基于“空天地”一体化技术的岩层采动损伤监测与应用

矿区采动损伤监测是研究地表移动变形规律、开采损害预警、减损设计的重要依据。由于西部特殊开采地质条件、生态损伤累积效应和传统开采沉陷监测技术在观测精度、数据处理、成本投入和监测效率等方面的缺陷,从煤炭开采全生命周期角度出发,提出采动损伤科学内涵并构建矿区“空天地”一体化监测技术体系。以神东矿区上湾煤矿12401工作面为研究背景,利用BDS+GPS进行控制测量,为地表形变监测提供高精度空间三维坐标;基于InSAR技术探究地表沉降量和形变速率的时空演化规律;采用无人机与现场实测方法厘清地裂缝发育规律与工作面推进速度、来压步距的对应关系;运用固定站式三维激光扫描精确获得地表下沉量;通过高密度电法和探地雷达揭示地下深层隐伏裂缝的发育趋势与部分岩层的离层现象。研究成果发现开采后地表存在抬升现象,在抬升与下沉交界处容易形成地裂缝。中部动态裂缝宽度变化存在“单峰裂隙”与“双峰裂隙”演化规律,前峰裂缝宽度约为后峰的1.5倍,前后峰值间隔10 d左右。通过InSAR精细观测区、GNSS控制点与三维激光扫描结果进行多源数据融合,得到工作面地表沉降云图和采动损伤数据信息,厘清基本顶周期来压、主关键层破断与地表...     

工作面开采地表移动变形预计及对地表 建筑物影响分析

岳城煤矿拟开采Ⅲ2301和Ⅲ2302工作面,其北部存在部分建筑物。为了分析工作面开采后是否对这些建筑物造成损坏,采用概率积分法,以矿井建立的地表移动观测站的实测资料为基础,根据待采工作面上覆岩层结构和重复采动的影响,对预计参数进行了计算分析,求取了预计参数。通过对待采工作面开采后地表移动和变形进行预计,并对地表建筑物的影响范围及影响程度进行计算分析评价,给出了待采工作面开采后引起的地表移动和变形值和引起建筑物的最大变形值,得到工作面开采后采动影响范围建筑物范围内约30 m,建筑物最大损害等级为Ⅱ级,为准确进行地表移动和变形预计以及附近民房的影响评价奠定了基础,同时对增加建筑物下采煤的安全技术措施提出了建议。     

基于DInSAR的充填开采地表移动特征及建筑物损害研究

充填开采是解放建（构）筑物下压煤资源的重要手段。目前,充填开采地表移动特征研究及建筑物损害鉴定多采用常规测量方法,成本高、效率低,只能获得离散点的信息,而DInSAR技术可以监测大范围的地面微小形变。为分析DInSAR技术在上述问题研究中的适用性,现以某矿区充填开采工作面为研究对象,采用DInSAR技术对11景Sentinel-1A影像进行处理,与实测数据进行对比,验证了DInSAR监测结果的可靠性,同时对充填开采的地表移动变形规律进行了分析。最后,基于DInSAR结果绘制了开采影响边界以及计算临界变形值,对矿区地表村庄进行损害鉴定,依据“三下开采规程”的评定标准,村庄内受采动影响的建（构）筑物均处于Ⅰ级损坏范围之内。     

唐口煤业9301工作面“绿色”充填开采技术

本文叙述了唐口煤业公司首个充填开采工作面-9301工作面的充填原理及相关的充填技术要求,并且论述了沿空留巷技术方案以及为满足9301充填工作面通风要求而进行的工作面推进3.5m时的切眼留巷技术方案。预计9301工作面通过的充填开采,下沉较小,地表建(构)筑物采动损害等级均在轻微的Ⅰ级采动损害范围内。     

