于广明著《矿山开采沉陷的非线性理论和实践》1993年煤炭工业出版社出版

人们很久以前就认识到了地表沉降是采矿带来的一种灾害问题。为了减少开采损害,全世界很多科学家和采矿工程师把开采沉陷预测和控制视为重要的研究领域。多年来,基于观测到的地表沉陷特征开发了许多种开采沉陷预测方法,包括经验公式、剖面函数法、影响函数法及在简单地质条件下进行相对规则开采的地表沉陷的计算模型。数学模拟和物理模拟为研究不同岩层结构的地层沉陷提供了另一种可能,即可直接模拟和观测地表及岩体内部破坏和移动规律,在这方面,中国学者辽宁工程技术大学于广明博士所著《矿山开采沉陷的非线性理论和实践》一书提供了…     

第11届国际矿山测量学术讨论会于去年在波兰召开

第 11届国际矿山测量学术讨论会于 2 0 0 0年 9月 4～ 10日在波兰科拉构夫矿业大学召开。有 30多个国家的 32 0余位代表参加了会议。该会是国际矿山测量领域最高级别的学术会议 ,是由国际矿山测量学会主办 ,每三年一届。该会的主要议题有 5个 ,涉及岩石力学与工程的议题有 2个 :矿山开采沉陷和边坡稳定。我国共有 8名代表参加 ,辽宁工程技术大学博士生导师于广明教授参加了会议 ,并在大会上作了以“矿山开采沉陷的非线性理论与实践”为题的学术报告 ,引起了与会专家学者的极大兴趣第11届国际矿山测量学术讨论会于去年在波兰召开@杨伦…     

基于GIS与概率积分的矿山“三下”开采沉陷预测研究

南方矿山地质地形复杂、"三下"采煤困难,其地质灾害预测预报更加困难,系亟待解决的技术难题。在概率积分和GIS基本原理的基础上,结合资兴唐洞煤矿24采区和21采区矿山开采等多源数据,对矿区开采地表沉陷进行预计,利用Arc GIS强大的管理和分析功能,将预测结果与实地测绘数据进行对比,实现矿区开采地表沉陷预测预警可视化表达,为类似矿山地下开采沉陷防治提供参考与决策理论。     

基于GIS和概率积分法的北洺河铁矿开采沉陷预测及应用

金属矿山多为裂隙发育的块状岩体，因而开采引起的地表沉陷机制不同于层状地层的煤矿。为指导矿山安全生产及地表沉陷治理提供科学依据，以崩落法开采矿山地表沉陷为具体研究对象，对北洺河铁矿开采沉陷预测研究，将基于GIS和概率积分法的开采沉陷预测方法应用于采用无底柱分段崩落法的金属矿山中。通过GIS建模全面反映矿区的三维地理、地质信息及其内在属性，应用基于概率积分法和组件技术开发的MSDAS-GIS系统进行开采沉陷预测。利用GIS强大的空间分析和图形显示功能对预测结果进行分析和处理，并直观反映出开采沉陷对周围环境的影响程度及范围。通过与地表观测数据及实际情况的对比分析，验证预测方法的适用性，同时也为指导金属矿山安全生产提供良好的三维可视平台。     

测绘技术在矿山开采中的运用

本文阐述了测绘技术在矿区开采沉陷参数中的应用，在矿区建立的各种形式的观测站，对地表移动过程进行系统观测，可为更好的做好矿山开采安生生产工作服务。     

基于矿山开采沉陷测量地质的三维仿真系统建构

当前,在矿山开采沉陷的有限元分析参数获取方面,主要有两个重要数据来源:一是对国内主要煤田的地质地层信息和开采工艺进行有效统计,并对其沉降过程进行充分观察,将获得的数据进行统计学分析,最终获得基于大数据统计的回归公式,依据此公式代替原有的移动岩梁、传递岩梁等早期理论,以构建更贴近真实情况的有限元分析初始参数。二利用分布在徐州、泰山、唐山、淮南、重庆等地的国家级矿压实验室,反复进行相关岩层的矿压参数试验,对试验数据进行汇总,得到不同岩层在不同矿压条件下的实验室结果,并根据该结果进行有限元分析初始参数规划设定。文章主要分析了基于矿山开采沉陷测量地质的三维仿真系统建构。     

