地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析

采用数值模拟计算,通过对覆岩移动过程的模拟研究,指出了地表沉陷由岩体变形破坏到岩体密实沉陷的发展过程,揭示了岩体密实沉陷延续是引起地表残余沉陷变形的机理;通过对岩体密实阶段地表沉陷分布规律的模拟研究,证实地表残余变形可以用概率积分法进行预计。根据数值模拟及现场实测数据,确定了长壁开采条件下地表残余沉陷变形的概率积分法预计参数。     

老采空区地基稳定性评价及分区研究

为了研究老采空区地基稳定性问题,以徐州市经济技术开发区某场地为例,从采空区三带模型出发,对采空区地表变形机理及基本规律进行研究,在此基础上结合矿区煤层可采边界及地表移动变形参数,使用地表开采沉陷预计系统MSPS对采空区引起的地面残余变形程度进行预测。研究结果表明:目前场地地表移动变形的活跃期已经结束,未来的地表沉降变形将以残余变形为主,并根据残余变形程度对采空区稳定性进行合理分区,进而对工程建设提出指导建议。     

采空区地表沉陷规律的研究

以"太平煤矿采空区地表沉陷规律研究"项目为依托,以开采沉陷等理论为基础,对采空区地表沉陷规律作了一些研究,对太平煤矿似膏体充填开采引起的地表沉陷进行了分析预计,获得了太平煤矿井下开采引起的地表移动的基本特征和地表变形的相关参数,揭示了地表移动及变形的规律,研究成果对太平矿今后的充填开采实践具有一定的参考价值。     

采煤沉陷和高填方沉降双重影响下的地表移动变形预计方法与应用

为预计采煤沉陷和高填方沉降双重影响下的地表移动变形,以阳泉市采煤沉陷区"光伏领跑者"计划技术基地某光伏地块为研究对象,在分析煤层埋藏特征、开采方法和地表煤矸石堆积、沉降变形特点的基础上,研究了老采空区地表残余变形和煤矸石高填方沉降变形预计方法,提出了2种变形联合预计的技术思路,预计结果为采煤沉陷区光伏建设提供可靠依据。     

雷溪石膏矿地面沉陷特征及沉陷机理

在对雷溪石膏矿沉陷区地面和采空区变形现象进行大量地质调查的基础上,结合开采概况和矿区地质环境,分析了地面和采空区变形破坏特征,总结得出该石膏矿区地面沉陷机理,是其内外因素综合作用的结果,为探究矿区地面沉陷的原因提供了理论依据。     

朔里煤矿N311工作面地表岩移观测研究

煤炭资源的开采破坏了采区周围岩体内部的原始应力平衡,使岩层产生移动、变形和破坏。随着开采的不断进行,使地表产生沉陷。在回采工作面上建立地表岩层移动观测站,收集实测所得各类数据,通过科学系统的研究分析及原有的矿井地质资料,可以确定岩层与地表变形预计参数,从而为地面建筑物保护及井下生产提供可靠依据。     

矿山采空区上覆油气管道移动变形分析

针对西气东输油气管道穿越煤层采空区其受地表沉陷灾害的威胁这一问题,在充分利用煤矿区对开采地表沉陷灾害方面研究成果的基础上,通过应用概率积分法结合数值模拟的方法来研究采空区上覆油气管道的移动变形,从而实现对采空区上覆油气管道的移动变形进行分析与预计。     

浅谈概率积分法在煤矿开采沉陷预测中的适宜性应用

煤矿地下开采后,地表在采空区范围内会出现不同程度的移动和变形。概率积分法因其参数易确定、实用性强,在地表沉陷预测中应用最广。以平煤二矿为例,选取合适参数计算其地表沉陷值,并与地表移动观测站数据进行对比研究,验证概率积分法在煤矿地面沉陷预测中的适宜性。     

采煤塌陷区土地建筑利用技术与工程应用

我国采煤塌陷区土地量大面广利用率低,加大对采煤塌陷区土地利用具有重要意义。为科学评估采煤塌陷区土地建筑利用的可行性和适宜性,采用理论计算和工程验证方法研究了塌陷区建筑地基的稳定性。在充分分析研究区下方老采空区特征和分布情况的基础上,采用概率积分法并选择合理的残余沉陷预计参数计算了该区地表后期的残余沉陷变形。采用地基附加应力法计算了新建建筑荷载在采空区上方地层中的影响深度,通过对比其与垮落裂隙带高度的空间位置关系来定量评价老采空区地基稳定性,并综合考虑地表倾斜变形指标确定建筑物高度。为确保建筑物安全使用,提出了基于地表残余沉陷变形的建筑物抗变形措施。研究表明：研究区后期将承受Ⅰ级残余沉陷变形,新建建筑荷载影响深度不会波及到垮落裂隙带范围,不会导致老采空区“活化”,实践效果验证了评价结论的可靠性;对采煤塌陷区进行工程建设利用和商业开发具有可行性,可以有效利用塌陷区废弃土地资源,生态效益和社会效益良好。     

