开元煤矿丘陵地貌开采沉陷规律研究

通过实测和模拟方法对开元煤矿丘陵地貌条件下开采沉陷规律进行了研究,结果表明:充分采动时地表下沉系数为0.78,水平移动系数为0.23,采动影响边界范围173 m,边界角为59°,移动角为73°,主要影响角正切为1.8。研究成果为开元煤矿保护煤柱设计确定采动影响范围、进行"三下"采煤地表沉陷设计、确定地表沉陷各项参数和村庄压煤开采设计提供了依据。     

特厚煤层综放开采地表沉陷规律实测研究

为研究近浅埋深、中厚基岩、特厚煤层综放开采地表沉陷规律,在东坡煤矿914工作面地表建立地表移动观测站进行了观测。经对测得的数据分析,得到一套完整的地表沉陷预计参数和角量参数,分析了该地质采矿条件下角量参数与动态变形特征。结果表明:东坡煤矿下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切、开采影响传播角分别为0.74、0.25、2.95、86.5°;在特厚煤层综放开采条件下,地表移动的初始期较短,活跃期内地表下沉速度大,移动剧烈,地表下沉量占总下沉量的比例大。在近浅埋深、中厚基岩条件下,特厚煤层综放开采地表沉陷规律具有其特殊性。     

综采放顶煤地表沉陷规律及机理

在实测、实验和理论分析的基础上,系统地研究了综采放顶煤条件下地表沉陷规律及其机理.在综采放顶煤条件下地表移动剧烈,地表下沉盆地陡峭,移动变形集中,地表断裂比较发育.表现在参数上,地表下沉系数、主要影响角正切明显偏大.综采放顶煤条件下导水断裂带异常发育,其高度与煤层开采厚度近似成正比.     

山东黄河北煤田靳家井田地表移动与变形规律分析与研究

为了研究山东黄河北煤田靳家井田地表沉陷规律,在黄河北煤田济阳煤矿的三采区3101面、3102面地表建立地表岩移观测站。通过对观测资料采用概率积分法结合位移反分析法,获取地表移动参数,对今后该井田"三下"开采具有指导意义。     

膏体充填综采工作面地表沉陷规律研究

为了对膏体充填综采地表沉陷进行准确预计和有效保护地表建(构)筑物,采用理论分析、室内试验、工程实测和数值模拟相结合的方法,对膏体充填综采工作面地表沉陷规律及参数预测进行了研究。结果表明:充填体抗压强度1~3 d初期增加较快,7 d后充填体抗压强度趋于稳定,充填体最终抗压强度略低于煤体的抗压强度;在开采影响边界处地表有上升的现象,主要影响角正切值较小,影响范围较大;以大明煤矿(立井)膏体充填综采工作面为实例,基于概率积分法预计该矿岩移参数,其地表下沉系数为垮落法开采下沉影响系数的0.19~0.22倍;应对预计模型进行适当改进,以提高预计的准确性。     

巨厚岩浆岩下开采岩移预计参数取值研究

在对煤矿采区地表建(构)筑物进行开采沉陷预测时,应采用一套尽可能符合该采区地质条件的岩移预计参数,不至于过高或过低估计地表沉陷程度及建(构)筑物的损坏等级,从而为开采规划方案制定和地表建(构)筑物保护提供可靠依据。利用济宁二号煤矿十一采区辽沟河堤沉降观测站的长期观测资料,根据最小二乘原理,应用曲线拟合方法,初步获得了大采深、厚冲积层和巨厚岩浆岩条件下的概率积分法开采沉陷岩移预计参数,即:下沉系数q=0.65,水平移动系数b=0.45,主要影响角正切tanβ=1.4,开采影响传播角θ=90°-0.6α(α为煤层倾角),拐点偏移距s=0.05H(H为采深),重复采动系数为1.1。所给出的岩移预计参数对于类似地质条件下地表开采沉陷预计有一定的参考价值。     

深井条带开采地表沉陷规律分析

为掌握煤炭深部开采带来的地表沉陷规律,根据矿区实情并参考以往设站参数建立区域观测站。通过4年多连续不间断的监测,拟合出该矿区地表下沉曲线及水平移动曲线,求出概率积分法所需各种移动变形参数。分析结果表明：深部开采时的基岩厚度增大,影响地表移动变形的因素多,地表沉陷在倾向上最大影响范围超过700 m,相应的盆地边缘移动变形值小。条带开采地表下沉比较平缓,没形成大的沉陷盆地,一次采全高情况下地表沉陷值相对较大,地面出现了塌陷区。采全高与条带开采的边界角相差不大,相同的开采影响范围内,条带开采下沉值较小,地表下沉盆地相对平缓。     

