地震扰动作用下条带煤柱动力稳定性评价

为研究条带开采工程在外部扰动力作用下条带煤柱的稳定性,结合峰峰矿区条带开采经验和万年矿建筑物下压煤实际情况,综合分析后,确定庄宴村下压煤的条带开采方案,并在此基础上建立FLAC3D数值模型,采用动力时程分析方法分析了地震波对条带开采岩体稳定性影响,根据带抗拉摩尔库伦本构关系,利用强度屈服准则来判断条带煤柱单元稳定性,得出条带煤柱各单元安全系数,结果表明,条带煤柱在地震作用下稳定性降低,因此开采设计过程中必须考虑动载荷的影响。     

基于神经网络的地表移动边界角确定

根据国内大量的地表移动观测资料,建立了地表移动盆边界角计算的神经网络模型.该模型与遗传算法相结合,克服了单一神经网络易陷入局部最优和收敛速度慢等缺点。研究表明,用基于遗传算法的神经网络来计算地表移动盆地的边界角,其结果更加真实、可靠。     

条带开采地表移动参数研究

分析了条带开采地表移动参数的影响因素，并在此基础上，结合现场观测站实测数据和理论分析，建立了条带开采地表移动预计参数新的计算公式.这些计算公式考虑的因素较为全面，并且其中的参数均容易确定，计算方便，可操作性强.通过现场应用对比，这些计算公式得出的条带开采地表移动和变形预计参数预测地表沉陷更接近于现场实际，可以作为条带开采地表移动和变形预计参数确定的依据.     

动力扰动作用下条带开采系统失稳特性研究

把顶板岩层视为边界固定的弹性矩形平板,将条带煤柱近似等效为连续分布的温克尔弹性基础,采用温克尔弹性基础和流变理论推导出动力荷载下黏弹性基础上四边固支矩形板的黏弹性模型微分方程,探讨了外部荷载频率的变化对系统稳定性特性影响,并研究了系统各参量对条带开采系统动力不稳定区域的影响.结果表明,系统的振动幅度对外部荷载频率的变化尤为敏感,系统的阻尼、刚度、采出率对不稳定区域影响起着关键作用.通过调整系统刚度和几何结构以及系统的力学状态可防治条带开采系统的失稳,并给出了针对性措施.     

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.     

建筑荷载作用下采空区顶板岩梁稳定性分析

为了给煤矿塌陷区土地的治理利用提供理论依据,对建筑荷载作用下采空区顶板岩梁的稳定性进行了分析研究。采空区顶板岩梁突变失稳过程是比较典型的偏离平衡态的非线性过程,将浅部开采老采空断裂的顶板岩梁概化为三铰拱式力学结构模型。通过力学分析,建立了顶板岩梁力学系统的总势能方程,利用突变理论,构建了采空区顶板岩梁失稳的尖点突变模型,获得了采空区顶板岩梁突变失稳的条件,并通过工程算例进行了分析和验证。研究结果表明,煤矿塌陷区地基的稳定性不仅与采动岩体受地面建筑荷载的影响程度有关,也与老采空区顶板岩层的稳定性有关。采空区顶板岩梁在地表建筑荷载扰动下,若满足稳定的条件,则顶板岩梁回转后仍然处于稳定平衡状态。否则,采空区顶板岩梁将发生突变失稳。     

联合DInSAR和PIM技术的沉陷特征模拟和时序分析

高强度煤炭开采(大采高、薄基岩、快速采煤)可形成巨大的地表形变场,过大的形变相位梯度导致干涉测量失败,单独采用合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)及其衍生技术都无法获得开采沉陷主值.为此,提出了联合多时相DInSAR时序分析及概率积分法(PIM),整合理论计算与卫星观测结果,实现开采沉陷特征的动态模拟和模型重构.以2012年1月—2013年6月共18期高分辨率雷达数据(RADARSAT-2,5m精细波束模式(MF5))为数据源,利用连续重访周期的DInSAR技术获得17期时间序列开采沉陷相位变化图,监测得到神东矿区布尔台矿22201-1/2工作面地表形变从产生、发展到衰退的演化规律;联合DInSAR获得的沉陷盆地边缘信息与PIM技术对矿区大变形下沉信息进行预计,两种数据整合形成混合数据集;采用Gauss函数对混合数据集进行拟合,重构矿区时序开采下沉特征曲线.研究表明:PIM技术可以弥补DInSAR技术在大形变提取上的不足,利用混合数据集建立的Gauss模型,对于有限开采(非充分采动)或充分采动的主断面下沉值具有极高的拟合度,其拟合度R2均大于0.976.     

地表变形的三种临界变形距离之间的关系

在根据临界变形值应用预计方法留设安全煤柱和进行某些问题的研究时,需要确定临界变形距离(如图1)。临界变形距离就是在充分采动的条件下,地表达到临界变形的点与拐点O之间的水平距离。由于倾钭、曲率和水平变形的临界变形值分别为 i(?)=3mm/m、k(?)=0.2×10~(-3)/m、(?)=2mm/m,地表达到临界变形的点可能并不重     

梁洼矿区房屋“超限”裂缝原因的探讨

梁洼煤矿西部的军营沟矿井开采时，在采用６３°的移动角圈定的影响范围之外，部分建筑物仍旧出现了裂缝。本文在实地调查的基础上，根据房屋的结构特征和房屋损害现象，指出了竹茂村房屋裂缝的原因，同时求得了梁洼煤矿军营沟矿井的移动角和边界角值。