新三矿村庄保护煤柱充填开采地表移动变形预计分析

为研究村庄保护煤柱膏体充填开采后地表变形对建筑物的破坏情况,以冀中能源峰峰集团新三矿为例,运用概率积分法对新三矿西赵庄保护煤柱采后地表移动变形进行计算.为了使计算结果更加接近实际,对开采沉陷预计参数进行了详细分析,重点研究了膏体充填开采工作面沉陷量对下沉系数的影响.根据计算结果,绘制了地表下沉等值线图、地表倾斜等值线图和水平变形等值线图.经计算,地表变形值均在Ⅰ级破坏范围以内,对地表建筑物影响轻微,可以正常使用.     

地表最大下沉值的计算

生产矿井中往往不同采区的地表下沉和变形不同,因此如何正确计算地表最大下沉值,是确定安全和合理开采参数的重要依据。采动地表移动稳定后的最大下沉值W_(max),是一个重要的移动参数,它是预计铁路和建筑物下采煤时变形值的函数。     

深埋煤层采动山区地表移动规律实测研究

为研究深埋中厚煤层采动山区地表移动规律,在韩城矿区某综放工作面上方建立了地表移动观测站,通过分析地表移动变形实测数据,得出工作面开采引起的倾向非充分采动地表移动盆地变形值较大,对此采用概率积分法对数据进行了拟合并求取相关参数,研究结果为韩城矿区后续工作面开采沉陷的预计和保护煤柱留设提供了参考依据。     

厚煤层大采高开采地表下沉观测与结果分析

随着煤矿步入现代化开采,厚煤层大采高开采技术已得到广泛应用.大采高必然导致大开采空间,覆岩运动较为剧烈,继而对地表构(建)筑物造成一定的损害.为有效地保护地表建筑物免受破坏,合理地留设保护煤柱,本文以山西晋城寺河煤矿5304大采高工作面为工程背景,建立地表移动观测站,对地表移动变形规律及岩层角值参数进行研究分析,并采用概率积分法对地表移动变形进行预计,绘制了地表移动变形等值线图.结果表明:该工作面开采后引起的地表最大下沉值为4365.6 mm,下沉系数为0.83;矿区倾向移动角为73.8°,边界角为70.2°,走向移动角为73.2°,边界角为67.8°,充分采动角为52.8°,最大下沉角为86.6°.研究成果对寺河矿区的保护煤柱设计以及"三下"开采具有一定的指导意义.     

厚煤层大采高长工作面地表移动规律分析

为了掌握煤炭开采后对地表的影响,文章以晋煤集团成庄矿5310大采高工作面为例,建立地表移动观测站,收集地表移动数据,并对观测数据进行分析,得到地表下沉曲线、地表沉陷影响范围和地表移动关键参数。结果表明:大采高工作面开采后,地表移动和变形值较大,地表沉陷影响范围广,在走向上最大影响范围超过300m。     

生产矿井无沉陷观测资料的地表移动与变形预计参数分析

通过对受开采影响的建筑物破坏程度与地表移动及变形值的关系进行分析,获得地表移动与变形分析值。在此基础上,选择几组预计参数初值分别对已获得地表移动与变形值的地表点进行预计,取预计值与分析值差值平方和最小的一组对应的预计参数,作为本矿井地表移动与变形预计参数。实例证明,该分析方法是正确的,且使用方便。     

煤层开采后地表下沉盆地变形分析

同煤集团永定庄煤矿的14层和15层煤是上下层位关系,两层煤对应的地表为村庄建筑物,煤层开采后对地表产生一定影响。为了解两层煤采后地表盆地运动情况,设计了产生地表变形最大的预计方案,采用概率积分法对开采后的地表变形进行预计。预计结果显示最大地表下沉值为950 mm,下沉盆地没有达到充分采动,地表下沉盆地的影响范围是采空区范围的8.9倍,由于采深较大,开采面积较小,地表变形属于正常波动范围,不影响煤矿安全开采。     

基于概率积分法的非充分采动地表沉陷预计

根据邯郸矿区某矿工业广场下2103工作面非充分采动的技术条件,由工作面的宽深比对预计参数进行修正,采用修正后的参数按照概率积分法进行地表沉陷预计。由已推进部分造成的地面建筑物倾斜观测值的比较可以看出,参数选取合理。从地表变形规律可以看出,非充分采动的各种变形值都比充分采动要小,而煤层倾角则造成了下沉盆地向下山方向偏移,致使下山方向拐点处的建筑物损坏严重。     