山区采动地表数字地面模型及应用

衡量矿山地下开采引起地表移动的变形参量包括下沉、水平移动、倾斜、水平变形和曲率,根据其具有显著的空间特征,首次提出了山区采动地表数字地面模型种类,并应用山区开采沉陷预计绘制了地表移动变形等值线,结合矿区地表建筑物损坏的临界变形值,提出应用数字化形式对地表建筑物损坏等级及损坏范围的判定方法,以此为矿区地面建筑物的预先防护提供决策。     

基于SBAS-InSAR技术的矿区开采损害鉴定研究

为了实现矿区开采沉陷损害的高效可靠鉴定,以山西东坡煤矿开采井田为研究对象,利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术监测分析了该区域矿区开采所引起的地表形变,同时基于概率积分模型预计了该矿区开采移动变形情况,随后利用边界角确定了开采边界,结合实地调查最终确定该井田开采是否会对矿区附近某村庄产生损害影响。结果表明：分析矿区在2007年1月至2019年4月期间InSAR形变监测结果以及预计的地表移动变形发现,该村庄始终处于由边界角确定的开采损害边界以外,同时结合实地调查发现建构筑物未有采动损害迹象。     

邢台矿矸石与粉煤灰充填开采地表移动规律分析

邢台矿7606工作面是邢台矿区充填采煤的第一个试验工作面,文中结合该试验工作面,对地面矿区铁路和重要建筑物的采动变形动态过程进行监测,通过监测结果分析矸石与粉煤灰充填开采地表变形规律,为以后"三下"压煤开采提供可靠的设计依据和技术参数;为科学评价矸石与粉煤灰充填开采地表沉陷控制效果提供数据支持。     

采动影响下巷道围岩变形破坏规律

针对王家塔煤矿101工作面开采过程中1S101辅助运输巷顶板受采动影响变形破坏严重、支护体失效、后期支护维护困难等问题，以邻近201工作面开采为工程背景，结合数值模拟和三维激光扫描技术现场实测等综合方法，监测获取201工作面推进过程中2S201辅助运输巷顶板变形规律，评估巷道支护方案的有效性，阐述三维激光扫描技术动态监测井巷变形工程中的应用情况。研究结果表明：井下条件复杂，有效扫描距离减少，点云密度下降严重，建议井巷监测工程中扫描仪设站距离不宜超过50 m；三维扫描监测结果显示顶板发生不均匀形变，总体形变量较小，支护方案效果明显；随着201工作面推进，巷道顶板形变值逐渐增加，应力沿工作面推进方向传递，邻近采空区区域处最先发生形变，监测结果与理论相符。     

相邻工作面开采下的矿区地表沉陷InSAR监测与分析

针对相邻工作面重复开采条件下地表形变复杂和常规D-InSAR方法易受时间去相关和大气延迟等因素影响的问题，以东滩煤矿为研究对象，采用SBAS-InSAR方法对40景Sentinel-1A数据进行时序处理，获取了研究区域的年均沉降速率和时序累计沉降量，并对形变特征进行了分析。结果表明：6303相邻工作面的采动对已采工作面影响效果显著，相邻工作面开采条件下地表沉陷速率快、范围广、沉陷盆地形状不规则，6303工作面在走向和倾向上的沉降量差异明显，表现出非对称性特征；InSAR技术能够效监测到矿区相邻工作面开采的地表沉陷现象，可为类似复杂开采条件下的矿区地表形变分析提供技术参考。     

厚松散层大采深下采煤地表移动规律研究

为研究淮南矿区巨厚松散层大采深下采煤地表移动规律,对松散层厚400 m、采深500 m的某矿11118工作面地表沉陷实测数据进行了分析,得出了厚松散层大采深下采煤地表移动静态、动态规律和地表移动参数.结果表明:淮南矿区厚松散层大采深下采煤地表下沉曲线具有走向、倾向的双向对称特征;走向边界角、上、下山边界角很小且三者相等为35°;地表移动盆地边界收敛缓慢,出现长距离缓慢下沉带,建筑物受损轻微;采空区上方地表下沉集中且地表移动变形值大,建筑物损坏严重;同等开采条件下,厚松散层下单工作面采煤地表采动程度较一般开采条件下高,易接近或达到充分采动状态.     

