地表下沉的动态盆地计算

利用地表移动短期预测站的工作原理，提出了地表下沉盆地的动态盆地的计算方法。这一方法可利用下沉的最终盆地，开采工作面的推进速度以及移动盆地的最大下沉速度滞后角参数，进行地表下沉盆地的动态预计。     

曹家滩煤矿首采工作面地表移动规律分析

首采工作面的地表岩移参数可以为后续的安全回采提供理论指导,对覆岩中含水层、地表建(构)筑物的保护同样具有重要作用。为了对后期开采提供技术保障,曹家滩煤矿开展了首采工作面地表移动规律分析。结合首采工作面地表移动观测站监测数据,分析不同走向和倾向的下沉、水平移动曲线;基于UDEC数值模拟软件,建立数值模拟模型,探究地表裂缝发育移动规律;并采用物理模拟方法对工作面10次周期来压的覆岩移动规律分析。结果表明,地表的下沉只出现在采空区上部及附近一定范围内,且其下沉呈对称分布;地表下沉在第7次来压后就趋于稳定,最大下沉量为4.21 m,倾向模型的最大下沉量为3.36 m;物理模拟方法得出和数值模拟类似的规律,与实测结果一致。     

石拉乌素煤矿地表岩移参数研究

针对石拉乌素煤矿在高原堆积型沙丘地貌特征下求取地表岩移参数问题,通过在201综采工作面地表设计并布设岩移监测站,计算出地表移动参数,包括起动距、超前影响距、最大下沉速度、滞后角,并根据监测数据绘制的下沉曲线得到开采工作面的地表移动角值,包括上山移动角、下山移动角、最大下沉角以及综合边界角。     

基于概率积分法的济宁某矿地表位移规律研究

采空区上方地表移动变形将严重影响附近建(构)筑物的安全。为分析地表移动变形引起建(构)筑物的破坏类型,明确地表沉降、倾斜、曲率对建(构)筑物的影响,基于概率积分法,以济宁北部某矿3307工作面为例,结合地表实测位移结果与FLAC3D数值模拟,分析了地表移动变形规律,并对地表建(构)筑物进行了安全性分析。研究表明:(1)随着工作面推进,地表下沉量逐渐增大,当采空区长度达到2倍的影响半径时,地表盆地最低位置开始触底,此时下沉量达到最大值。随着工作面继续推进,地表盆地尺寸不断扩大,最大下沉值不再增大。(2)开采深度对地表盆地形状具有重要影响,当开采深度较小时,地表盆地近似为开采工作面形状,随着开采深度增大,地表盆地逐渐趋近于椭圆形。(3)对3307工作面地表变形规律进行分析,将实测结果与理论计算结果进行了对比,两者误差小于5%,证明了理论计算结果的合理性。     

急倾斜矿层开采地表移动变形预计

常用预计方法不适用于急倾斜矿层开采地表下沉预计,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数,由于该模型所需的计算参数较多且求取方法较为复杂,在实际工作中并未得到广泛应用。采用改进的皮尔森Ⅲ型函数进行急倾斜矿层地表移动变形预计,改进后的皮尔森Ⅲ型函数与经典皮尔森Ⅲ型函数具有相同的性质,参数物理意义明确且方便求解应用。根据某金矿地表移动观测资料,采用改进的皮尔森Ⅲ型函数为预计模型,应用MATLAB软件进行了模拟计算,预计了急倾斜金矿层开采引起的地表下沉、倾斜和曲率,分析了地表移动变形预计的特点,为金矿建(构)筑物下安全开采提供了依据,为实现急倾斜矿层开采地表移动变形精确预计奠定了基础。     

大采深厚松散层开采地表沉陷特征

基于地表沉陷的观测数据,分析了极不充分开采移动和动态下沉特征,计算了极不充分工作面开采程度和下沉盆地的范围,详细描述了极不充分开采地表变形以及拐点位置。表明大采深厚松散层开采条件下,在上山方向下沉盆地的边缘即使下沉值很小,也会产生较大的水平移动;极不充分开采时地表下沉盆地十分平缓,且位置偏向上山方向;下沉盆地的拐点位于煤柱的上方而非采空区上方。对于指导相似地质条件下开采,解放建筑物下压煤具有较大的实用价值和指导意义。     

龙滩矿井采煤工作面诱发开采沉陷的动态变化特征

为掌握地下开采引起的地表沉降动态变化规律与特征,在龙滩矿井3115工作面对应地表建立地表移动观测站,运用理论分析法对监测数据进行分析整理,据此绘制地表移动变形曲线并详细叙述其特征。研究结果表明:地表最大下沉值约为73 mm;各测点的下沉值、倾斜值及曲率值随工作面推进呈逐渐增大的变化规律。通过掌握工作面开采时地表移动变形规律,可为开采沉陷综合治理及矿区地质环境保护工作提供数据支持和技术性指导。     

