固体充填开采地表沉陷数值模拟研究

应用FLAC3 D软件建立了某矿区固体充填开采的三维数值模型,结合固体充填开采等效采厚的相关概念模拟了模型的开挖以及模型在开采后的移动变形情况。使用FLAC3 D内嵌的FISH程序语言,编制了相关程序,提取出两种不同类型的地表移动观测站的沉陷数据。利用提取出的地表移动观测站沉陷数据,结合MATLAB强大的数据处理和可视化功能,对固体充填开采所产生的地表沉陷进行后处理与可视化操作。研究表明：固体充填开采可以有效控制地表沉陷,适用于村庄等建筑物下采煤的情况;运用FLAC3 D并结合MATLAB的方法可以方便、准确的进行开采沉陷的数值模拟与可视化操作。     

利用神经网络预测开采引起地表沉陷

本文将人工智能中的神经元网络理论引入开采沉陷学领域，用以预测矿山开采引起的岩层与地表移动，利用神经网络对已知样本进行学习，初步探索出一条新的用来预测矿山开采沉陷的理论方法。     

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。     

充填步距对地表移动变形特征的控制影响

为了研究充填开采步距对覆岩移动及地表建筑物变形的影响,首先,采用弹性地基梁理论,建立了顶板的位移方程,并采用力学等效转换,推导得出了顶板最大跨距、控顶距与充填步距间的数学关系式,进而得到充填步距的理论计算公式;其次,根据地表建筑物的特性及对变形形式的敏感分析,得到建筑物的抗变形限值,并进一步计算得出地表沉陷的最大允许值,反算出顶板位移值,按照推导公式计算分析,得出顶板跨距及相应的充填步距.从而建立了充填步距与地表建筑物变形之间的相互关系,通过调整充填步距,达到控制顶板位移和地表沉陷以及保护建筑物的目的.通过实例应用分析,在设定地表水平变形为1 mm/m的变形限值时,得出充填步距为6.4 m,当井下充填步距设为该值时,实测地表下沉为237 mm,且水平变形值小于预设限值,达到了良好地控制地表移动变形及保护地面建筑物的效果.     

密实充填采煤的岩层移动理论研究

综合机械化固体充填采煤技术能实现密实充填,其岩层移动和地表沉陷规律与垮落式采煤显著不同.在较系统分析充填采煤岩层移动的等价采高理论基础上,建立了密实充填采煤岩层移动的结构力学模型,并进行了连续介质力学分析,给出了相应的岩层移动和地表沉陷计算公式.通过实例分析,提出了在密实充填后,如还采用概率积分法预计地表沉陷,则应对传统的地表下沉预计参数加以修正.可为密实充填采煤覆岩移动和地表沉陷分析提供相关思路以及理论和方法.     

短壁机械化开采方法与煤柱稳定性研究

开发适合我国现代化矿区“三下”开采及边角煤开采的短壁机械化开采成套技术具有十分重要的现实意义．根据国产短壁机械化开采设备情况，结舍“三下”开采需留设煤柱保护地表的实际，提出了3种短壁机械化开采的巷道布置方式，研究了短壁机械化开采工艺及设备配套．采用岩石破裂过程分析软件RFPA2D系统，对短壁机械化开采的煤柱稳定性进行数值计算与分析．研究结果应用于五阳煤矿村庄下采煤实践，实现了安全、高效开采，并有效控制了地表沉陷．     

工业广场保护煤柱局部开采对矿区铁路的影响分析

结合煤矿的开采设计,根据其地质构造、煤层等采矿地质条件,在利用原有井筒和其它主要生产系统,保证现有生产系统正常安全运转的前提条件下,分析条带开采间隔煤柱的强度,论证开采的安全系数,对地表矿区铁路因工业广场保护煤柱局部开采后的影响进行分析,并根据矿区铁路的损害程度提出了相应的调整和维修措施．     

"三下"开采综合评价体系研究

为了保证对“三下”压煤的持续有效开采，尽可能降低其对地表设施和生态环境的影响，理顺矿政关系，从技术、经济、资源、社会各角度出发，采用工程经济学、开采沉陷学、模糊数学、运筹学、信息论、系统论等多学科理论方法，定性定量相结合、宏观微观相结合、技术经济相结合、理论实证相结合，对“三下”开采进行评价，建立起了“三下”开采综合评价体系．本文的研究成果将对“三下”开采决策和国家制定相关“三下”开采政策提供理论依据和实践指导．     