民采矿对矿业经济的影响及应采取的对策

通过分析民采矿对矿业经济正反两方面的影响，提出限制其数量，改进其开采行为和市场行为，规模发展的矿业发展策略。     

基于采动岩层控制的煤炭科学开采

煤炭科学开采是煤炭行业追求的目标,采动应力与岩层控制研究可以促进煤炭安全开采、提升自动化与智能化开采效率、保护地下水与地面环境、实现煤炭及共伴生资源协调共采,是实现煤炭科学开采的基础。采动应力可数倍于原岩应力,偏应力和采动卸压是促使围岩破坏的主要因素,在一些长工作面顶板会发生分区破断现象,要充分重视采场围岩控制的系统刚度原理,对一些特厚煤层和薄基岩煤层开采的顶板运动及载荷边界尚不清楚。随着开采理念和技术进步,岩层控制研究也遇到了一些新问题,今后需更多地关注覆岩运动、底板破坏与突水、裂隙岩体、地质构造等问题。由于煤炭开采更多研究的是岩层破坏后的力学行为,破坏后的岩层是以块体组合、非连续体为主,其宏观运动以接触面位移、大变形为主要特征,需要提出针对性的研究方法,开发专用的仪器设备,完善煤炭开采岩层控制研究体系。     

充填采煤技术适用性分析研究

煤炭企业快速发展的同时也带来了煤炭储蓄不足、环境污染等相关问题。为此,集中专业人员利用综合机械化固体填充采煤技术是现阶段开采煤矿的当务之急。本文就关于煤层开采中充填采煤技术的应用做出探讨。     

大采高综采工艺研究

本文在简单介绍了大采高综采工艺发展现状的基础上,分析了大采高综采工艺特点,研究了大采高综采工艺的适用条件,并结合本人实际工作经验,总结了选择采煤工艺的基本原则,以供同行参考。     

工作面旋转回采技术研究

针对兖州煤业股份有限公司济三煤矿43上06综采工作面回采时遇断层采取旋转开采的技术情况,重点介绍了旋转回采方案、生产工序及回采过程中的施工注意事项,实践证明采用旋转回采技术能满足工作面产量要求,为矿井的正常生产提供了有力保障.     

露天采矿技术及采矿设备的研究

本文从露天采矿技术发展现状入手,对采矿技术进行了分析,并对采矿设备的发展以及发展趋势做出探讨,以期对我国采矿领域做出贡献。     

大采高工作面回采工艺研究

本文对成庄矿5310大采高工作面回采过程中的一系列创新性做法进行总结、提炼,通过可靠的设备检修、认真的生产准备、严格的操作管理、强化顶板支护等手段,实现了高产高效。     

露井协采条件下的开采沉陷研究

为掌握露井协采模式下井工开采引起的覆岩层沉陷规律,通过在工作面上方布设地表移动变形观测站,实地观测各观测点的位移和测点之间的相对位移,依据概率积分预计模型,全盆地拟合对开采沉陷规律进行分析。结果表明,井工一矿上窑区19001工作面上方地表随工作面开采呈现下沉值、倾斜变形绝对值、曲率变形绝对值逐渐增大直至最大,水平移动绝对值逐渐增大后有一定减小,水平变形绝对值逐渐增大直至压缩变形值达到拉伸变形值的2~4倍的动态规律。     

带压分段后退式开采布局的研究

提出了承压水上采煤的分段后退式开采布局方法，较详细地从开采方法、突水控制、安全开采参数、数值模拟、矿山压力、构造防水煤柱、防灾救灾等方面进行了论证，并介绍了在太原东山煤矿应用的实践．     

淮南矿区放顶煤开采实践与对策

通过对淮南矿区放顶煤开采技术研究及推广应用情况的总结分析研究,客观地指出其存在的问题和缺陷,提出了下步对策,以最大限度地实现安全高效开采的工作目标。