基于优化时间函数的采动地表任意点沉陷动态预计

针对常用Knothe时间函数在动态预计中理论研究方面存在不足及在地表下沉初始阶段预计精度较低等问题,为了能够全面地了解矿区地表沉陷动态发展变化过程,掌握地表各重要点位的动态变形规律,提高动态预计精度和动态预计的针对性,发挥动态预计在指导矿山工程实践中的应有作用,基于概率积分模型,采用优化分段Knothe时间函数,构建了可预测地表任意点动态沉降变形的计算模型,并开发了计算程序,所建模型各参数意义明确,求取方便,同时,矿区地表监测点即使布设在非主断面上,也可根据实测数据利用模型反算概率积分参数。实例1表明:在考虑拐点偏移距的情况下,预测的地表下沉盆地两拐点的下沉值基本等于盆地最大下沉量的1/2,与理论揭示完全吻合;通过对不同时刻地表点的下沉和倾斜进行动态预计,清楚地说明了地表下沉盆地和倾斜变形的动态发展过程;另外,通过倾斜三维图及其二维等值线图的变化过程可知,下沉盆地平底部分的倾斜值尽管最终为0,但也是经历了从小到大、再从大到小、最后趋于0的剧烈变化过程,如果只进行稳定后的静态预计则反映不了这一动态过程;实例2表明:通过对比分析1176东工作面各采动期的地表监测点实测与动态预计结果,并抽样...     

综放与综采开采条件下地表移动规律对比分析

基于实测地表移动观测站岩移数据,对综放和综采开采条件下地表移动变形规律、静态角量参数、动态角量参数及地表下沉速度等地表移动特性对比分析,得出:综放工作面地表危险移动范围、地表最大下沉速度、地表移动边界角和最大速度滞后角大于传统分层综采工作面,而地表移动盆地范围明显小于综采工作面,综采条件下地表下沉更为剧烈,地表移动变形更为集中。研究成果对开展"三下"采煤技术和维护经济社会的稳定具有重要意义。     

煤矿开采岩层移动的相似模拟实验及数值分析

采用相似模型和数值分析,对倾斜煤层的开采沉陷及地表移动进行了探讨。根据相似原理进行了相似模拟实验研究;采用2D-σ有限元计算程序对岩层移动及开采沉陷进行了数值分析。得到了倾斜煤层在倾向方向上移动盆地对地表的影响范围、最大下沉点位置,地表下沉曲线,以及该煤矿的下沉系数、水平移动系数、最大下沉量,所得结果对矿井的延深设计及灾害预测具有实际的指导意义。     

厚煤层大采高长工作面地表移动规律分析

为了掌握煤炭开采后对地表的影响,文章以晋煤集团成庄矿5310大采高工作面为例,建立地表移动观测站,收集地表移动数据,并对观测数据进行分析,得到地表下沉曲线、地表沉陷影响范围和地表移动关键参数。结果表明:大采高工作面开采后,地表移动和变形值较大,地表沉陷影响范围广,在走向上最大影响范围超过300m。     

浅埋煤层采动地表移动变形规律及电塔塔基稳定性研究

陕北矿区地表存在大量的高压电塔，煤层采动引起的地表移动变形，对高压输电线路安全造成威胁。基于概率积分地表移动变形预计理论，采用理论分析、理论计算和现场实测等研究方法，对浅埋煤层采动地表移动变形规律及电塔塔基稳定性展开研究。研究结果表明：(1)拟合了基采比J_C和基载比J_Z的概率积分参数计算式，地表下沉和水平移动均与基载比和基采比呈负相关，沉陷盆地的影响范围和拐点距离均与基载比呈正相关；(2)建立了采动高压电塔移动变形计算式，电塔塔身的倾斜变形量取决于地表倾斜变形和塔高，电塔基础的水平变形量取决于地表水平变形、电塔根开、基础性质和土体性质；(3)陕北锦界煤矿31104工作面开采过程中，电塔Z219预计产生的最大倾斜变形量为92 mm,小于450 mm,最大水平变形量为4.15 mm,小于4.55 mm,稳定性较高，倾斜变形理论预计值与实测值平均偏差为5.69%。     

布尔台矿采空区下开采的地表移动规律初探

为研究采空区下浅埋厚煤层综放开采对地表影响,对布尔台42105工作面开采进行地表移动观测,得出了该区条件下综放开采的地表移动规律。结果表明,采空区下工作面回采引起的地表下沉变形有如下特点:随着工作面的推进,地表下沉启动后下沉速度快,达到最大下沉值需要时间短,而后趋于稳定;地表移动和变形值较大,并进一步实测和计算得出地表最大下沉值2740mm、边界角57.45°、超前影响距249m、超前影响角60.4°和最大下沉速度滞后角76°。运用概率积分法分析得出42105工作面地表沉降模型相应参数,为预测相似条件下地表沉降和相应控制措施提供了范例。     

