基于GM(1，1)模型的岩层移动预测

地下开采引起的岩层和地表移动对周围环境造成了严重的破坏,地裂缝、房屋破坏、塌陷坑等,了解岩层和地表移动规律对于保护环境和控制房屋损害有着重要的意义。以某岩层移动监测站的实测数据为原型,对其监测数据进行了分析研究,利用MATLAB软件进行了GM(1,1)模型的建立和预测。研究结果表明,就岩层内部观测站而言,工作面正上方的监测点,由于其下沉单调递增规律,模型预计结果较好,相对误差小于10%;对于工作面外侧的监测点,由于其具有下沉、上升变化的波动性特征,不能进行GM（1,1）模型拟合预测。     

超高水材料充填减灾减损绿色开采理论与技术进展及展望

深部煤层安全高效开采与生态环境保护是当前煤炭资源绿色开采的重大难题之一。充填开采对于防治深井动力冲击灾害、减少地表下沉、保护生态环境具有显著成效,其中超高水材料水体积比高,充填开采具有工艺简单、适应性强、用料少、充填率高等特点,可有效解决地面环境保护与煤炭资源开采破坏之间的突出矛盾,符合煤炭资源减灾减损绿色智能开采新发展理念的要求。在总结充填开采技术研发背景与发展历程的基础上,阐明了超高水材料充填开采的技术原理、工艺流程及材料性能;重点从充填开采地表沉陷控制“充填体—煤柱”及“充填体—支架—煤体”协同承载等方面揭示了充填开采动力灾害防治机理;提出了减灾减损绿色开采动力灾害防治、智能化感知、地表形变监测与预计及充填装备智能化控制等关键技术,在山东义能煤矿成功进行了超高水材料充填开采实践,并实现了“三下”深部煤层安全高效智能绿色开采。为推进生态文明建设与环境保护,实现现代化矿井减灾减损绿色开采,展望了超高水材料充填开采研究方向为:深化深部超高水材料充填开采岩层控制基础理论、提高超高水材料充填开采技术智能化水平,创新超高水充填与煤系共伴生资源协同开采技术体系,联合超高水材料充填开采与碳捕获、...     

平原煤粮主产复合区煤矿开采和耕地保护协同发展研究现状及对策

耕地是粮食安全的基础，煤炭是能源安全的保障。我国煤炭和耕地资源分布重合的煤粮复合区面积约占耕地总面积的42.7%，煤炭开采与耕地保护之间的矛盾十分突出。如何实现煤矿开采与耕地保护协同发展是我国煤粮复合区亟待解决的瓶颈难题。从平原煤粮复合区采动耕地损毁机理、采动耕地破坏程度评价、开采沉陷控制技术等3个方面分析了煤矿开采和耕地保护协同发展的研究现状与存在问题。在此基础上结合耕地保护面积大、变形耐忍度高等特点，提出了一种面向煤矿开采和耕地保护协同发展的源头控制与修复治理有机结合的绿色开采区域性岩层及地表变形控制技术途径，建立了相应的地表变形预测及控制设计方法，并指出了平原煤粮复合区煤矿开采和耕地保护协同发展的重点研究方向：平原煤粮复合区耕地采损驱动机制、采煤沉陷耕地防护阈值体系、面向耕地保护的煤矿绿色开采区域沉陷协调控制理论与方法，以期推动煤粮主产复合区煤矿绿色开采与耕地保护协同发展。     

热力耦合作用下煤炭地下气化地表沉陷预测方法

煤炭地下气化是煤炭低碳绿色开采技术体系的重要组成，煤炭行业“双碳”目标的实施使得煤炭地下气化迎来良好的发展机遇。然而煤炭地下气化也会引起岩层移动及地表变形，导致利用地下气化回收井工难以开采的“三下”压煤时，严重威胁地面建（构）筑物安全。如何兼顾煤炭地下气化特点准确的预测其地表沉陷，已成为制约煤炭地下气化产业化应用的重要瓶颈之一。基于此，结合“条采-面采”后退式地下气化工艺特点，探究了热力耦合作用下煤炭地下气化引起地表沉陷的诱因，得出地下气化产生地表沉陷的根源是岩层挠曲与焦化隔离煤柱压缩变形。在此基础上，建立了热力耦合作用下煤炭地下气化顶板挠曲变形计算方法以及基于D-P准则的气化煤柱屈服模型与压缩计算方法，进而根据等效下沉空间原理构建了热力耦合作用下煤炭地下气化地表沉陷精准预测模型，并通过乌兰察布煤炭地下气化地表沉陷的实测数据验证了新方法的有效性和准确性。