山区地表移动规律研究（下）

介绍桑树坪矿5310山区地袁移动观测站研究成果。重点阐述开采过程中主要参数的相关因素；观测点水平移动轨迹形成，山坡对水平移动影响；对下沉速度和水平移动速度进行了对比分析，并提出观测点移动三个时期划分的补充意见。     

考虑潜水位埋深影响的地表移动观测方法探讨

基于对高潜水位地区常规地表移动观测存在的弊端,文中结合高潜水位地区开采沉陷的特点提出了适用于该区地表移动观测的新方法。对观测方法和观测数据处理进行了分析:(1)高潜水位地区地表移动观测关键在于地表移动观测盲区的确定和地表移动观测点的预处理;(2)提出了观测点第m次地表移动观测水平移动um和下沉值wm的表示方法;(3)提出了沉陷积水体积公式。     

浅谈用计算机程序处理地表移动观测成果

根据矿山测量的有关技术规定,地表移动观测内业成果需完成观测点下沉、沿坐标方向和沿煤层走向、倾向的位移、倾斜、曲率、水平变形等值的计算,其工作量大且繁杂、容易出错,为了提高其计算的效率及准确度,设计了地表移动观测内业成果计算的BASIC程序。应用本程序能大大提高工作效率,节省了成本。     

基于Weibull时间序列函数与负指数法的动态沉陷预计

为了探讨采矿过程中受时间和空间影响的地表移动变形的发生发展机理,提出了一种基于Weibull时间序列函数与负指数法的动态沉陷预计方法。该方法以研究描述地表沉陷区观测点下沉变化过程的Weibull时间序列函数为基础,认为Weibull时间序列函数在描述地表观测点沉陷的动态过程时,不仅能较好地拟合下沉-时间（w-t）曲线,而且由此推出的速度-时间（v-t）曲线和加速度-时间（a-t）曲线也能够很好地符合地表沉陷随时间变化的物理过程。基于实测资料确定的负指数法在描述地表移动盆地时具有实践应用性强、预计精度高等特点,给出了走向主断面半无限开采负指数法的下沉预计公式及参数求取方法。根据主断面动态沉陷模型的一般形式,将Weibull时间序列函数与负指数预计函数相结合,建立了充分采动条件下沉陷盆地走向主断面的动态地表下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形模型,并对某煤矿的地表动态沉陷进行了预计,结果表明,预计结果与实测结果具有很好的一致性,可为实现矿区地表动态沉陷预计提供参考。     

基于FLAC~(3D)的非充分采动地表移动求参方法

依据少数零散观测点很难求取地表移动参数.利用FLAC3D模拟了某矿12111工作面开采后的地表移动变形值,根据模拟结果和非充分开采沉陷规律,求取了该矿的地表移动参数,提供了一种基于数值模拟的非充分采动地表移动求参方法.用所求参数对12111工作面进行了概率积分法计算,并与零散观测点的下沉量进行了对比分析,结果表明,在非充分条件下可以利用数值模拟方法求取地表移动参数.     

采场上覆岩层动态移动规律研究

通过建立相似材料模拟实验,对倾斜煤层开采引起的上覆岩层移动进行了系统地全面地观测研究。利用首次观测数据和开采结束稳定后数据,定性与定量分析了岩层内部各点移动矢量,得出测点移动矢量图。分析不同区域内6个观测点的动态运动轨迹,得到了详细的移动轨迹。对岩体内部巷道工程的损害及治理具有指导意义。     

台吉竖井底板移动和破坏的分析

台吉竖井于1973年贯通测量中发现设置在煤系底板集中运输大巷中的首级导线出现移动现象。1977年4月28日发生M_s=3.8级矿震,矿震前后两次测量结果表明:在F10号断层上盘最大移动量152mm,最大上升量80mm。以后又多次发现观测点移动,而且这种移动正位于矿震较频繁的开采区域。台吉竖井煤层底板发生移动和破坏不仅给测量工作带来不便,而且影响生产,这种现象与开采及矿震有关。本文给出移动和破坏的特征及规律,并对破坏和矿震     

山区公路下采矿岩体移动影响问题

根据山区下采矿岩体移动变形的特点，采用Fuzzy测度理论，建立了地下采矿岩体移动变形预测分析的数学模型。该模型即可以分析水平地表下采矿岩体移动变形，又可用以分析山区复杂地形条件下采矿岩体移动变形；适用范围较为广泛。     

采动区表土水平移动对桩基作用的数值模拟研究

受地下开采的影响采动区地表会发生大幅度的沉陷和水平移动。因此建在采动区的桩基不但要承受竖向荷载，还要承受由于地表水平移动造成的附加荷载。通过对采动区桩基的受力机理的分析，表明地表土水平移动对桩的作用主要是桩与土的相对位移st造成的；采用三维有限元分析方法，得到了桩周土对桩的抗力、桩身变形、桩身最大弯矩与土位移的关系。     

崩落矿岩散体移动密度场及速度场

研究散体移动密度和速度场是放矿理论的重要内容之一，本文基于随机介质放矿理论提出了膨胀散体移动密度函数和等密度体方程、移动速度函数，并对移动场进行了分析。     

开采沉陷地区地表水平移动机理

根据实测资料，探讨了开采沉陷地区地表点的移动轨迹，介绍了由于岩梁下沉和弯曲引起地表水平移动的机理及岩层间的剪应力对水平移动所起的作用，对残余水平移动和下沉值的改变伴随着水平移动的改变等问题作了力学解释。     

