深部开采地表沉陷特征的数值模拟

随着煤矿开采深度的增加，深部岩体的力学行为在赋存状态改变的情形下趋于复杂，深部开采引起的地表沉陷不同于浅部．数值模拟与现场实测结果表明：当采宽一定时，深部开采中的地面各项移动变形值均小于浅部，对覆岩局部和地面起控制作用的关键层增多，影响了深部开采中的地表沉陷．深部的煤岩体在高地应力状态下受采后高附加应力的影响，远离工作面的煤柱均出现不同程度的压缩变形现象，煤岩柱整体压缩变形是深部开采地表沉陷的特殊组成部分，导致了、深部开采引起的地面影响范围及岩层内部移动边界线都大于浅部，这对深部开采岩层移动角参数有很大影响．     

煤矿采空沉陷区地面变形危害评估研究

深部煤层开采引起的采空沉陷区地面变形,是矿山开采普遍存在的环境工程地质问题,不仅破坏矿山环境,而且造成巨大经济损失.结合力学分析及矿山数据资料,本文运用三角函数方法,对地面变形的最大沉陷量与沉陷面积进行估算,预测煤层开采后的危害程度.根据深部开采地表移动变形特点,调整生产方式,制定合理措施减轻地面沉陷,为减少或防止矿区地面变形危害提供理论支持.     

深部开采沉陷规律研究与分析

随着煤炭资源开采向深部逐渐延伸,深部开采沉陷规律及预测方法成为深部矿井开采沉陷研究者关注的焦点。利用UDEC4.0数值模拟软件模拟分析庞庄煤矿张小楼井不同采深、采宽等开挖阶段下岩层的移动特征,获得了不同采深、采宽和相同采宽、不同采深条件下地表下沉量和水平变形以及移动角移动机理和移动规律,为矿井深部开采地表沉陷预测提供了技术参数。     

深部厚煤层开采地表沉陷规律研究

随着煤矿开采深度的增大,所引起的地表沉陷规律与浅部开采规律有明显的不同。通过羊场湾煤矿130201工作面开采的实际观测资料分析,研究了深部厚煤层开采引起的地表移动变形规律与特征,揭示了深部厚煤层开采条件下的地表沉陷规律。     

深部开采地表沉陷预测与控制存在的问题及对策探讨

随着我国煤炭资源的开采向深部延伸,带来了地表沉陷预测与控制等主要技术难题。在深部开采条件下,结合地表沉陷的特点,总结分析了预测与控制存在的主要问题,表现在其预测模型、参数以及保护煤柱的留设方法和参数等方面。针对存在的问题,提出了深部开采条件下,应深入开展基础理论研究,重视地表移动观测等相关研究工作。     

深部开采地表沉陷特征的数值模拟

随着煤矿开采深度的增加,深部岩体的力学行为在赋存状态改变的情形下趋于复杂,深部开采引起的地表沉陷不同于浅部.数值模拟与现场实测结果表明当采宽一定时,深部开采中的地面各项移动变形值均小于浅部,对覆岩局部和地面起控制作用的关键层增多,影响了深部开采中的地表沉陷.深部的煤岩体在高地应力状态下受采后高附加应力的影响,远离工作面的煤柱均出现不同程度的压缩变形现象,煤岩柱整体压缩变形是深部开采地表沉陷的特殊组成部分,导致了深部开采引起的地面影响范围及岩层内部移动边界线都大于浅部,这对深部开采岩层移动角参数有很大影响.     

煤矿开采沉陷移动变形预测

为了预测评价开采沉陷对矿区环境的影响,正确选择环境保护措施,必须对开采沉陷引起的地表下沉、倾斜、曲率、水平变形等移动变形值、地表移动持续的时间和最大下沉速度、开采沉陷的范围、冒落带和导水裂隙带的高度以及采动过程中地表移动变形等进行预测,本文将介绍几种预测方法.     

厚松散层浅埋煤层大工作面开采沉陷模型研究

首先基于西部矿区大规模高强度开采特点,分析了大工作面开采后形成的地表沉陷区特征,并根据地表沉陷区最终的移动变形特点将其分为3类:三向移动变形区(1-4区)、双向移动变形区(5-8区)及单向移动区(9区)。基于关键层理论并考虑松散层移动特点和基岩破断特征,建立了充分采动条件下的地表沉陷区全断面预测模型。在此基础上,根据地表移动变形特点求出了大工作面超充分开采后地表沉陷区全断面的分区预测模型,结合实例以走向主断面移动变形为例,以地表最大下沉值、地表沉陷边界至拐点的水平距离为指标,将实测值和预测值对比,结果显示两指标的误差分别为8.5%和8.7%,在一定程度上表明了预测模型的合理性。运用该理论可以更精准的研究大工作面超充分开采形成的地表沉陷区域,为分区预测、分区研究、分区治理修复开采引起的地表生态损伤奠定了一定的理论基础。     

大强矿深部开采地表沉陷规律及机理研究

针对深部开采地表沉陷预测与控制问题,以铁法矿区大强矿为例,通过资料分析了深部开采地表沉陷规律;采用数值模拟方法,分析了深部开采地表移动机理。研究表明,深部极不充分开采,地表下沉值和下沉速率均较小,地表下沉活跃期不明显。深部开采表现为地表一定范围内的整体下沉,影响范围扩大,地表下沉系数相应减小。采用概率积分法进行开采沉陷预计时,应对地表移动参数进行修订。     