冠山矿建筑物下重复采动可行性研究

为探明重复采动对地面建筑物的威胁程度,提出了建立重复采动作业下地面各个移动变形值叠加的力学模型,运用开发的矿井回采地面沉陷预计系统和重复采动地面变形叠加系统,对重复采动作业下地面下沉值、倾斜变形值、水平变形值和曲率变形值进行预计和分析结合《三下规程》要求,判定重复采动作业的可行性。预测结果表明:以冠山矿0901工作面和1001工作面采动作业为例,地面建筑物在2个工作面重复采动作业的影响下,叠加系统计算出的各个最大变形值均在《三下规程》规定的Ⅰ级范围内,能够保证地面建筑物的安全使用,重复采动开采方案具有可行性。设置地面移动变形监测站,对冠山矿0901、1001工作面开采后的地面变形量进行监测,观测结果在规程规定的Ⅰ级范围内,验证了预计结果的准确性。     

基于采动充分性的地表动态下沉预计方法

井工开采及其对地表附属物的影响是一个动态过程,目前常用的采动影响预测多为静态结果,难以准确评价受护对象的影响程度,科学预测采动影响范围及程度对指导工程设计与受护对象防护具有重要的实际意义。在分析国内外动态预计方法的基础上,将现有动态预计方法依据其建立方法和思路分为时间函数法、速度函数法和下沉折减法3类,分析了这些方法的优势和局限性。分析了随开采充分性变化地表下沉速度的分布特征,通过对4个工作面近水平开采条件下地表移动的长时间观测与理论分析,提出了开采过程中地表最大下沉速度的计算公式,避免了因观测时间间隔差异引起测得地表下沉速度不准确的问题,分别建立了起动距、超前影响距、最大下沉速度滞后距与工作面推进速度的动态关系;提出了走向主断面包含开采充分性的地表下沉速度的分布函数和走向主断面动态下沉预计方法。采用建立的动态下沉预计方法,对神东补连塔矿地质开采条件下地表动态下沉进行了预计分析,并与主断面实测下沉数据进行了对比验证,结果表明,当工作面推进速度变化不大时,所用方法平均相对误差为2.1%,具有较好的预测精度;建立的动态下沉预计方法弥补了以往研究成果对开采初始阶段研究的不足,比建立在充分采动区单点移动全过程的预测模型更为可靠。     

急倾斜矿层开采地表移动变形预计

常用预计方法不适用于急倾斜矿层开采地表下沉预计,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数,由于该模型所需的计算参数较多且求取方法较为复杂,在实际工作中并未得到广泛应用。采用改进的皮尔森Ⅲ型函数进行急倾斜矿层地表移动变形预计,改进后的皮尔森Ⅲ型函数与经典皮尔森Ⅲ型函数具有相同的性质,参数物理意义明确且方便求解应用。根据某金矿地表移动观测资料,采用改进的皮尔森Ⅲ型函数为预计模型,应用MATLAB软件进行了模拟计算,预计了急倾斜金矿层开采引起的地表下沉、倾斜和曲率,分析了地表移动变形预计的特点,为金矿建(构)筑物下安全开采提供了依据,为实现急倾斜矿层开采地表移动变形精确预计奠定了基础。     

采动地表沉陷全过程预计方法与存在问题分析

精确、可靠的开采沉陷预计结果既是井下工作面优化设计、采动损害程度评价的重要依据，也是土地复垦、生态重建设计和老采空区地表再利用稳定性评价的基础。随着实践认识的提高，开采沉陷的研究热点也逐渐从传统的移动稳定的终态预计转向采动地表移动变形的动态预计；当连续6个月累计下沉不超过30 mm时，则认为传统的采动地表移动已经停止，但随着冒落破碎岩石的压实压密导致的缓慢残余下沉仍将持续，且残余下沉的预计也逐渐引起了研究者的重视。基于采动地表移动规律，将采动地表沉陷移动全过程划分为2个阶段：第1个阶段是包括初始期、活跃期和衰退期的地表动态移动变形期；第2个阶段为衰退期结束后的残余下沉期。针对第1个阶段，分析了现有预计方法的优缺点，提出了基于时间函数与概率积分法结合的开采沉陷动态过程预计方法和时空基准，明确指出了只考虑时间而不考虑开采过程进行动态预计、对比验证的错误，强调了终态预计只是动态预计的一个特例，且该动态预计只适用于滞后下沉而不适用于残余下沉的预计。针对第2个阶段，顾及冒落破碎岩石压实压密引起的残余下沉量小，基于衰退期下沉与残余下沉的连续性、残余下沉线性衰减性，给出了给定地质采矿条件下地表残余下...     

