浅埋煤层综采条件下地表沉陷计算方法研究

浅埋煤层开采后的地表变形十分剧烈,地裂缝等非连续变形非常明显,而概率积分法适用于地表连续变形的情况,因此有必要探讨概率积分法在浅埋煤层矿区的适用性问题。概率积分法源于随机介质理论和概率理论,本研究由此入手,分别计算概率积分法在浅埋煤层矿区和中-深埋煤层矿区综采条件下的关系系数,并与概率积分法关系系数的理论值进行比较分析,据此探讨概率积分法在浅埋煤层综采条件下的适用性。研究结果表明,与中-深埋煤层矿区相比,浅埋煤层矿区的关系系数不仅与概率积分法理论值相差较大,而且其本身的离散程度也较大,说明概率积分法在浅埋煤层矿区综采条件下的适用性不及中-深埋煤层矿区。通过分析影响概率积分法适用性的影响因素,提出了开展基于关键层理论的地表沉陷影响研究方法,用以改进完善浅埋煤层矿区沉陷计算方法。     

万利矿区浅埋煤层开采地表移动变形规律

为了研究万利矿区浅埋煤层的地表移动变形规律,在4个工作面上进行了地表移动观测站实测工作。通过对实测数据的分析,得出适合矿区的地表移动参数。概率积分法预计参数拟合结果表明:综放开采下沉系数比综采下沉系数大15%左右;综采开采拐点偏移距较综放开采大;主要影响角正切tanβ为走向小、倾向大,倾向较走向大40%左右。     

色连煤矿浅埋开采地表移动与变形规律研究

为了掌握色连煤矿采空区地表移动规律,通过理论分析、现场监测和数值模拟等方法的结合,分析了色连煤矿8101首采工作面地表移动变形规律,得出地表移动变形相应的基本参数和概率积分预计参数,为今后矿井在类似地质条件下的煤炭开采、保护煤柱的合理留设、环境保护等提供理论技术指导和参考。     

浅埋煤层综采工作面地表移动规律研究

为了控制煤层开采对东胜地区脆弱的生态系统的破坏,获得该地区综采工作面地表移动变形规律,采用在综采工作面上方建立地表移动观测站的方法,经过多次观测获得数据并进行处理分析,结果表明:地表刚开始移动就表现出突然性、剧烈性的特点,下沉值急剧增大,并很快达到最大值,迭到充分采动;工作面停采后,地表短时间内达到稳定状态.在开切眼附近煤柱侧50 m、采空区侧100m为集中变形区域,该区域内地表变形值超过建筑物Ⅰ级损坏标准.概率积分法预计参数取值为下沉系数0.71,水平移动系数0.40,左拐点偏移系数0.07,右拐点偏移系数0.37.     

昌汉沟煤矿浅埋深煤层开采地表移动变形规律研究

针对浅埋煤层的矿压显现规律不同于普通埋深煤层的矿压显现规律的情况,运用地表变形观测与理论分析,研究了昌汉沟煤矿浅埋深煤层开采地表移动变形规律,结果表明工作面覆岩不存在"三带",基本上为垮落带和裂隙带所构成的"两带",浅埋煤层的顶板基岩沿全厚切落,基岩破断角较大,破断直接波及地表.     

任意分布形式煤层开采地表移动预计方法

地下开采煤层的分布形式多种多样，平面分布仅是曲面分布形式中的一种简单情况。根据概率积分法的基本原理及其预计参数的一般规律，将复杂的褶皱构造煤层按轴线划分为单斜构造煤层后，采用曲面积分法，推导出了开采曲面分布煤层时预计地表移动与变形值的计算公式，介绍了对任意形状工作面的处理方法及确定积分区间的方法。最后，用实测资料进行了验证，预计精度令人满意。     

浅埋煤层大采高综采面地表移动规律研究

通过对张家峁煤矿15201试采工作面大采高综采面地表移动进行了实测,揭示了浅埋煤层大采高(6.3 m)在工作面推进过程中地表岩层的移动规律,并分析了由于上覆松散层厚度变化时周期来压期间的破坏和动载机理,得出了浅埋煤层大采高综采面开采后地表岩层移动规律,为类似煤层赋存条件的矿井开采提供了理论基础。     

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%。     

浅埋煤层覆岩移动变形规律分析

以西部某矿1203面覆岩为研究对象,进行相应的覆岩结构稳定性力学分析,得出了关键层结构稳定条件,并采用离散元数值模拟软件UDEC2D4.0对覆岩变形破坏进行动态数值模拟计算。揭示了浅埋煤层关键层结构变形破坏规律,给出了避免地表非连续破坏的允许采高为2 m。     

薄基岩浅埋煤层工作面地表动态移动规律研究

为了有效控制和治理采动薄基岩浅埋深煤层地表动态移动,以神府东胜矿区上湾煤矿51101工作面为例,通过为期6个月的现场地表移动监测,深入研究了薄基岩浅埋深煤层下开采地表动态移动特征,对开采引起的地表裂缝形态及闭合的原因进行了分析,得出起动距、超前影响角、地表最大下沉速度及最大下沉速度滞后角等岩层移动参数。研究结果表明:薄基岩浅埋深煤层下综放开采具有地表移动剧烈、持续时间短、地表下沉速度大、起动距偏大等特点,且地表动态移动表现出初始期、活跃期短而衰退期较长等特点,地表裂缝发育的平面几何形态呈椭圆形,采空区外受开采影响的范围约60 m。     