大柳塔煤矿地表沉陷移动变形规律研究

以大柳塔矿为工程背景,综合运用数值模拟方法、现场资料数据分析,对大柳塔矿地表移动沉陷进行了规律研究。结果表明:由于工作面推进速度的提高,使得煤层上覆岩层的各个层次下沉的速度均得到不同程度的加快,从而使得上覆岩层的相对悬空时间减少,所以导致了地表移动变形的集中;通过对工作面地表现场的实际测量和分析得出了地表下沉的最大速度是430 mm/d,因为地表下沉的速度大,所以从开始下沉到达到下沉的最大值所用时间较短,并且下沉量大,走向观测线上的点Z10的最大下沉量为3.959 m,并且由于下沉地区中心位置的下沉量较大,而且采区四周的下沉量在较小的范围内快速降低,下沉地区的边界十分收敛,从而导致了下沉地区的边缘非常陡峭;地表从开始下沉到接近最大下沉量所用不到6个月的时间,而且稳定时间较长,最后下沉100 mm接近10个月的时间才能达到稳定。     

大采高长工作面地表移动变形规律研究

为研究大采高长工作面地表移动变形规律,采用数值模拟、理论分析及现场实测的方法分析大采高工作面长度变化时对地表移动变形规律的影响,得到大采高工作面覆岩压力平衡拱达到极限状态而发生失稳破坏的临界条件和地表移动变形特征参数。研究结果表明：随着工作面长度的加大,在工作面倾向方向上由于覆岩离层导致冒落带高度范围、地表移动变形量、开采影响范围逐渐扩大,地表最大下沉量和最大水平移动量与工作面开采长度呈线性关系。     

浅埋深综放开采下地表沉陷实测规律研究

为揭示浅埋综放开采条件下地表沉陷规律和为工业广场建(构)筑物附近工作面安全开采提供依据,在阳湾沟煤矿6204工作面上方设置地表移动观测站进行观测研究。结果表明:浅埋综放开采条件下地表沉陷规律总体符合一般沉陷规律,但地表移动变形主要集中在采空区上方,且伴随永久裂缝;工作面推进过程中,地表移动和变形总体上是连续渐变的,但在地表下沉某个过程存在突变现象,下沉增加很快;地表移动活跃期下沉量集中,占全部下沉量的94%。     

山区复杂地形下地表移动盆地边界角量参数研究

为准确有效地获得山区复杂地形条件下地表运移规律和角量参数,以山西山区某矿20210复杂地形工作面为例,提出了一种“以点求面”的计算模式,在山区复杂地形工作面非主断面处建立地表移动观测网,利用遗传算法在参数优化推导中的优势,优化出本地区的概率积分法预计参数,拟合研究了山区复杂地形下的地表移动变形规律,得到了地表移动盆地边界角量参数。通过优化的参数对地表移动变形进行了概率积分法预计,并与非主断面实测数据进行了对比分析。结果表明:基于遗传算法优化参数得出的概率积分法结果,其误差均在5%以内,验证了预计参数及地表下沉数据的可靠性。该地形条件下地表移动下沉最大值为853 mm,矿区走向移动角为69.0°,上山移动角为73.1°,上山边界角为70.3°,下山边界角为59.4°,充分采动角为59.3°,最大下沉角为83.6°。     

厚冲积层下开采地表动态移动规律及预计研究

为了研究厚松散层下开采地表动态沉降规律,以实测资料为基础,分析了地表动态移动参数随工作面回采的演化规律.结果表明:地表超前移动影响距和地表最大下沉速度及其滞后距随工作面开采距离的增加而增大;当工作面推进至350 m时,三个参数值增幅减小,并最终分别稳定于225 m、34.5 mm/d及124 m;此后,地表下沉速度曲线...     

近水平煤层开采地表移动边界的预测研究北大核心

预判开采沉陷对地表的影响是进行生态恢复治理规划时的1个重要环节,绘制等值线图是该环节的前提条件;以近水平煤层开采为例,运用FLAC^(3D)进行数值模拟时,计算结果中只有下沉值和水平移动值,没有倾斜、水平变形和曲率值,且无法生成等值线图,不能直观反映地表受影响的范围和程度;针对这一问题,通过FISH语言编程对模拟结果进行数据的后处理,在Surfer软件中绘制等值线图。结果表明:霍宝干河煤矿地表发生拉伸破坏的临界水平变形值为2.15 mm/m;FISH代码能够实现采煤沉陷特征值的提取,可以预测出地表移动盆地最外边界、地表危险移动边界、地表移动裂缝边界和裂缝产生的范围;工作面推进方向和开采顺序的不同会导致地表移动盆地边界距离采空区边界左右间距不相等。     

用计算机进行地表和岩层移动变形的计算

1 前言计算地表各点下沉和水平移动以及倾斜、曲率、拉伸和压缩等的岩体动态变形,一般要求确定影响系数。积分格网法既费工又费时,因此,采用先进的计算技术进行岩体动态分析和预计已成为急待解决的问题。加之井下和露天开采对地表影响的不断加大,进一步证实了这种必要性。由地下采动而引起的移动和变形及其影响系数的计算方法和软件系统,编制的GEKAN计算程序为本文探讨的对象,并推荐使用。 2 GEKAN程序 2.1 岩体移动/变形概述 GEKAN程序以克诺特的岩体的动态计算法为基础。这是一种利用移动和变形函数关系的方法。