采煤塌陷区土地建筑利用技术与工程应用

我国采煤塌陷区土地量大面广利用率低,加大对采煤塌陷区土地利用具有重要意义。为科学评估采煤塌陷区土地建筑利用的可行性和适宜性,采用理论计算和工程验证方法研究了塌陷区建筑地基的稳定性。在充分分析研究区下方老采空区特征和分布情况的基础上,采用概率积分法并选择合理的残余沉陷预计参数计算了该区地表后期的残余沉陷变形。采用地基附加应力法计算了新建建筑荷载在采空区上方地层中的影响深度,通过对比其与垮落裂隙带高度的空间位置关系来定量评价老采空区地基稳定性,并综合考虑地表倾斜变形指标确定建筑物高度。为确保建筑物安全使用,提出了基于地表残余沉陷变形的建筑物抗变形措施。研究表明：研究区后期将承受Ⅰ级残余沉陷变形,新建建筑荷载影响深度不会波及到垮落裂隙带范围,不会导致老采空区“活化”,实践效果验证了评价结论的可靠性;对采煤塌陷区进行工程建设利用和商业开发具有可行性,可以有效利用塌陷区废弃土地资源,生态效益和社会效益良好。     

采空区上方地表建筑物地基稳定性时空效应分析

由于地下矿体的开采,导致采空区上方地表及其附近出现沉陷变形,为防止损坏地面建筑物,需要对建筑物的地基进行稳定性评价。以玻璃工业园建筑工程地基稳定性的研究为例,利用采空区沉陷的时间效应、三带理论对采空区上方及附近地基的稳定性进行定性评价;应用概率积分法对采空区的沉陷变形及影响范围进行了定量评价,并对采空区上方建设建筑物提出了相应的安全保护措施。     

六道湾煤矿矿区地表变形成因分析

根据新疆六道湾煤矿西翼采空区地表变形的实地调查资料,总结了地表裂变形的特征和发育规律。采用数值模拟分析方法研究了急倾斜煤层开采后地面沉陷规律,其结论对分析地表变形的形成机理提供了理论上的保障和依据。     

矿山地表移动对管道影响的计算机分析

一、引言 开采煤层时产生了采空区。多数情况下,顶板岩石崩落充填采空区处出现空隙,这种崩落过程最终将导致地表移动。 地表移动对地面设施会产生严重的破坏,如铁路、公路、建筑物、管道和其他设施。无疑,这种破坏可通过开采得到部分控制,但会影响采煤的经济性和可行性。由于管道与泥土之间的摩擦以及直接的位移,地表移动会使埋在地下的管道产生错动。研究的目的就在于弄清:煤柱回采出现空隙后管道可能受到的破坏。这里编制了一个计算机程序,用来预测一条横穿犹他州中心带一井工煤矿地面的天然气管道因地表沉陷受到的破坏。同时,对地表移动引起的管道变形进行了计算,并与管道所能承受的容许变形进     

开采沉陷地表移动变形影响因素分析

为探讨采场煤炭资源回采后采空区上方地表移动变形规律,采用理论分析,对开采沉陷地表移动变形机理进行研究,得到了岩层移动形式、地表变形特征和影响因素。研究结果可以为采空区地表稳定性研究提供理论依据与应用指导。     

老采空区地面建筑技术研究及应用

为科学地利用采煤塌陷区进行地面建筑,保证新建建(构)筑物的安全正常使用,采用理论研究与现场实践相结合的方法,系统研究了地表残余变形值的计算、老采空区地基稳定性评价方法、地基处理技术及新建建(构)筑物抗变形技术措施,得出了在采空区上方进行地面建筑时,其最小开采深度必须大于垮落裂缝带高度与建筑荷载影响深度两者之和的结论,在确定新建建筑物的建设高度时,还要考虑地表的残余沉陷变形值,尤其是地表倾斜变形值。对采深较浅或地质采矿条件复杂不能满足建筑要求时,还要考虑对采空区进行注浆处理。该技术在平顶山、唐山、晋城、焦作等资源性城市得到了成功推广应用。     