黄土覆岩浅埋深大采高矿区沉陷数值模拟

为了研究黄土矿区浅埋深、大采高煤层在长壁开采条件下地表沉陷规律,以陕北榆林大柳塔煤矿某工作面为研究对象,在理论分析的基础上,运用UDEC4.0数值模拟软件进行地表沉陷规律研究,模拟结果与实测值相差较小并得出了下沉系数、主要影响角、地表沉陷盆地范围、地面倾斜及曲率等参数的大小,进而揭示大柳塔煤矿2-2煤层覆岩变形和地表沉陷规律。     

云驾岭矿厚煤层综采地表沉陷时空演化规律研究

为了研究云驾岭煤矿厚煤层综采地表沉陷的时空演化规律,基于现场实测数据,分析了矿井三采区开采监测数据的时空相关性以及地表动态沉陷和超前影响的演化规律,得出了地表移动的延续时间,构建了顾及三维空间及时间效应的地表任意点最大下沉速度表达式,并给出了达到最大下沉速度的时间。建立了利用采动程度系数、覆岩岩性系数、采深等多因子来表达云驾岭煤矿非充分采动地表移动延续时间的经验公式。结果表明:井下采出空间由极不充分开采过渡到非充分开采,地表下沉量显著增加;超前影响距平均值为388 m,超前影响角平均值为56°;12303和12305工作面开采地表最大下沉速度滞后距平均值分别为146 m和143 m,最大下沉速度滞后角平均值分别为76°和77°;基于正态分布时间函数能够计算地表任意点的最大下沉速度;理论值和实测值对比结果表明,采用包括采动程度系数、开采深度和覆岩岩性系数等多因子来表达地表移动的延续时间更符合工程实际。     

哈密红海矿区地表移动规律及土地破坏状况研究

以红海矿区11031工作面为研究区域,通过对其设置地表移动变形观测站,实地观测得到数据资料,然后对数据资料进行分析处理,求得了各种角量参数（边界角、移动角、裂缝角）、动态参数（起动距、超前影响角、超前影响距等）、预计参数（下沉系数q、主要影响角正切tanβ、拐点移动距S、开采影响传播角θ）。结合岩移参数,采用概率积分法进行了地表沉陷预计,得到了动态预计参数和下沉盆地预计的可视化模型。在此基础上,分析出其主要造成了塌陷地和地表裂缝等土地破坏现象。为采空区下降区地表恢复提供指导。     

厚煤层综放开采地表下沉速度观测研究

为了取得厚煤层综放开采地表下沉速度等参数,通过建立地表移动观测站,对厚煤层综放开采引起的地表沉陷情况进行了观测,分析了厚煤层综放开采条件下地表下沉特征,得出了地表下沉系数为0.91;起动距50~60 m,为采深的1/5~1/6;超前影响距为183 m。在此基础上,得出了地表最大下沉速度及最大下沉速度滞后角分别为51 mm/d和76.3~78.3°,表明该区域厚煤层综放开采条件下地表移动剧烈、地表下沉速度快、起动距偏小等特点。     

InSAR测量技术在矿区地表沉降监测中的应用

为了探讨InSAR测量技术在矿区进行地表沉降监测的可行性,首先采用传统的GPS测量矿区的地表沉降情况,并获得GPS地表沉降监测数据,然后采用瑞士的GAMMA软件处理矿区的主辅两景InSAR影像,通过相位解缠等操作最终得到矿区地表的沉降图。以淮北某矿区一个工作面的地面观测数据为例,通过仿射变换进行坐标转换把地面上GPS观测点转换到对应的InSAR栅格数据阵列中,对比分析二者的观测数据,可以发现InSAR监测结果与GPS观测结果具有一致性,能够满足矿区地表沉降监测的精度要求。     

厚黄土下综放高强度开采地表沉陷与覆岩破坏实测

为研究厚黄土下厚煤层综放开采地表沉陷和覆岩破坏规律,通过在工作面地表建立岩移观测站和地面钻孔水文勘探,进行了地表沉陷变形实测和覆岩破坏高度钻探测定。总结研究地表岩移观测站实测资料和覆岩破坏探测钻孔水文观测资料,得出厚黄土综放高强度条件下地表沉陷剧烈,曲线较陡,在下沉盆地边缘沉陷变形曲线收敛较慢,最大下沉速度偏大,采动影响范围偏远;覆岩破坏探测结果显示综放覆岩破坏异常发育,导水裂缝带高度与综放采厚近似成正比,裂高采厚比例系数平均为19.75。研究成果为黄土区综放地表开采损害防治和水体下采煤及顶板水害防治提供技术支撑。     

