构造应力与节理耦合对采煤沉陷的控制作用

为了得到复杂地质条件下的采煤沉陷特征,提高采煤沉陷预计精度,采用FLAC3D软件模拟开挖挤压构造应力分别为自重应力的0.1,0.5,1.0,1.5,2.0倍和拉张构造应力分别为自重应力的0.005,0.01,0.05,0.1,0.5倍,节理倾角为0°,30°,60°和90°相耦合的55个模型,考察构造应力与节理耦合对采煤沉陷的影响.模拟结果表明:其他地质和采矿条件均相同的条件下,随着挤压应力的增大,地表最大下沉值减少,地表下沉盆地范围增大;拉张构造应力时的采煤沉陷特征与之相反.当构造应力不变时,随着节理倾角增大地表最大下沉值增大,下沉盆地范围减小.因此,节理倾角及拉张构造应力与采煤沉陷正相关,挤压构造应力与之负相关.     

改进模糊层次分析法在冲击矿压主控因素研究中的应用

采用三标度法改进模糊层次分析算法并将其运用于矿井冲击矿压主控因素的分析,得到各影响因素对冲击矿压的影响权重。在此基础上,以开滦赵各庄矿为例,验证了该方法的可行性。     

毛乌素沙漠区广域适应型保水安全厚度计算及开采影响分区评价

毛乌素沙漠区多个近地表含水层支撑着区域生态环境、生产和生活,开展保水采煤研究势在必行。而"保水安全厚度"计算作为保水采煤研究的核心内容,由于各近地含水层的性质以及所处垂向位置的差异,导致了针对毛乌素沙漠区的保水安全厚度计算方法适用范围有限、缺乏统一性。通过分析毛乌素沙漠区内含隔水层在垂向和平面上的展布特征、水文地质性质,结合不同区域内的工程地质条件和开采方法,探讨了保水安全厚度的定义。将煤层之上地层划分为目标保护层、预测导水段(导水裂隙带发育段)和等效保水段(由有效黏土隔水层和基岩层组成的保水段)。利用水均衡法分析了黏土隔水层与基岩层间的保水性能关系,通过"保水比例系数"形成了黏土隔水层与基岩层间统一的等效保水段计算方法。建立了具有能够适用毛乌素沙漠区内"沙-基(岩)型开采区"、"沙-土-基(岩)型开采区"、"沙-土-洛(洛河组含水层)-基型开采区"、"烧变岩型开采区"等主要不同地质条件的保水安全厚度计算模型。根据导水裂隙带的发育高度与黏土隔水层、基岩层间的导通特征以及煤水间距与保水安全厚度的大小关系,制定了煤层开采影响的自然保水区、一般失水区和严重失水区的分区标准。并以榆神矿区小保当煤矿为例,应用建立的统一模型确定了小保当井田内砂-基型和砂-土-基型开采区内的保水安全厚度,并据此评价了煤层开采对潜水含水层的影响。所建立的保水安全开采厚度计算模型以及开采分区评价标准具有良好的适应性,也为保水采煤研究中有关保水安全厚度的计算和煤层开采对上覆含水层的影响评价提供了新思路。     

VB和Surfer接口研制及在地表移动变形的应用

移动变形等值线图是描述矿区地表移动和变形分布的主要途径，但其绘制方法比较烦琐。为了克服该方法的不足，开发了VB和Surfer接口程序，将其绘图功能集成到地表移动变形预计应用程序中，实现了等值线的自动绘制，为预测结果的正确分析提供可靠的基础图件。实例验证表明，该方法不仅减少了编程量，而且提高了作图效率。     

基于保水采煤理念的地质环境承载力研究

我国西部生态脆弱区采煤引起的水资源破坏和地质环境变化,已经严重制约了矿区经济、社会、环境的可持续发展。通过梳理保水采煤、煤矿区地质环境承载力的研究进展,结合目前西部富煤缺水地区的地质环境现状,提出了基于保水采煤理念的地质环境承载力内涵及基本研究思路。分析认为:基于保水采煤理念的地质环境承载力研究,应将保水采煤理念与地质环境承载力理论有机融合,系统分析"采煤活动—水资源破坏—地质环境效应"作用机理,从寻求煤炭开采、水资源保护、地表生态环境保护3者之间的最优解中阐述内涵。地质环境承载力评价方法研究,可采用属性分析、生态需求分析、数值分析、突变理论等方法,重点研究评价指标的量化方法、综合评价方法、承载能力及承载状态等级划分方法。对于承载能力的计算,可采用模拟实验,取得典型煤矿区承载能力下地质环境与开采强度临界值的关系数据,进而提取出控制和减轻煤矿区地质环境问题的保水采煤技术方法,确定合理的开采强度和规模。在承载力评价和计算的基础上,提出地质环境承载力影响因素的协同监测技术方法,并给出了承载力预警等级判定标准。所提出的基于保水采煤理念的地质环境承载力内涵及基本研究思路,以期丰富和发展保水采煤及地质环境承载力的科学内涵,为西部生态环境脆弱区煤炭资源开发与水资源保护协调发展提供理论与技术支持。     

铜川矿区采煤沉陷的对应分析及其回归预计

为了查明影响铜川矿区采煤沉陷的主要因素,根据陕西铜川矿区16个采煤工作面的地表岩移观测数据,采用对应分析法研究了地表最大下沉系数与其影响因素之间的关系,分析结果表明:采动程度系数、土岩比、工作面倾向长度、表土层厚度、覆岩综合硬度、采高等是影响该矿区采煤沉陷的主要因素;以地表最大下沉系数为因变量,上述主要影响因素为自变量,用逐步回归分析方法进行变量的进一步筛选,建立了采煤沉陷回归方程,既反映了该矿区地表最大下沉系数与其主要影响因素间的量化关系,又可用于对地表最大下沉值进行采前预计.     

矿井构造相对复杂程度自动量化预测技术

为了实现矿井构造相对复杂程度量化预测的全程自动化,以“矿井构造定量评价指标的自动统计与存储技术”为突破口,研制完成矿井构造量化预测系统软件MSPS.介绍了该软件所涉及的几个关键技术问题和解决方法,包括评价单元的自动剖分技术、评价指标体系的构成及评价指标的数字化技术等,并指出今后的研究发展方向.