煤矿开采地表沉陷预测及综合治理研究

结合实际生产情况,针对煤层开采造成的地表沉陷,从现场踏勘及理论上进行了研究、分析,对今后开采造成的地表沉陷进行了预测,提出了一些防控措施。     

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。     

煤矿开采沉陷有效控制新途径的探讨

分析了充填开采、条带开采、覆岩离层注浆岩层控制技术和“采-注-采”三步法开采的优缺点,在此基础上提出了“条带开采-注浆充填固结采空区-跳采剩余条带”的新三步法开采沉陷控制的新思路,并比较其优缺点。初步分析表明,采用新三步法可以更好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0.20以内,煤炭采出率可达到70%~80%,可大幅度减轻对环境的破坏。     

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。     

深部开采的地表沉陷预测研究

我国煤炭资源的开采已向深部延伸,深部开采将带来新技术上的难题,地表沉陷预测就是技术难题之一,浅部开采和深部开采引起的地表沉陷特点是不同的．结合实例以及力学分析,对深部开采引起的地表沉陷问题进行了研究,论述了深部开采的地表沉陷规律及特点,深部开采工作面的覆岩破坏,具有均匀、整体压缩、移动、变形的特点,地表移动变形连续、缓慢、周期长;提出参数修正的概率积分预测模型,来预测深部开采的地表沉陷,以指导我国的深部“三下”压煤的开粟．     

新大地煤矿地表库房开采沉陷评价及对策研究

新大地煤矿已留设的工业广场保护煤柱范围外新建了库房,若井下工作面按原设计煤柱线回采推进,必然会对新建库房产生沉陷变形甚至破坏。文中利用概率积分法对停采到不同位置对地表库房的影响进行了预计,同时提出了相应对策措施。此项案例成功验证矿区沉陷移动变形规律,为矿区建筑物、道路等基础设施的防灾工作提供了经验。     

开采沉陷移动变形数据处理与预计一体化系统

针对矿山开采沉陷地表移动变形数据处理量大、预计参数求取不稳定等不足,在借鉴和总结不同计算机语言开发系统优缺点的基础上,利用C#编程语言,结合Word和CAD开发出开采沉陷移动变形数据处理与预计一体化系统。该系统集成了数据管理、移动变形计算、输出报表以及契合CAD的移动变形曲线绘制功能,并构建了基于人工鱼群算法(Artificial Fish School Algorithm,AFSA)的Logistic单点沉陷预测模型。将该系统应用于顾桥矿1414(1)工作面,试验结果表明：①系统兼容性强、操作简便,提高了开采沉陷地表移动变形数据处理的准确性和效率,可将下沉、斜率、曲率、水平移动、水平变形曲线和相应的煤层按一定的比例在CAD软件上成图,便于从图中求取地表移动盆地各角量、距离参数以及任意点的对应值,克服了传统方法只能查看、无法定量分析的不足;②结合实测下沉数据,将基于AFSA的Logistic单点预测沉陷模型进行了应用,选取的2点绝对误差最大值分别为143.6 mm、132 mm,拟合中误差分别为65.6 mm、55.8 mm,求取参数的拟合效果符合工程应用要求。     

综放开采地表沉陷规律的合理预测

针对8301工作面特殊的地质开采条件,采用概率积分法及典型曲线法对8301工作面开采引起的地表沉陷规律进行合理预测,研究得出:概率积分法预测地表沉陷时,煤层开采为有限开采对下山边界半无限开采的各值与煤层开采为无限开采时相应的值相近;曲线法预测地表沉陷时,走向主断面半盆地移动变形值均小于倾向主断面下山半盆地移动变形相应值。     

托板控制下开采沉陷的阶段性和板裂性

本文以四川杉木树矿山区开采为例，介绍了采场上方厚硬岩层对开采沉陷的托板式控制作用，分析了一级、二级托板控制作用下开采沉陷所呈现的阶段性特征及地表裸露基岩的板裂性特征。     

模糊关系方程法在矿山开采沉陷最大下沉值预测中的应用

为了准确预测矿山开采沉陷的最大下沉值,利用模糊数学理论和方法,建立地表最大下沉值与影响下沉的诸因素之间的模糊关系方程,并使用Fuzzy矩阵转换法找出了各指标之间的模糊关系,根据工作面的各影响因素指标,求解得到预计工作面地表最大下沉值。采用某矿区实测资料对模型进行验证,预计结果最大相对误差9%,可以满足矿山开采沉陷预测的要求。研究成果表明模糊关系方程法可以准确地预计煤矿开采沉陷地表最大下沉值,为矿区开采沉陷预测提供了一种新的方法。     

白象山铁矿河床下开采地表沉降数值模拟分析

针对设计采用嗣后充填采矿法的白象山铁矿的主矿体位于青山河床下的状况,为了保障矿山安全生产,采用数值模拟方法,对矿体、围岩及断层进行建模,对断层采用岩体弱化的方法建立模型,对于重点研究的地表和对结果有影响的断层进行细化网格的划分,并依据设计的连续倾斜进路尾砂充填法对模型进行开采与充填,分析地表沉降情况。通过计算分析,确定了位于地表河流中部即横坐标为400 m处的最大沉降值0.23 m。根据模拟结果,提出了对存在安全隐患的断层注浆加固的处理方法。经过再次运算得出最大沉降值减小到0.15 m,研究结果验证了采矿方法的安全可行性与注浆加固方法的安全有效性。     