基于地表沉降关键指标的冲击风险管控与实践

通过地表沉降观测,发现"双面见方"区域对应的地表受采动影响波及范围更大,期间地表下沉分3个阶段,分别为初始加速下沉阶段、快速下沉阶段和稳定下沉阶段,各阶段对应的安全下沉速率大小分布不同;同时对最大下沉值的移动速度v_(ΔH-max)和最大下沉速率的移动速度v_(V-max)等关键指标进行统计分析,发现v_(ΔH-max)和v_(V-max)观测点沿工作面回采方向的移动呈现一定的规律:v_(V-max)、v_(ΔH-max)和工作面回采速率基本一致,小煤柱沿空回采工作面推进速度10刀/d条件下采空区上覆岩层处于均衡有序破断、下沉的状态,这为今后类似条件下的冲击地压回采工作面煤矿采空区矿震风险管控、产能调控提供了一条新的路径。     

综采工作面回采过程中地表点的移动特点及其变形计算

根据兖州矿务局南屯矿3303观测站在开采33上03-1工作面时的实测资料，本文提出了回采过程中地表卢、的移动特征和地表点的移动参数相对于工作面主断面的分布规律；并在此基础上提出了采动过程中地表点在任一方向上的移动变形公式；其次提出了地表点最大下沉速度分布的表达式等。     

采动区建筑物移动变形及附加应力数值模拟研究

通过对采动区建筑物移动变形及附加应力数值模拟研究，建立了建筑物移动变形与地表移动变形之间的系列关系式；总结出建筑物附加地基反力和附加水平应力的分布变化规律；无论建筑物位于地表下沉盆地什么位置，建筑物都是下部应力最大，要增大建筑物的抗变形能力，重点应对建筑物下部基础进行加固；地基越软，建筑物附加应力越小，适当软化地基可以减小建筑物的附加应力，从而达到保护采动区建筑物的目的。     

回采速度对地表动态移动变形值的影响

以Knothe模型的函数为基础，对不同推进速度下动态地表移动和变形进行了研究，结果证明，提高开采速度有利于减小地表采动损害。     

水平移动曲面的力学预测法

用力学方法计算开采沉陷已经越来越受到重视。传统的几何积分法、概率积分法解决不了的一些难题，用力学方法可能得到解决。从两条观测线的下沉，用力学预测法得到的水平移动曲面与实测水平移动曲面相当接近。力学模型揭示了下沉和水平移动之间的联系。     

陕北风积沙区超长工作面地表移动变形特征研究

为研究风沙地貌超长工作面开采地表移动变形影响，对陕北柠条塔矿S12002工作面进行长期、系统的地表变形监测，研究结果表明：陕北风积沙区超长工作面地表变形具有下沉响应快、边界下沉收敛迅速、地表下沉呈非连续性震荡波动、地表开切眼处损伤严重等特点，其中最大下沉系数0.59,最大下沉量2442.4 mm,最大水平移动值832.3 mm,最大下沉速度354 mm/d,活跃期下沉量占总下沉量96%,该地区具有明显的高强度开采损害特征；下沉系数与工作面地质采矿条件参数存在一定相关性，研究成果丰富了西部风积沙区超长工作面地表变形特征研究数据。     

厚冲积层急倾斜煤层群开采重复采动下的开采沉陷

针对新集三矿急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件，运用求解非线性大变形问题有限差分法 (FLAC)，对不同开采方案所引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究；实验表明，煤层区段间正台阶顺序开采较为有利.区段间相互影响小，地表受采动损害小，有利于巷道布置.运用实验室相似模型试验方法对煤层开采引起的岩体移动和地表沉陷的基本规律进行了研究，发现地表处出现了水平移动的“指向异化”；而岩层土与表土层界面处出现了水平移动指向上山方向“指向同化”.综合模型试验和数值模拟的结果，总结出了新集三矿急倾斜煤层开采重复采动所引起的厚冲积层岩体移动基本特征和地表沉陷的相关参数.     

修正的Knothe沉陷模型及FLAC~(3D)模拟开采验证

针对原Knothe地表沉陷的时间函数模型与地表观测点下沉速度曲线不吻合的缺陷,采用数学分析的方法,修正了Knothe模型。修正的模型不但能较好地拟合地表沉陷观测点下沉的位移序列,而且从观测点下沉速度、加速度的变化方面也符合地下煤层长壁工作面开采过程中上覆岩层移动的物理过程,能较好地描述地表观测点下沉的3个阶段即逐渐开始阶段、快速发展阶段和缓慢衰减终止阶段的非线性特征。验证这一模型需要大量的观测数据,为克服进行大量的沉陷观测所需的人力和物力上的困难,采用FLAC~(3D)软件模拟的煤层地下开采过程,并在模型的上表面经过开采中心点的走向和倾向剖面线上共布置了36个地表下沉和下沉速度的监测点,监测了模拟开采过程中地表的移动过程;模拟完成后,各监测点的下沉及下沉速度与计算步数之间的关系曲线与修正的Knothe模型曲线的形态特征相符,说明模拟开采过程可行,进一步验证了修正的Knothe地表沉陷的时间函数模型可拟合地表观测点下沉的动态过程曲线。     

地表和岩层变形与工作面推进速度的关系

以现场实测和相似材料模拟实验资料为基础，采用连续介质力学的方法，对开采层上覆财层和地表的移动变形与开采工作面推进速度的关系进行研究了。得出其间的动态关系方程。