综放开采地表沉陷规律的合理预测

针对8301工作面特殊的地质开采条件,采用概率积分法及典型曲线法对8301工作面开采引起的地表沉陷规律进行合理预测,研究得出:概率积分法预测地表沉陷时,煤层开采为有限开采对下山边界半无限开采的各值与煤层开采为无限开采时相应的值相近;曲线法预测地表沉陷时,走向主断面半盆地移动变形值均小于倾向主断面下山半盆地移动变形相应值。     

星村煤矿大采深极不充分采动条件下开采沉陷规律研究

星村煤矿约80%煤炭资源被村庄压覆,村庄压煤的合理开采是矿方面临的一项重大课题。为切实掌握本矿的开采沉陷规律,在东翼一采区布置了地表移动观测站,并进行了相应的地表移动与变形监测,取得了较为完整的地表移动变形观测资料。分析了该矿的地质采矿条件,对一采区地表移动变形观测资料进行拟合计算与分析,得出如下结论:该矿千米大采深极不充分采动地表移动具有下沉平缓、下沉速度慢、移动期相对较长、无活跃阶段等特点。     

毛乌素沙漠区煤层开采地表移动变形规律研究

我国西部矿区生态脆弱,煤炭资源开采引起的地表移动变形是破坏生态环境的重要因素。为了研究毛乌素沙漠矿区采煤引起的地表移动变形规律,在某矿首采面上方建立了地表移动观测站,利用球心空间拟合RTK测量技术进行了地表移动变形定期监测。通过对实测数据进行分析,得到了以下结论：①地表移动过程是连续渐变的,地表移动盆地边界角为58°,移动角为63°,裂缝角为79°;②地表下沉速度快,实测最大下沉速为110 mm/d,最大下沉速度系数为3.14,明显大于我国东部矿区类似深厚比条件下中厚煤层综采的下沉速度;③地表楔形裂缝发育,主要位于采区边界和工作面前方,拐角处呈现弧形状态;④地表移动分布规律基本符合概率积分法模型,利用遗传算法反演得到了概率积分法模型参数。上述研究成果将为类似矿区合理留设各类保护煤柱、地表沉陷预测以及设计“三下”采煤方案提供参考。     

基于仿真计算的永城矿区采空区地表沉陷防治研究

煤矿采空区地面沉陷是永城矿区典型、突出的矿山地质环境问题。利用永城矿区特有的地质煤层条件和岩移观测参数,充分考虑采区间、断层、巷道等煤岩柱影响,将各块段的岩移计算参数和数据输入计算机,对煤矿开采造成的地面沉陷区范围进行仿真计算和分析,掌握了沉陷区地表移动与变形值、采煤塌陷耕地面积等基本数据,为制定采煤沉陷区的预防和治理方案提供了可靠依据。综合治理方案实施后,采煤沉陷区将得到有效治理。     

特厚煤层充填开采对地表村庄的影响研究

随着煤炭资源的不断开发,"三下"(建筑物下、水体下、道路下)压煤问题越来越突出,充填采煤法成为"三下"压煤开采的有效方法。基于公格营子矿特厚煤层似膏体充填开采实践,通过充填开采地表沉陷实际观测和地表移动变形的预计分析,结合地表建筑的受损等级标准,就充填开采对地表村庄的影响进行了研究。结果表明,似膏体巷式充填开采控制地表下沉的效果良好,地表沉陷下沉系数为3.5%。特厚煤层全部充填开采后,村庄范围地表移动变形不明显,将不会影响村庄范围内的建筑物正常使用。     

开采沉陷若干理论与技术问题研究

简要介绍了多年来中国矿业大学北京校区在开采沉陷理论与技术方面的主要研究成果：矿区地表移动规律；巨厚松散层条件下开采地表移动规律；块段开采条件下覆岩移动机理及地表移动变形计算；极不充分开采地表移动变形预计方法；基于倾角变化的开采沉陷模型研究；曲面分布形式煤层开采地表移动预计方法；覆岩离层注浆减缓地表沉降机理及减沉效果评价方法。开采沉陷预测分析系统的开发研究等。     

李村煤矿开采沉陷规律数值模拟研究

运用FLAC3D软件对李村矿8301工作面推进对地表移动和变形进行数值模拟研究,从地表沉降量、倾斜变形量、水平移动量、水平变形量这4个方面进行了观测和分析,得出了李村矿开采地表沉陷的基本规律,为治理该地区地表沉陷提供了理论依据。     

基于Matlab的矿区地表移动与变形计算方法研究

运用开采沉陷理论、概率积分法、Knothe时间函数和坐标转换理论,基于Matlab编程语言对煤矿采空区地表移动变形值计算方法进行了探讨,主要得到了以下几个方面的成果:采空区上方地表移动与变形计算;预计时刻地表下沉与变形动态值预计;地表下沉等值面图和三维可视化效果图的自动绘制;采空区上方地表任意方向下沉与变形剖面图绘制;地表移动变形分布规律分析。本文的程序运行成果与矿区数字地形图一起作为G IS的输入数据进行矿区地表历史DEM的反演,对生产矿井开采技术可行性分析、地下保护煤柱设计以及矿区生态环境损害评价分析将起到至关重要的作用。     

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。     

莒山煤矿ZF306综放工作面开采地表移动变形规律研究

为了降低煤炭开采对地面构筑物影响,并为矿井采面回采提供数据支撑,以莒山煤矿ZF306综放工作面回采为工程实例,采用现场实测、理论分析方法对厚煤层开采引起的地表移动情况进行分析。结果表明:采面回采后地面发育有地表沉陷盆地及地表裂缝;地质构造对地表下沉量有显著影响,在X3陷落柱影响附近地表下沉降均有所增加,其中Z6测点下沉量达到2562mm;在采面回采过程中地表移动变形呈现渐变趋势,其中活跃期引起的地表下沉量占到地表全部下沉量的93%。