房式开采地表沉陷规律试验研究

南屯煤矿在国内率先进行了房式采煤法的工业试验工作,并专门建立了地表移动观测站,取得了大量的观测数据。通过对观测资料的整理和分析,获得了该区条件下房式开采时的地表移动变形规律和有关参数,为今后我国建筑物下房式开采提供了宝贵的资料。     

房式开采地表沉陷规律试验研究

南屯煤矿在国内率先进行了房式采煤法的工业试验工作,并专门建立了地表移动观测站,取得了大量的观测数据.通过对观测资料的整理和分析,获得了该区条件下房式开采时的地表移动变形规律和有关参数,为今后我国建筑物下房式开采提供了宝贵的资料.     

A New Mode of Coal Mining Under Buildings with Paste-Like Backfill Technology

The formation of the paste-like backfill technology was introduced briefly in this paper. From the actual cases of coal mines, a new mode of coal mining under buildings with the technology was proposed. And its specificity was analyzed, and a further introduction to the full-sand-soil solidifying material was given. The main parts of the backfill system, such as the backfill preparation system, the pipeline transportation system,the backfill systems in fully-mechanized mining faces and the backfill process, were presented emphatically.     

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.     

焦西矿四一采区建筑物下最优开采方案

对焦西矿四一采区复杂的地质采矿条件及其地面受护建筑物的结构、质量和抗变形能力进行了深入研究,提出了条采方案,得出最佳方案为条带煤柱宽度33 mm,采出条带宽度东部20～45 m,西部8～40 m,取得了显著的经济效益和社会效益.     

焦西矿四一采区建筑物下最优开采方案

对焦西矿四一采区复杂的地质采矿条件及其地面受护建筑物的结构、质量和抗变形能力进行了深入研究,提出了条采方案,得出最佳方案为条带煤柱宽度３３ｍｍ,采出条带宽度东部２０～４５ｍ,西部８～４０ｍ,取得了显著的经济效益和社会效益．     

建筑物下采煤资源补偿费减征模型

基于资源价值理论及现行资源补偿费征收标准,通过理论分析和计算机模拟,提出了建筑物下采煤资源补偿费减征的理论依据和模型构建的技术路线,研究了与之相关的资源回收难易程度、合理采出率与补偿费费率确定等问题。在此基础上,建立了建筑物下采煤资源补偿费减征的数学模型,讨论了模型的改进方法及其可靠性,为资源补偿费征收和促进资源的合理开发利用提供了理论与方法指导。     

部分充填开采围岩活动规律分析

采用适于分析采动影响裂隙岩体活动规律的数值模拟软件UDEC，详细分析了部分充填开采时围岩应力和位移变化规律及特点，重点分析了不同充填方式与关键层断裂的关系，以及不同充填方式对部分充填开采围岩稳定性的影响。研究结果表明，充填空顶间隔大小、充填条带宽度是部分充填开采围岩稳定性的两个主要影响因素。后期开采的条带将扩大先期开采条带的影响，尤其是后期开采两充填条带之间的条带并不充填时，这种影响更大，最后对具体的充填开采方法提出了建议。     

大型水库库区下压煤开采对其安全影响评价

在前人研究成果的基础上,采用现场调研、室内试验、数值计算相结合的综合方法,研究了开采沉陷对大坝安全的影响、压煤开采引发库区渗漏及库水位骤降的可能性及对库区渗流场的影响.结果表明：压煤开采引发的最大地面塌陷范围距离大坝约5 km,不会影响大坝的安全运行;＂两带＂发育高度最大为85 m,防水安全煤（岩）柱留设合理,不会引发库区水体渗漏;压煤开采引发的库区渗流场变化很小,不会对大坝安全造成影响.     

淮南潘集地区地表沉降初步研究

根据淮南潘集地区地表沉降和煤矿地表移动观测资料,对抽排水引起地面沉降的机理及其对煤矿开采沉陷的影响进行了探讨,并对进一步深入研究提出了有益的建议．     

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