基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形方法研究

 为了解决D-InSAR技术不能全面监测煤矿开采引起的地表移动与变形问题,综合运用理论推导和模拟实验方法,开展基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形的方法研究,主要取得如下成果：(1) 融合近水平、缓倾斜煤层开采沉陷规律和D-InSAR技术,建立任意像元任意方向下沉、倾斜、水平移动、水平变形和曲率变形的计算模型及其推广模型。模拟实验结果表明,在模拟地质采矿条件和影像分辨率10 m条件下,任意像元移动变形模型提取精度为：① SN,EW向倾斜计算误差分别为±0.03和±0.02 mm/m;② SN,EW向水平移动计算误差分别为±1.6和±1.3 mm;③ SN,EW向水平变形计算误差分别为±0.04和±0.03 mm/m;④ SN,EW向曲率计算误差分别为±0.001和±0.001 mm/m2。模型精度满足矿山开采沉陷监测要求。(2) 利用构建的基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形方法,提取了20120105～20120116期间,南屯煤矿9310工作面开采引起的SN,EW向采动地表移动与变形。研究成果对矿山开采沉陷D-InSAR监测具有重要参考价值。     

顺层岩质斜坡开采沉陷预测模型研究

为有效预测地下采矿诱发山区顺层斜坡的沉陷变形,在分析概率积分法水平地表开采沉陷的基础上,以与岩层、矿体的倾角相同或者相近的顺层岩质坡体为研究对象,建立单元体开采和半无限开采情况下顺层岩质倾斜地表的开采下沉变形预测模型,并给出预测模型的解算过程及步骤。通过2个矿山开采沉陷实例,将预测模型的解算结果分别与现场实测数据、相似模拟试验观测数据进行对比分析,结果表明:预测结果与现场实测下沉量吻合良好,与相似模拟试验观测下沉曲线形状相似,最大下沉量基本一致,符合试验原型的实际情况,预测结果能够反映顺层倾斜地表开采沉陷的情况,预测模型具有较好的适用性。     

磨槽江铅锌矿地质环境影响评估及防治对策

磨槽江铅锌矿是以裂隙充水为主的矿山,其主要开采矿体远高于当地河水面之上,为了评估磨槽江矿区在恢复开采后对矿山地质环境的危害,从矿坑涌水量、矿区围岩支护、矿坑沉陷、含水层、地表水污染程度五个方面研究矿山开发引起地质灾害出现的环境影响综合评估。结果表明,恢复采矿后矿坑的涌水量小、矿坑围岩稳定性高,对矿坑地面沉陷和含水层流场的影响程度一般,且不会对周边居民的生活水源造成污染。     

开采沉陷中的层面滑移三维模型

岩体内部开采沉陷计算的关键是层面的滑移位置及滑移函数。本文根据多层复合板理论，推出了三维条件下，开采沉陷中层面滑移函数和层面滑移位置判断式，获得了平面上最大滑移方向计算式。结合相似材料模型观测结果，验证了所给公式的适用性。     

分析测绘技术在矿山开采沉陷过程中的重要性

矿山测量时在矿业开发的过程中非常重要的基础技术工作,从开始到结束,都要用到它。我们新磷矿化公司在这么多年的开采过程中,发现沉陷的问题越来越严重,所以,沉陷观测是十分重要的。随着现代测绘技术的发展,加速了测量仪器向智能化方向发展的趋势,同时,现代测绘技术也为矿山的测量工作给予了更好的帮助。所以,利用现代先进的测绘技术来指导矿山安全生产,是十分有利的。     

对煤矿开采沉陷防治技术的探讨

随着煤炭资源的开采，我国的开采塌陷范围不断扩大，严重破坏了矿区的生态环境，采煤沉陷区的环境保护与治理直接关系到矿区的区域经济、社会稳定和生态环境，也是实现矿区可持续发展的重要途径。因此，笔者针对开采沉陷形成原因及对矿区环境灾害防治技术进行了阐述。     