非充分开采条件下地表沉陷预计与可视化研究

为研究深部非充分采动条件下地表移动变形规律,指导矿井安全生产,义煤集团某大型煤矿建立了地表移动观测站,根据地表移动实测数据进行参数的拟合解算,采用概率积分法进行地表移动和变形预计。结合MATLAB仿真技术,实现了煤矿深部非充分采动条件下地表沉陷可视化预计,并实现了地表变形图绘制,为煤矿深部开采地表移动规律研究提供了重要参考。     

山区采动地表数字地面模型及应用

衡量矿山地下开采引起地表移动的变形参量包括下沉、水平移动、倾斜、水平变形和曲率,根据其具有显著的空间特征,首次提出了山区采动地表数字地面模型种类,并应用山区开采沉陷预计绘制了地表移动变形等值线,结合矿区地表建筑物损坏的临界变形值,提出应用数字化形式对地表建筑物损坏等级及损坏范围的判定方法,以此为矿区地面建筑物的预先防护提供决策。     

兴隆庄矿综放工作面地表沉陷规律实测研究

兖州兴隆庄矿在1307综放工作面上方设立了3条地表移动变形观测线,以获得不同表土厚度或采深条件下地表移动参数,为今后合理留设铁路及建筑物保护煤柱提供依据。通过对实测资料的总结分析,得到了该区综放开采条件下的地表移动变形规律、各种角值参数和预计参数,并对边界角、移动角进行了相关分析研究,研究成果为今后类似条件下各类建(构)筑物下采煤提供了科学依据。     

采煤工作面沉陷预计方法及其应用

义桥煤矿在首采工作面开采前,运用概率积分法对地表影响范围进行了沉陷预计,根据预计结论对地表受影响的建筑物采取了针对性的保护措施。工作面开采结束,且沉降稳定后,将预计结果与实际沉陷情况进行对比,发现地表移动参数与实际基本吻合。为义桥煤矿其他工作面的开采提供了较为可靠的技术依据,同时对同类地质条件下其他矿井也有很好的借鉴意义。     

煤矿开采地表沉陷预测及其防治研究

以陕西某矿4号开采煤层为研究对象,通过地质条件分析和地表移动变形现场观测,得出非充分采动条件下对地表的沉降规律,并通过FLAC3D模拟进行验证。研究结果表明,仅有1个工作面开采时,地表下沉量很小,沉降系数为0028,没有对地表的建筑物造成破坏;当2个工作面交替回采时,地表的沉降变形明显增大,沉降系数达到了015,属于非充分采动范围,不对地表建筑物造成破坏。开采工作面数量的增多不会增大地表的移动范围,使得地表下沉量和下沉速度显著增大,主要是受坚硬顶板的控制。当采深大于15 m以后,地表进入充分采动状态,地表建筑物将遭到破坏。研究结果阐明了煤矿工作面开采后的地表沉陷规律,也为相似地质条件矿井的地表沉降防治提供了参考。     

钻井水溶法开采的地表沉陷预计研究

为了准确预计钻井水溶法开采后对地表产生的移动和变形,基于钻井水溶法开采特点,利用由不溶矿物形成的结晶水物质的膨胀率,建立了钻井水溶法开采的等价采高模型。此外,还分析了随机介质理论用于钻井水溶法开采地表沉陷预计的可行性。在阐述概率积分法基本原理的基础上,通过借鉴国内外条带水砂充填开采的预计实例,求得了钻井水溶法开采的概率积分法预计参数,并结合工程实例,利用概率积分法预计了某盐矿开采后引起的地表移动变形。结果表明:建立在上覆岩层软弱、顶板跨落基础上的概率积分预计方法适用于钻井水溶法开采的地表沉陷预计,且钻井水溶法开采后引起的地表移动变形值远小于相同条件下的煤矿开采。     

我国浅埋煤层快速开采下地表沉陷规律研究现状与展望

基于浅埋深和工作面快速开采相结合导致地表沉陷规律的特殊性,从我国浅埋煤层开采条件下地表移动规律、地表沉陷预计方法及地表沉陷控制等方面进行了现状概述,结合我国"三下"采煤规程和已有矿山开采沉陷理论与实践,指出浅埋地表沉陷规律研究现有成果存在的不足和局限性。给出以后可从工作面开采速度对地表沉陷规律、地表移动参数等影响,基于开采速度尺度下地表沉陷动、静态全过程统一预测模型,通过引入"地表移动与变形速度"新指标来进行建(构)筑物损坏评价,以及考虑从优化工作面开采速度方面来减轻采动损坏等4方面开展浅埋深快速开采条件下地表沉陷规律的研究和应用工作。     

厚松散层大采深多工作面接续开采地表移动规律研究

为了研究厚松散层大采深地质条件下多工作面接续开采地表移动变形规律,以开滦钱家营矿十采区岩移观测站观测数据为基础,对多工作面接续开采后地表动态变形进行分析总结,拟合计算了不同开采宽度下地表移动变形预计参数和岩移角量参数,补充了该地质条件下地表移动变形特征.