煤矿开采地表沉降移动规律研究

以山西某矿21052工作面开采对地表沉降进行同步观测,得到大量数据,经处理分析,最终形成了沉降区域的等高线图,为同类地质情况下地表沉降中的整体移动规律研究提供了参考。     

基于动态测量的煤矿地表开采沉降观测研究

随着煤炭采掘活动不断向深部延伸,高强度的采掘活动引起的地表沉降问题日益严重,对地表的建构筑物、公路、铁路等构成了威胁,为了最大限度地保护矿区地面村庄、交通设施、建筑、水体等不受地表沉降损害,研究煤矿开采引起的地表沉降移动规律及科学的观测方法显得尤为必要。本文基于动态测量技术,通过对比选择适宜的测量方法,对山西某矿10903工作面对应地表开采沉降进行了深入的观测研究,得到了大量的动态数据,并利用Origin软件对数据进行了处理分析,最终形成了沉降区域的三维视图,为类似地质条件下地表沉降的整体研究提供了参考。     

开采引起地表沉降的神经网络预测研究

介绍了矿山地下开采引起地表下沉对地表建筑设施造成了的损害,分析了地表沉陷受地质条件和采矿条件等诸多因素的影响,且因素之间存在非线性关系,难以用数学模型加以描述,因而求解困难。研究利用神经网络系统对地表沉陷问题进行预测,通过试验采集的数据对神经网络进行了训练和检测,获得了比较满意的结果,预测值和期望输出值之间存在着极小的误差,从而证明了对地表沉陷预测的可行性和实用性。     

开采引起地表沉降的神经网络预测研究

介绍了矿山地下开采引起地表下沉对地表建筑设施造成了的损害,分析了地表沉陷受地质条件和采矿条件等诸多因素的影响,且因素之间存在非线性关系,难以用数学模型加以描述,因而求解困难。研究利用神经网络系统对地表沉陷问题进行预测,通过试验采集的数据对神经网络进行了训练和检测,获得了比较满意的结果,预测值和期望输出值之间存在着极小的误差,从而证明了对地表沉陷预测的可行性和实用性。     

煤矿建下固体充填开采地表沉降研究

针对唐山矿建筑物下压煤采出率低、采动损害等问题,文中选取了唐山矿铁三区为研究对象,分析建筑物下煤炭充填开采的可行性,并结合地表观测对试验区进行评价。研究结果表明:以矸石为主要充填材料,对建筑物下煤炭资源进行置换开采是该区域比较适合的开采技术;T_(3)281N为开滦集团第一个充填开采工作面,回采率实际达到70%,远远大于条带开采方式35%的回收率,经济效益显著。同时对地表进行监测,表明该开采方法可行,值得推广。     

高速公路下开采的地表沉降控制与预测

某铜锌矿位于高速公路之下,为保证高速公路的安全运行,在分析地质条件的基础上,提出预留100 m保安矿柱和采用嗣后充填采矿法两大保护措施,以控制地表岩移对高速公路产生的影响;借助FLAC3D数值模拟软件,模拟回采充填过程,分析地表岩移规律。模拟结果显示,在两种保护措施的共同影响下,高速公路沿线的水平变形最大值为1.3×10~(-3)mm/m、倾斜变形的最大值为-1.56×10~(-3)mm/m、曲率的最大值为0.032×10~(-3)/m,均符合安全规定,表明在此方案下,地下开采不会对高速公路的安全运行产生影响。     

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。     

煤矿开采地表沉陷预测及其防治研究

以陕西某矿4号开采煤层为研究对象,通过地质条件分析和地表移动变形现场观测,得出非充分采动条件下对地表的沉降规律,并通过FLAC^3D模拟进行验证。研究结果表明,仅有1个工作面开采时,地表下沉量很小,沉降系数为0.028,没有对地表的建筑物造成破坏;当2个工作面交替回采时,地表的沉降变形明显增大,沉降系数达到了0.15,属于非充分采动范围,不对地表建筑物造成破坏。开采工作面数量的增多不会增大地表的移动范围,使得地表下沉量和下沉速度显著增大,主要是受坚硬顶板的控制。当采深大于1.5 m以后,地表进入充分采动状态,地表建筑物将遭到破坏。研究结果阐明了煤矿工作面开采后的地表沉陷规律,也为相似地质条件矿井的地表沉降防治提供了参考。     

