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。