水平及缓倾斜煤层开采条件下离层值的计算

煤层开采诱发岩层与地表移动和变形所导致的地表沉陷对地表建筑物产生很大的影响和破坏。覆岩离层充填技术作为矿区开采沉陷控制的新方法，在我国一些矿区的应用实践证明，其控制效果和经济效益均很显著，但在减沉机理方面的研究还有待进一步深入，其中离层充填减缓地表沉陷技术在应用中的一个关键任务之一就是确定离层产生的位置及其大小，目前仍处于经验判定阶段，尚没有完善和准确的理论计算方法。根据薄板小挠度力学理论的基本思想，分析了采用薄板小挠度理论计算采动覆岩中离层产生位置及其大小的可行性及边界条件确定的合理性，探讨了水平及缓倾斜煤层开采条件下离层产生位置及离层值大小（薄板挠曲度）的理论确定方法，并给出了相应的计算公式。这些结果对于现场在应用离层充填技术减缓地表沉陷过程中确定离层产生的位置具有理论上的指导意义。     

用弹性板理论建立地表沉陷预计模型

基于矿山开采的实际情况,将上覆受采动影响的岩层假设成弹性薄板,应用弹性板理论,建立了开采沉陷中的走向和倾向主断面预计模型以及地表全断面预计模型。研究结果表明,用弹性板理论建立的预计模型具有与其他模型相似的性质,并且简单、直观、易用,克服了以往预计模型关于拐点的对称性,更符合实际。最后,用实例证明了该模型的应用效果。     

煤矿开采沉陷对地面建(构)筑物的影响

介绍了煤矿开采沉陷对地面建筑物的影响问题，从采空塌陷的一般规律、地表移动和变形等方面进行了论述，指出了煤矿开采沉陷的防治方法和措施。     

资源枯竭矿区深井开采引起地层再破坏的复杂性研究

针对资源枯竭矿区已经进行了多年开采而在地下浅部已留下很多老采区和地层已遭受数次沉陷破坏的特点，提出了深井开采及深浅部同时开采(重复采动)导致地层进一步破坏的特征和地层自下而上的沉陷规律及其损害累积效应，并借助北票矿区已经进行127a开采的实例，综合分析了资源枯竭矿区深井开采引起地层再破坏的复杂性及资源枯竭城市再生地层结构抗震性能的下降机理、评价方法和恢复措施。     

深部岩体非线性Kelvin蠕变变形的混沌行为

随着矿山开采的大规模进行和采深的加大，在深部高应力作用下巷道围岩的破坏日益严重，这使得越来越多的采用非线性科学理论和方法分析巷道围岩的稳定性。推导非线性Kelvin流变模型的本构方程以及其蠕变曲线的解析解；分别采用两种数值微分方法对非线性蠕变方程进行求解，结果发现非线性蠕变方程的数值解在有些情况下与解析解不一致，即数值解可能出现不稳定；通过变量代换，该非线性蠕变方程可化为Logistic方程。这样，通过将岩体的本构模型与非线性理论相结合，从理论上证明岩体的非线性蠕变具有混沌行为，并相应获得岩体变形发生混沌的条件，根据实测位移序列，为采用混沌学方法进行深部岩体工程的稳定性预测和控制奠定理论基础。     

基于GIS的开采沉陷土地资源损害评价系统研究

将开采沉陷土地资源损害评价理论与GIS技术相结合,着重分析了GIS支持下的土地资源损害评价数据需求和功能需求,建立了基于GIS技术的开采沉陷土地资源损害评价模型和评价标准体系,开发了"开采沉陷土地资源损害可视化评价系统".结合鲍店煤矿十采区的实例,实现了开采沉陷区土地资源损害科学、高效、客观的可视化评价.     

关于综放开采的岩层运动和矿山压力控制问题

应用内外应力场理论，根据鲍店煤矿的生产实践，结合实验室相似材料模拟研究，对分层开采，网下综放，全厚综放三种不同开采条件下的冒落岩层厚度、导水裂隙带高度、地表沉陷特征以及支承压力大小及分布特点进行了分析和探讨，并建立了相应的计算模型，为现场综放回采工作面、回采巷道矿压控制以及综采放顶煤完全开采提供了理论依据     

急倾斜煤层开采岩移基本规律的模型试验

针对新集三矿急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件，运用实验室相似模型试验方法，对西三采区煤层开采引起的岩体移动和地表沉陷的基本规律进行了研究，总结出了新集三矿急倾斜煤层开采重复采动所引起的厚冲积层岩体移动基本特征和地表沉陷的相关参数。所得结果对现场开采及地表沉陷治理具有一定的指导作用，对于同类地质和开采条件的矿区具有重要参考价值。