煤矿开采引起的地表沉降预测模型研究及应用分析

文中基于曲线拟合和BP神经网络的理论,利用某矿区内B1点的实测沉降数据,结合MATLAB曲线拟合工具箱和BP神经网络的编程建立地表沉降预测模型,预测未来沉降趋势。同时采用曲线拟合的结果进行BP神经网络的训练和仿真(即曲线—BP组合模型),通过对预测值和实测值的比较,分析三种模型的预测精度,最后结果表明曲线—BP组合模型在矿区地表沉降预测中切实可行。     

基于Matlab地表沉陷预测的自动实现

根据某矿区工作面的地质采矿条件、经验参数值和地表移动观测站实测资料,基于Matlab运用曲线拟合法,采用概率积分函数模型编程,求出在该工作面地质采矿条件下的地表移动变形预计参数,并利用所求参数,通过Matlab编程实现了工作面走向和倾向方向的下沉值和水平移动值的自动生产及其二维可视化,实测值和预计值的拟合残差及其中误差的自动解算,进而实现了采区地表任意点下沉值和水平移动值的自动计算及其三维可视化。     

基于三维激光扫描的煤矿开采地表监测

为了提升煤矿开采中地表监测的准确性,将三维激光扫描技术应用于煤矿开采地表监测中。将Point cape软件与三维激光扫描仪联合使用,并利用该仪器采集地表三维监测数据,对采集到的数据做准确处理,最终得出煤矿开采地表监测结果。通过实验对比,充分证明设计的方法与传统GPS监测方法相比,误差率更低,监测结果更加准确。     

基于人工神经网络技术的隧道地表沉降预测

对采用人工神经网络技术预测隧道地表沉降模型中进行了研究。采用MATLAB系统开发了一个多层反向传播神经网络模型,考虑了隧道的深度、隧道的直径、地下水位、土的弹性模量、土的剪切强度、土的侧压系数、土的重度和开挖间隙对地表沉降的影响。用世界多个隧道的地表沉降数据作为样本对模型进行了训练和测试。结果表明,利用该神经网络预测的沉降值与实测值比较吻合。     

鸿兴煤矿29106工作面开采地表沉降量观测研究

在煤矿开采形成采空区后,地表会发生移动,为了对地表沉陷区进行治理,必须要掌握地表沉陷的规律。本文以鸿兴煤矿为研究对象,通过在29106工作面建立走线观测站和倾向观测站,获得了地表沉陷数值。分析研究表明,在走线方向上和倾向方向上的地表下沉曲线存在一定的差异,走向下沉最大值为2 112 mm,倾向下沉最大值为1 222 mm;地表岩层移动具有明显的时间效应,持续了810 d。研究成果为地表沉陷区治理提供了基础数据。     

基于改进麻雀搜索算法优化SVR和FLAC3D的开采地表沉降预测

准确地预测矿山地下开采造成的地表沉降一直是矿山安全发展的难题。为了能够提高采空区地表最大下沉量预测的精度,分别利用机器学习和数值模拟的方法预测某磷矿的采空区地表沉陷,并进行对比研究。综合考虑地表最大下沉量的影响因素,参照有关文献对国内矿山相关数据的统计成果,利用探索性因子分析(EFA)实现影响因素降维,用t分布和切线飞行机制改进的麻雀搜索算法(tSSA)优化支持向量回归机(SVR),从而构建采空区地表沉降EFA-tSSA-SVR预测模型,并用该模型和FLAC3D数值模拟模型对某磷矿地下开采所造成的地表沉降进行预测。结果表明,两种模型对一步骤盘区开采后的最大下沉量预测结果相近,与一步骤开采后的实际下沉量做对比,FLAC3D数值模型预测的地表最大下沉量的相对误差是EFA-tSSA-SVR模型的3倍,表明EFA-tSSA-SVR模型预测结果较好。用EFA-tSSA-SVR模型预测该磷矿未来的二、三、四步骤盘区开采后的地表最大下沉量,预测结果分别是为22.3 cm、24.1 cm、25.9 cm。     

缓倾斜矿体开采地表沉降模拟

为最大限度地开采地下矿体并保护地表构筑物的安全,以基本空场法开采的某个缓倾斜多金属矿床为工程实际,运用FLAC3D建立三维模型,结合后处理软件TECPLOT进行地表沉降规律模拟研究,并根据模拟结果绘制地表沉降曲线图。研究结果表明：沉降等值线基本遵循塌沉形态分布;采空区上方地表下沉最大,同一方向上越远离中心下沉值越小。地表最大沉降位移为120.9 mm,地表村庄除杨家村最大沉降值为24 mm处于危险圈定范围内,其他地表构筑物均处于开采损害范围之外;模拟沉降计算结果为地下矿体开采和地表村庄构筑物影响研究提供一定的理论依据,具有重要的现实意义。     