地理信息系统在矿区开采沉陷中的应用探讨

结合地理信息系统技术应用的发展现状，根据矿区开采沉陷的特点，提出了地理信息系统在矿区开采沉陷中应用的一些方法及技术路线。     

倾斜煤层矿山开采沉陷分析

运用实测数据分析、模型试验和数学模拟方法，研究某倾斜煤层矿山开采过程中的沉陷和岩层移动。根据模型理论建立了相似模型，用2D-σ程序进行数值模拟。结果表明，沉陷和水平移动曲线不连续也不平滑，由于地质条件的影响，其变化是不对称的。得出沉陷参数、水平移动参数、顶部下沉量和其他用于预测地面移动的参数。这些参数值与当地采矿条件一致，有助于开采作业。实践证明，研究结果对预测地面移动和下沉有益。     

王家塔煤矿首采工作面地表变形规律

为研究王家塔煤矿地表变形规律,在该矿首采3101工作面上方建立了地表移动观测站。通过观测与研究,揭示了在煤层埋藏浅、开采厚度大、推进速度快的开采条件下的地表下沉盆地的分布形态,并求取了相关的岩移参数,为合理留设煤柱及指导地表搬迁提供了可靠依据。     

基于D-InSAR技术的煤矿区沉陷监测

煤炭开采引起的地表移动变形时间集中、形变量大,使得基于D-In SAR技术的煤矿区沉陷监测受到了诸多的限制,很难获取准确的地表沉陷信息。为使D-In SAR技术能够更好地应用于煤矿区沉陷监测,采用"两轨法"差分干涉技术处理了多景Radar Sat-2影像数据,通过实验分析了植被因素对影像相干性的影响,探究了监测量级对地表沉陷信息解译结果的影响,并以峰峰矿区的九龙矿为试验区对D-In SAR技术的监测精度进行了分析。结果表明:地表植被覆盖率是影响影像间相干性的决定性因素,在地表植被稀疏的冬季相比植被茂盛的夏季更适合使用DIn SAR技术进行地表形变监测;由于地质采矿条件复杂,导致地表下沉速度超过卫星可监测范围,通常只能准确监测到盆地边缘的形变;当沉降量不超过监测量级时,D-In SAR技术的监测结果与常规水准测量的结果大致吻合;随着相关理论研究的不断深入与处理软件的日趋成熟,D-In SAR技术在煤矿区沉陷监测中的应用前景将更为广阔。     

原平市石豹沟煤矿奇村井采煤方法改造设计

对原平市石豹沟矿奇村井采煤方法进行改造设计,以达到提高资源回收率和采掘机械化水平，改善矿井通风系统．预防瓦斯、煤尘等重大事故。     

开采沉陷对矿区土地资源的采动效应研究

基于生态场理论和GIS技术研究矿区土地资源的采动效应。首先介绍了采动土壤特性测算、采动变化规律分析及土壤采动损害评价的程序方法;然后叙述了采用RS和GIS空间分析技术对土地资源各采动生态位指标进行量化,并基于生态场理论和开采沉陷学分析土地资源的采动空间分异特征、采动累积效应及其延迟效应的过程。对山西潞安集团五阳矿井采煤沉陷区的实例分析表明,耕地土壤特性与开采沉陷明显相关,1997年至2002年间采动生态元耕地和植被覆盖率上升而建设用地覆盖率下降,研究区土壤侵蚀以轻度和中度为主且明显存在采动延迟,土地利用集约度指数终采后10 a逐步进入稳定期,各地类的流失与来源组成趋于稳定,说明土地利用方式摆脱采动影响并进入新的动态平衡状态。     

薄基岩浅埋深矿区地表开采沉降预测及影响因素分析

目前我国西北部地区浅埋深薄基岩开采区地表沉降现象日益严重。以鄂尔多斯某矿区为例,基于该矿区覆岩性质、地质条件、开采技术条件、地表沉降点观测数据,运用概率积分法对首采区的地表开采沉降规律进行了分析预测,并对该矿区典型的薄基岩浅埋深开采地表沉降的主要影响因素进行了分析。结果表明：①概率积分法的矿区开采沉降预测结果与实测数据基本吻合,表明采用该方法预测矿区地表移动参数是可行的;②由于矿区整体构造简单,且工作面内煤层基本呈水平分布,煤厚、采深、倾角等因素变化较小,综合分析认为顶板松散层基岩厚度比（H_S/H_J）、开采强度（工作面推进速度）是该矿区地表沉降的主要影响因素;③对工作面走向的顶板松散层基岩厚度比（H_S/H_J）曲线、开采强度（工作面推进速度）曲线与地表沉降量曲线进行了对比分析,认为松散层基岩厚度比（H_S/H_J）、开采强度（工作面推进速度）对矿区开采沉降具有相反的作用,且开采强度（工作面推进速度）对矿区开采沉降的影响较大。上述分析结论对于地质构造稳定的鄂尔多斯地区矿区开采沉降分析预测有一定的参考价值。     

采煤塌陷区景观生态再造技术

煤炭开采造成地表塌陷,导致生态环境遭到破坏。文章引用景观生态学和环境保护学理论,从矿区景观生态恢复和景观重建的角度,对采煤塌陷区进行治理改造,研究采煤塌陷区景观生态再造技术。强调指出,只有依据采煤塌陷区的具体情况,按照景观生态学基本原理进行规划设计,才能实现结构合理、功能强大、效益良好的景观生态系统。