表沉陷规律

以常村煤矿工程地质资料和地表移动观测站资料为依据,详细分析了2113工作面地表终态下沉、动态下沉和终态水平移动的特征,从机理上研究了大采深巨厚砾岩开采条件下地表形变异常的原因.通过走向方向最大下沉点下沉速度的变化规律和工程实测资料,得出了地表形变与井下冲击地压的关系,确定了地表移动与变形的角量参数.结果表明,受关键层的控制,在整个观测过程中,地表始终处于缓慢下沉状态,且在沉降过程中不存在下沉突变点;下沉速度的反弹可以作为冲击地压危险的预报信息,巨厚砾岩层的运动是发生矿震的主要力源之一.     

房式开采地表沉陷规律试验研究

南屯煤矿在国内率先进行了房式采煤法的工业试验工作,并专门建立了地表移动观测站,取得了大量的观测数据。通过对观测资料的整理和分析,获得了该区条件下房式开采时的地表移动变形规律和有关参数,为今后我国建筑物下房式开采提供了宝贵的资料。     

开采沉陷岩移参数研究现状分析

开采沉陷岩移参数是表征岩层和地表移动规律的重要参数,其取值的准确与否直接影响到矿山生产设计的合理性和安全性.开采沉陷岩移参数的确定方法主要有实测数据拟合、回归分析、工程类比、神经网络、力学反演分析法和模糊数学方法.在综合分析大量文献的基础上,综述了开采沉陷岩移参数的研究现状,指出了可以应用相似理论确定不同地质采矿条件下开采沉陷岩移参数.     

基于空间关系的岩层移动角推算

建立地表移动观测线是求取开采沉陷岩层移动参数的重要途径,鉴于某矿地表3211观测线的布设不严格平行于工作面走向或倾向方向,通过分析该观测站的实测资料,确定了沿观测线布设方向的斜向移动角;根据斜向移动角和移动角的空间关系,推算出了该矿区的岩层移动角.研究表明,基于空间关系推算岩层移动角的方法简洁实用,能够满足开采沉陷工程的实际要求.     

水平煤层半无限开采时沉陷参数误差对下沉预计结果精度的影响

本文依据误差理论，系统地分析了水平煤层半无限开采时概率积分法、威布尔分布法和样条概率积分法的参数误差对下沉预计结果精度的影响，弄清了预计结果精度的分布规律，评述了它们的优缺点，并指出了改进措施。本文的研究结果对开采沉陷观测站设计、开采沉陷参数及计算模型的识别具有指导意义。     

基于卡尔曼滤波的地表移动变形预测

针对传统卡尔曼滤波模型在地表变形预测中依赖于噪声和数学模型而导致的运行发散问题,提出了一种基于方差补偿自适应卡尔曼滤波的建筑地表移动变形预测分析方法.提出的自适应卡尔曼滤波主要是通过适当的估算和修正系统模型的不确定参数以及噪声的统计特性,来弥补滤波过程中噪声方差的不足.建立了自适应卡尔曼滤波的数学模型,并在Matlab软件上对地表移动变形预测进行了仿真分析,其结果验证了所提卡尔曼滤波方法在地表移动变形预测应用中的可行性,表明该方法有效提高了实时预测的可靠性和预测精度.     

开采沉陷数据的可视化研究

利用C#语言实现了煤矿开采地表移动与变形等值线（下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形）的绘制,在此基础上进行了影响区域任意两点间的剖面线的绘制,基本实现了开采沉陷数据的可视化,可对采区上方建筑物进行了破坏等级划分,从而判别建筑物是否受到地下开采的影响以及受到开采影响的程度。