基于实测数据的地表沉降预测优化研究

以鱼卡矿区某工作面的开采为工程背景,对矿井开采地表沉降预测进行优化研究。采用工程类比法确定采前预测参数,进行采前预测,工作面回采过程中布置测点进行实地监测。通过实测地表移动变形曲线与采前预测曲线对比,分析采前预测参数的准确性。根据实地监测数据采用Matlab软件反演计算预测参数并进行拟合分析,利用反演预测参数绘制地表移动变形二次预测等值线图。工程实践表明:基于地表沉降实测数据的反演预测方式能够提高地表沉降预测的准确性和科学性,降低地表沉降造成的损失。     

基于自适应AR模型的矿区地表沉降预测

讨论了AR模型的建模过程,建立了自适应的AR模型;通过对某矿区地表沉降模拟预测,表明所建立的AR模型比利用BP神经网络预测精度高,能够满足矿山变形监测所需精度,具有一定的可行性.     

矸石充填开采地表沉降分析——以山西华晟荣煤矿为例

为了准确评估矸石充填后的效果,以山西华晟荣煤矿3号矿井矸石充填开采为工程背景,通过布置网状观测点,形成地面沉降观测网,并定期记录高程数据与平面坐标,监测地表沉陷状况。结果表明,越靠近工作面,下沉越明显,且主断面的下沉值最大,介于250～300 mm之间;除靠近工作面的个别观测点外,多数观测点达到了I级指标,即倾斜变形值≤3 mm/m,曲率值≤0.2 mm/m,水平变形值≤2 mm/m.家属楼位于工作面东侧,最大下沉值为136 mm;污水处理厂有一部分位于工作面上方,最大下沉值为200 mm.因此,充填开采不仅解决了矸石地面堆放造成的环境污染问题,也有效控制了地面沉降,实现了矿山和生态的和谐发展。     

灰色系统理论在煤矿开采沉降量预测中的应用

以预测煤矿开采而引起的地表高程的损失为目的,通过灰色系统理论的建模、关联度分析和残差辨识为基础,建立了灰色理论预测模型,并将该模型GM(1,1)应用到金竹山矿业公司土珠煤矿的地表沉降量的预测分析中,对该矿2007年1～10月的地表高程损失量进行了灰色生成,建立了灰色预测系统;根据残差检验结果,对照精度检验等级表可以看出,灰色系统模型预测的土珠煤矿的地表沉降量与其实际测量的值拟合度高,预测结果正确可靠,反应了因地下煤矿开采而引起地表建筑物的毁损与高程的降低,对煤矿的复垦规划提供了重要参考依据.     

深埋厚冲积层薄基岩煤层开采地表沉降特征与预测方法

煤炭地下开采导致上覆岩层的破断和运动,岩层运动传递至地表引发地表沉陷,改变地表形态,破坏地表连续性和生态环境。为降低采矿活动的负外部性,以赵固二矿为工程背景,综合运用室内试验、理论分析和现场实测等方法研究深埋厚冲积层薄基岩煤层开采地表沉陷与覆岩运动的关系、地表沉陷演化特征和地表沉陷预测方法。结果表明：深埋薄基岩厚煤层开采覆岩运动存在关键层控制和厚冲积层主导2个阶段,第1阶段薄基岩呈现层状破断特征,关键层下缘离层现象明显,厚冲积层保持稳定;第2阶段采动裂隙萌生于高位厚冲积层,下行扩展导致薄基岩全厚破断,层间离层现象消失;得到了工作面推进过程中不同层位覆岩沉降曲线动态演化特征,发现厚冲积层对覆岩运动和地表沉陷具有强烈控制作用,冒落拱失稳导致覆岩沉降曲线呈现周期性突变现象;薄基岩全厚破断后整体下沉,厚冲积层冒落体下向压实,采动裂隙快速闭合,导致采空区上方垮落带和裂隙带岩层破坏后的碎胀系数小,地表下沉速度快,沉降系数高,最大下沉量达到开采厚度;将地表沉陷区划分为直接沉降和间接沉降2个区域,深埋厚冲积层薄基岩赋存条件下间接沉降区范围增大,构建了地表沉陷分区预测模型;对赵固二矿地表沉陷特征进行了预...