地下开采扰动对露天排土场边坡变形破坏的影响

为了研究地下开采对上覆露天矿排土场边坡变形破坏的影响规律,以酸刺沟煤矿及哈尔乌素露天矿排土场为研究对象,分析了地表沉陷规律及其诱发排土场变形破坏的机制,采用概率积分法对地表沉陷量进行了预测,并借助FLAC^3D软件分析排土场边坡变形及地表塌陷,同时分析了酸刺沟煤矿工作面回采结束后,哈尔乌素露天矿排土场的位移变化。结果表明：概率积分法预测最大沉陷量为21 m左右,模拟计算最大沉陷量为22 m左右;两者的地表最大沉陷量均随着开采阶段的进行先增大后逐渐趋于稳定,符合地表沉陷形成移动盆地的规律;数值模拟结果和实际塌陷区位置一致;排土场边坡水平位移量与工作面推进长度呈正相关;工作面走向上,采空区两侧水平位移最大,呈现出向采空区中部滑移的特征,且总体表现为左侧边坡水平位移大于右侧边坡。     

相邻工作面开采地表动态沉陷规律

为研究同煤层老采空区影响下的相邻工作面开采地表移动变形规律,在陕北榆神矿区金鸡滩煤矿建立了GNSS连续变形监测系统,通过对连续监测数据的分析处理,并结合FLAC~(3D)数值模拟,揭示了同煤层相邻工作面重复开采条件下的动态非对称性沉陷规律。研究表明:①受同煤层老采空区影响,相邻工作面在重复开采条件下,工作面中心两侧相同距离监测点的下沉值、下沉速度、水平位移及移动变形持续时间等并不相同,表现出极不对称性;②已破坏的老采空区岩层对重复开采响应快速,其移动变形更加敏感、剧烈,稳定时间较长;③数值模拟分析体现出,相邻工作面开采条件下地表下沉系数增大了5%,倾向方向地表移动变形影响范围增大了35.7%,走向主断面并未经过工作面中心,而是偏向老采空区一侧30 m,老采空区塑性破坏区高度增大了21.4%。分析结果对于相邻工作面重复采动条件下的地表移动变形预计、矿区土地复垦及矿区地面建筑物保护具有一定的参考价值。     

老采空区残余变形监测技术与预计方法述评

地表残余变形是由老采空区引起的地质灾害之一,对老采空区上方建(构)筑物产生不利影响.多年来,针对老采空区的残余变形监测方法与预计模型研究取得一定的进展.通过梳理现有研究成果,对已有残余变形监测技术在精度及工作有效性方面进行总结分析,结合多种开采沉陷预计方法,对其构建的残余变形预计模型及其适用性进行介绍.在此基础上,对更...     

黄土沟谷区浅埋煤层开采斜坡变形破坏机理

为了分析浅埋煤层开采条件下黄土沟谷两侧斜坡的变形破坏机理,基于隆安煤矿深岩沟区域煤层开采地质条件,采用三维数值模拟计算以及理论分析相结合的研究方法,研究了煤层开采后上覆岩土体的应力分布规律、两侧坡体位移分布规律、变形破坏特征以及失稳破坏过程等。结果表明：沟谷两侧斜坡位移以竖直方向为主,水平方向位移均指向采空区中心。斜坡根据变形特征可分为4个变形区：采空区上方一定高度范围内的覆岩冒落塌陷区|采空区中部的松散土体弯曲沉陷区|松散土体弯曲沉陷区和地表移动边界之间的拉裂-倾倒区|地表移动边界之外的未影响区。斜坡的失稳破坏过程可以分为4个阶段：中部沉陷—两侧及后缘拉裂—剪切变形—失稳破坏。研究成果可以为黄土沟谷区域地质灾害评价、采动边坡变形破坏预测以及地表保护提供借鉴。     

喀斯特山区重复采动下地表沉陷预测研究

为保护矿区地表生态环境,提高喀斯特山区重复采动下地表沉陷变形的预测精度,首先理论分析了煤层采出后上覆岩层运移碎胀特征以及地表滑移机理,确定煤层采动引起山区地表移动变形的影响因素;在原有平地重复采动地表最大下沉值预测模型的基础上,考虑地表滑移对地表最大下沉值的叠加影响,构建了山区重复采动下地表最大下沉值预测模型,并结合数值模拟的方法,研究不同地面坡度下煤层采动对地表沉陷变形的影响;最后分别利用平地、山区重复采动下地表最大下沉值预测模型对采空区地表沉陷变形进行概率积分法预测,将预测结果与实测值进行对比分析.研究结果表明:基于山区重复采动下地表最大下沉值预测模型对采空区地表下沉值的预测精度较原有预测模型提高了1.4个百分点,水平移动值的测精度提高了4.3个百点分,表明山区重复采动下地表最大下沉值预测模型具有实用性,可为类似矿区的地表沉陷研究提供参考.