煤矿开采沉陷有效控制的新途径

开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接根源，有效控制和减轻地面沉陷程度是减轻或避免开采沉陷环境灾害的根本之路，针对这一问题，分析了充填开采、条带开采和覆岩离层注浆岩层控制技术的优缺点，根据荷载置换原理，提出了“条带开采一注浆充填固结采空区—剩余条带开采”的三步法(二次条带式)开采沉陷控制的新思路，进行了三步法开采沉陷控制的可行性研究，初步分析表明，采用三步法开采可以实现对岩层移动和地表沉陷的有效控制，地表下沉系数可控制在0．25左右，煤炭采出率可达到80％～90％，可基本实现地面建筑物不搬迁和大幅度减轻土地塌陷灾害。     

开滦矿区厚松散层地表岩移参数规律研究

为了揭示厚松散层、岩层与地表移动的内在机理和规律,丰富和发展开采沉陷理论,应用数理统计原理整理和分析了大量的实测资料,采用概率积分法和最小二乘原理进行拟合求参,分析总结了相应的角量参数、概率积分法预计参数规律以及中采深厚松散层的特点.利用多元回归分析,得出了同一矿区虽然采厚变化不大,但松散层厚度对边界角、移动角的影响较为显著,且边界角和移动角相差很大,甚至可达20,°最后总结了目前控制和减轻地表沉陷的主要技术途径.这对研究开滦矿区厚松散层条件下地表岩移规律和开采沉陷问题具有重要指导意义和应用价值.     

概率积分法预计参数选取的神经网络模型

在综合分析概率积分法参数与地质采矿条件之间关系的基础上,采用人工神经网络方法建立了概率积分法参数选取的模型．模型采用改进的BP优化算法,运用我国典型的地表移动观测站资料作为学习训练样本和测试样本。对网络模型的计算结果与实测值进行了对比分析．分析结果表明：用人工神经网络方法求算概率积分法参数结果更接近于实际．对提高开采沉陷预计精度具有积极意义．     

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.     

“三软”特厚煤层开采地表沉陷规律研究

洛阳常村煤矿开采煤层为"三软"特厚煤层,井田范围内村庄较多.为了合理回采村庄下煤柱、提高资源采出率,需要掌握该地质条件下的地表移动变形规律及参数.在该矿"三软"特厚煤层工作面建立了地表移动观测站,对地表沉陷进行现场观测,获得了大量的地表沉陷观测资料.通过对实测资料的分析,得出常村煤矿"三软"特厚煤层开采地表沉陷规律及其参数.研究结果表明:与一般地质采矿条件相比,"三软"特厚煤层放顶煤开采具有地表移动角量参数偏小、影响范围大、下沉系数大等特点,地表沉陷呈现塌陷坑及台阶裂缝形态.     

用离散元法研究深部开采岩层移动大变形问题

本文用离散单元法对深部开采沉陷中的岩层与地表移动，顶板冒落特性，岩层离层，应力等做了研究，得到了深采岩层移动变化规律。     

开采深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表模量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和拐点偏称移距与采深的比值S0／H与相似准则E／Em和ρH^2（100MEm）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。     

深部开采条件下地表沉陷预测及控制探讨

基于实测资料建立了极不充分开采条件下概率积分法预测参数计算表达式和深部开采时下沉系数计算式,为深部开采地表移动预测提供了计算方法;基于极不充分开采的定义,给出了深部开采大采宽带的设计及控制地表沉陷的设计。     

薄基岩条带开采工程地质力学模型试验研究

针对兖州太平矿区内赋存有薄基岩的地层条件，以工程地质力学模型试验为手段，研究了薄基岩条件下条带开采覆岩与地表移动变形及破坏的工程地质机理及其主控因素，揭示了薄基岩条带综放开采引起的上覆岩层的破坏过程、破坏形态、破坏范围及地表的移动变形规律，为工程实践提供了理论依据。     

采煤沉陷区耕地土壤肥力特征及其空间异质性

煤炭开采导致地表发生大面积沉陷,耕地资源严重破坏.开展采煤沉陷区耕地土壤性质变异规律研究,对于指导矿区土地复垦具有十分重要的意义.本文研究了焦作矿区韩王矿沉陷区不同沉陷部位和不同深度耕地的土壤肥力特征,结果表明：沉陷区耕地土壤有机质、肥力指标空间异质性显著;与非沉陷区耕地相比较,沉陷区耕地上层土壤（0-20 cm）有机质、氨氮、硝氮、全钾、速效磷含量相对较低,而下层（20-40 cm）土壤各项指标相对较高,且部分采样点营养元素在不同深度上呈现出“逆序”分布特征,表明采煤引发的地表沉陷使耕地土壤肥力在水平和垂直方向上均发生了显著变化,而这些变化是导致沉陷区耕地退化、生产力降低的重要原因.     