南四湖流域引黄复垦预测分析研究

采煤造成的地表沉陷损坏大量的土地,传统沉陷复垦模式不能很好解决南四湖流域沉陷复垦问题,近年一些学者提出了引黄河泥沙复垦的新模式。引黄充填复垦需要比较准确估算地面的沉陷面积及体积,进而确定引黄复垦所需泥沙量。本文根据实测资料及概率积分法模型,提出了利用煤炭产量估算沉陷面积及体积的方法。据此计算了该区域截止2009年底已形成的存量沉陷面积及体积,以及未来每年新增的沉陷面积及体积。测算出复垦所需的泥沙量及引入水量,进而分析了复垦可行性,得到了每年可复垦的土地数量,并认为引黄复垦工程可作为一个长期工程。     

Research and application of strip mining of village coal pillar at coal field of the north of the Yellow River in Shandong Province

This paper focuses on the village coal pillar under huge thick loose bed and thin bedrock over high prelatic water level at the north of the Yellow River. The strip mining technology was used to protect the village houses. The stratum structure control action of mining subsidence was used to design the mining and pillar width. To further raise resources recovery, we adopted the mutative scheme of mining and pillar width. Observation was carried out while mining. Research shows there is feasibility of the strip mining technology to protecting the village buildings of the village coal pillar under huge thick loose bed and thin bedrock over high prelatic water level at the north of the Yellow River. Finally, subsidence parameters of strip mining were obtained. It is the basic data of the strip mining of the coal field at the north of the Yellow River.     

补连塔矿复杂条件下大采高开采地表沉陷实测

为研究补连塔矿浅埋深近距离煤层不同条件下(长壁采空区、煤柱区和旺采区下),大采高支架一次采全高工作面开采的地表移动规律,采用建立地表移动观测站对补连塔煤矿32301工作面地表沉陷进行了实测分析,结果表明:补连塔矿32301大采高支架一次采全高工作面开采引起的长壁采空区、煤柱区地表移动特征分区明显;长壁采空区的最大下沉速度比煤柱区大,最大下沉速度滞后距比煤柱区小.长壁采空区和煤柱区的下沉系数分别为0.78和0.51;长壁采空区的最大下沉速度为490 mm/d,最大下沉速度滞后距为61 m;煤柱区的最大下沉速度为234 mm/d,最大下沉速度滞后距为80 m.     

山柳公路下残余煤开采设计分析

针对梅河矿2110采区采矿地质条件,分析得出了采动地表发生抽冒塌陷的条件,同时根据EH-4电磁成像勘探结果及山柳公路下简易采动地表移动观测站的观测数据分析,公路附近沉陷区不存在空洞,通过对该矿残采工作面开采强度的分析,得出了各个残采工作面过公路段的限制采放高度及走向限高开采距离,为梅河矿及其他类似条件下的残煤开采设计提供了参考。     

黄河泥沙作为采煤沉陷地充填复垦材料的可行性分析

目前已有的高潜水位平原地区的采煤沉陷地充填复垦技术存在充填物料数量不足和潜在污染性的问题。为分析黄河泥沙用作采煤沉陷地充填复垦材料的可行性,在济宁市梁山县陈垓引黄闸上游的黄河浅滩处及附近正常耕种的农田内采集了9个土壤剖面样和3个泥沙表层样,运用ICP-AES等手段对其土壤质地、pH值、电导率、有机质、营养物质和8种重金属(As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn,Hg)等理化指标进行了定量分析。结果表明:①黄河泥沙质地类型属于砂土,保水保肥性能差。②黄河泥沙的pH呈弱碱性,电导率值很小,能满足大多数作物的生长要求。③黄河泥沙的有机质、全氮、碱解氮、全钾、速效钾、全磷和有效磷含量处于中下、低或很低水平,用作充填复垦材料需要采取适当措施加以改良。④黄河泥沙中的Cd和Hg未检出,Cr,Cu,Zn,Pb,Ni和As含量均未超过《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级和三级标准值,不会造成污染。黄河泥沙用作采煤沉陷地的充填复垦材料是可行的,但需改善其保水保肥性能和肥力水平。     

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。