官地矿综放开采地表移动变形规律分析

根据29401工作面的地质采矿条件,设计了其地表移动变形观测站。结合该工作面的地质采矿条件,通过分析走向和倾向观测线的地表动态移动变形曲线,获得了该地质采矿条件下地表移动变形规律、角量参数、超前影响规律以及概率积分预测参数。通过分析动态下沉和水平移动曲线的特点,得出山体滑移对该矿区的地表移动变形规律有较大的影响,尤其是对水平移动规律影响较大。     

工程开挖引起的地表移动及变形测量

分析了地下矿山、露天矿山开采，铁路、公路、基坑、隧道和地下工程开挖引起的周围地表移动与变形的特点。地表构(建)筑物都允许有微小的沉降和变形而不影响其正常使用并造成损害，文章介绍了通过地表移动预计和地表及其近邻建(构)筑物的变形测量，掌握变形规律，达到预防工程开挖灾害发生，判定其安全程度的目的。     

浅埋煤层顶板运移及地表沉陷规律

以西部矿区杨家村煤矿浅埋深薄基岩煤层的长臂开采为工程背景,利用二维离散元数值分析软件UDEC,模拟了工作面的回采过程,总结分析了回采过程中煤层上覆顶板运移规律主要表现在顶板破断具有突然性和贯通性,地表沉陷的主要规律则表现为在地表形成锯齿状的沉陷断裂带,该规律与现场实际情况基本相符。在此基础上,该矿采取一系列技术措施有效避免了由此引发的次生灾害和损失。     

许疃矿地表移动变形规律实测研究

为了研究许疃矿地表移动规律,在首采面7126工作面上方建立了地表移动观测站。文中通过对实测数据的处理分析,获得了本区地表移动变形的动稳态规律,求得了移动角、边界角、超前影响角、最大下沉速度滞后角、地表移动持续时间等岩移参数,并求取了概率积分法预计参数,为本矿区今后"三下"压煤开采和保护煤柱留设提供了技术依据。     

山区井工开采煤矿地表变形规律研究

山区煤矿开采地表变形规律相对复杂,如果缺乏对此规律以及地表建(构)筑物防灾减灾的认识和研究,将会严重影响矿山的生产接续和生产安全,并造成巨大经济损失。因此,有必要开展山区复杂地形井工开采煤矿地表变形规律的研究。     

薄冲积层急倾斜煤层群开采地表移动规律

采用离散元数值模拟方法对青山煤矿同一水平急倾斜煤层群开采后地表沉陷规律、煤层顶底板在重复采动条件下的移动规律进行了研究,分析了地表易产生非连续变形和突发性破坏的机理。在掌握同一水平煤层开采后地表移动规律的基础上,进行地表变形参数评价。提出建议:在模型-300~0 m范围内作为建筑物用地时以开采硬子槽煤层为主,适当增加阶段煤柱;850~1 200 m范围内作为建筑物用地时以开采大槽煤层为主,管子槽煤层配采。     

黄土沟壑区地表移动变形特征分析

黄陵矿区一号煤矿302、303工作面开采进行的地表移动观测结果表明,采动引起黄土沟壑区地表移动变形剧烈,在活跃期内地表下沉达到最大下沉值的97%,地表移动伴随较大的台阶裂缝非连续变形破坏,地表移动期短,移动角值较大,下沉系数和水平移动系数较大。分析观测结果表明,垂直裂隙发育的厚湿陷性黄土及沟谷梁峁特殊地形,导致煤层覆岩移动变形在传递到土层后快速沟通黄土层中的垂直裂隙形成地表裂缝,在山体重力作用下,引起山体滑移加剧了地表台阶式裂缝破坏程度,导致下沉系数和水平移动系数增大。依据分析结果,建立了地表最大水平移动和水平变形的预计模型。     

毛乌素沙漠区煤层开采地表移动变形规律研究

我国西部矿区生态脆弱,煤炭资源开采引起的地表移动变形是破坏生态环境的重要因素。为了研究毛乌素沙漠矿区采煤引起的地表移动变形规律,在某矿首采面上方建立了地表移动观测站,利用球心空间拟合RTK测量技术进行了地表移动变形定期监测。通过对实测数据进行分析,得到了以下结论：①地表移动过程是连续渐变的,地表移动盆地边界角为58°,移动角为63°,裂缝角为79°;②地表下沉速度快,实测最大下沉速为110 mm/d,最大下沉速度系数为3.14,明显大于我国东部矿区类似深厚比条件下中厚煤层综采的下沉速度;③地表楔形裂缝发育,主要位于采区边界和工作面前方,拐角处呈现弧形状态;④地表移动分布规律基本符合概率积分法模型,利用遗传算法反演得到了概率积分法模型参数。上述研究成果将为类似矿区合理留设各类保护煤柱、地表沉陷预测以及设计“三下”采煤方案提供参考。     

特厚煤层充填开采地表移动变形研究

利用FLAC~(3D)数值模拟软件建立了充填开采工艺方案的数值模型,将"垂直变形、水平变形、倾斜值和曲率"作为分析地表移动变形的4个指标,并且把模拟结果与相关规程进行对比,研究认为:增子坊矿似膏体巷式充填开采对增子坊村建筑物的最大影响均在二级影响标准内,影响区域均在距村庄50 m之外,范围很小,特厚煤层充填开采对地表变形控制效果显著。     

深埋煤层采动山区地表移动规律实测研究

为研究深埋中厚煤层采动山区地表移动规律,在韩城矿区某综放工作面上方建立了地表移动观测站,通过分析地表移动变形实测数据,得出工作面开采引起的倾向非充分采动地表移动盆地变形值较大,对此采用概率积分法对数据进行了拟合并求取相关参数,研究结果为韩城矿区后续工作面开采沉陷的预计和保护煤柱留设提供了参考依据。