地表点移动时间探讨

在采动沉陷地区,地表点移动的持续时间是由初始期、活跃期及衰退期三个时期所组成,本文研究了利用地表移动参数确定地表点移动的活跃期、初始期及衰退期的方法,并且给出了计算公式。最后利用实测资料进行了验证,结果令人满意。     

Study of “3-Step Mining” Subsidence Control in Coal Mining Under Buildings

Mining subsidence damage is the main factor of restricting coal mining under buildings. To control or ease effectively the degree of mining subsidence and deformation is essential to resolve this problem. Through analyzing both advantages and disadvantages of some technologies such as mining with stowing, partial extraction and grouting in separated beds of overburden, we used the principle of load replacement and propose a “3-step mining” method, a new pattern of controlling mining subsidence, which consists of： strip mining, i.e. grouting to fill and consolidate the caving zone and retained strip pillar mining. The mechanism of controlling mining subsidence by using the “3-step mining” pattern is analyzed. The effect of the control is numerically simulated. The preliminary analysis shows that the “3-step mining” can effectively control ground subsidence and deformation. By using this method, the ground subsidence factor can be controlled to a value of about 0.25. Coal recovery can reach 80%-90%. Coal mining without removing surface buildins can be realized and the economic loss resultin from round subsidence can be greatly reduced.     

Influence of Underground Mining on Ground Surface and Railway Bridge Under Thick Alluvium

1 Introduction Ground surface movements, induced by under- ground mining as a kind of man-made geological ca- tastrophe, has been a major issue of geoenvironmental concern[1]. These not only destroy farm land and building structures but also influence the biological environment. Study of the pattern of mining-induced ground movements and its variation over time is very important for the protection of buildings. Up to now, some patterns of ground movement over mining areas have been known, but …     

采动过程中地表移动变形规律

本文根据峰峰矿区地表移动实测资料对回采工作面推进过程中地表点的移动轨迹进行了分析,对采动过程中走向主断面内地表下沉速度分布及移动变形变化规律进行了分析研究。     

非连续型下沉剖面方程与第二类广义概率积分法

本文从空隙扩散模型出发.引入位移不连续界面的概念。对平面问题半无限开采与有限开采,根据界面的不同位置,导出了各种条件下的非连续型下沉剖面方程。对倾斜煤层开采,采用等效水平采区的处理方式。理论曲线与断层影响下观测数据的对比表明拟合效果相当好。此时,断层的作用等效为一个界面的作用,但界面参数取决于断层性质。基于上述非连续型下沉剖面方程的预计方法称为第二类广义概率积分法。     

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.     

开采沉陷相似现象群的分类方法

由已得出的开采沉陷的相似理论,忽略次要影响因素,给出了开采沉陷相似现象群的类型划分方法,即模糊聚类分析.以此方法和国内135个地表移动观测站的实际资料为基础,将全国开采沉陷相似现象群近似分为三个大类,第二大类又可以分为6个小类.同时也得出了各类型开采沉陷的基础岩移参数.     

综采放顶煤地表移动规律特殊性

调查分析了兖州矿区鲍店矿综采放顶煤工作面和普通综采工作面地表移动观测站实测资料．研究结果表明：综放开采时地表移动更加剧烈,地表危险移动范围增大,超前影响范围超过常规分层开采约４０％,下沉活跃期占总移动时间的７１．４％,活跃期下沉量约占总下沉量的９５％．研究还表明,采厚是控制超前影响角和最大下沉速度滞后角的重要因素之一,地表充分采动区存在的残余变形现象更加明显     

隧道开挖地表移动参数选取的自适应遗传算法

针对某地铁车站开挖引起地表沉降较大的问题,基于车站开挖引起地表沉降的实测数据,利用随机介质理论方法反演地铁车站初步开挖引起的地表移动参数,包括沉降槽影响范围以及断面收缩率,并利用所得的参数对该车站下一步开挖进行地表沉降预测;通过类似地层条件的地表沉降实测数据,利用数值模拟正交反分析法确定主要模型参数,预测了该地铁车站各施工阶段引起的地表沉降值。并结合洞内特征点的收敛发展规律,将地表沉降理论预测结果与数值模拟结果进行对比。结果表明:由于2种预测方法的不同导致最终的地表沉降值存在差异,但主要开挖阶段引起的地表沉降基本一致;主要的差异来源于数值模拟方法考虑了更为具体的衬砌施工工序,导致开挖过程中洞内收敛特征与理论预测方法明显不同。