急倾斜煤层开采地表下沉预计修正模型

为了研究概率积分法对于急倾斜煤层开采沉陷预计的适宜性问题,采用了相似材料模型模拟的研究方法,通过Matlab非线性最小二乘拟合法,发现拟合求取的部分地表移动参数不符其原来的物理意义。鉴于此,提出了基于概率积分法的地表下沉预计修正模型,分析了该模型的修正效果,求出了其修正参数。研究结果表明：当煤层倾角50～70°时,该模型下沉拟合精度达到2%以下,并得到了其修正参数与煤层倾角之间的表达式;当煤层倾角大于70°时,该模型不适用。     

基于Matlab的山区急倾斜煤层开采沉陷预计系统

为研究山区条件下急倾斜煤层开采对地表移动变形的影响,基于Matlab编程语言,将皮尔森Ⅲ型公式法与山区地表移动预计模型进行叠加,开发出了具有多项功能的开采沉陷预计系统,并对其适用性进行了验证。该系统的主要特点为,利用地表高程点对山区地表进行曲面二元多项式拟合,基于地表曲面函数有效解决了任意点倾斜方向角、倾角、地表特性系数、影响半径等重要参数的获取问题,减少了前期数据准备的工作量。将甘肃某矿区急倾斜煤层开采相关参数代入预计系统进行计算及绘图,并与实际观测值进行了对比分析。结果表明:在下沉值和走向移动值预计中,约有86.8%的点位所处区域的地表变形符合实测值的凹形发展趋势,可有效反映矿区变形特征;而在倾向移动值预计中不符合实测值的发展趋势,是因为系统的预计误差受到地表曲面拟合精度及矿区实际条件制约,应采用更精确的矿区参数进一步验证。该系统对于山区急倾斜煤层开采所引起的地表移动变形预计具有一定的参考价值。     

基于松散层厚影响的概率积分法开采沉陷预计模型

为提高厚松散层开采下概率积分法的预计地表沉陷精度,表明下沉盆地边缘收敛缓慢的问题,基于概率积分法理论提出了新的开采沉陷预计模型,该模型考虑了松散层厚度的影响,引入了松散层影响系数这一新参数。结合淮南潘北矿1212(3)工作面实例验证,研究结果表明:新预计模型比概率积分模型的预计精度高,拟合相对中误差由原来的8%减少到6%;松散层影响系数与主要影响半径呈正相关,两者之间大小关系明确。     

钻井水溶法开采的地表沉陷预计研究

为了准确预计钻井水溶法开采后对地表产生的移动和变形,基于钻井水溶法开采特点,利用由不溶矿物形成的结晶水物质的膨胀率,建立了钻井水溶法开采的等价采高模型。此外,还分析了随机介质理论用于钻井水溶法开采地表沉陷预计的可行性。在阐述概率积分法基本原理的基础上,通过借鉴国内外条带水砂充填开采的预计实例,求得了钻井水溶法开采的概率积分法预计参数,并结合工程实例,利用概率积分法预计了某盐矿开采后引起的地表移动变形。结果表明:建立在上覆岩层软弱、顶板跨落基础上的概率积分预计方法适用于钻井水溶法开采的地表沉陷预计,且钻井水溶法开采后引起的地表移动变形值远小于相同条件下的煤矿开采。     

基于MATLAB的开采沉陷预计系统

本文介绍了利用MATLAB开发开采沉陷预计系统的实现方法.主要介绍了开采沉陷预计的数学模型,系统结构、功能、MATLAB在开采沉陷预计分析中的应用及优势.最后,通过实例验证了程序的正确性,预计结果和手算结果吻合,求参数部分观测值和拟合值基本一致,证明了该系统计算结果是可靠的.系统利用MATLAB的图形工具,实现了开采沉陷预计的可视化,与SURFER、GIS等有良好接口,便于后处理和分析.     

不同煤层倾角开采地表下沉规律的模型试验研究

设计了基于煤层倾角变化的相似材料模型试验,以工业近景摄影测量系统为观测手段,对所获得的数据进行处理,得出不同倾角模型地表的下沉曲线。分析了随着煤层倾角的变化地表下沉曲线形态的差异性,并基于概率积分法对预计模型进行修改,通过MATLAB软件进行函数拟合,得出缓倾斜煤层与急倾斜煤层开采地表预计都适合的预计函数数学模型。     

不规则工作面开采地表沉陷预计研究

为保证煤矿安全开采,结合某矿三采区的实际开采区域,依据概率积分法原理,建立适用于不规则工作面开采沉陷预计模型,开发岩移预计系统,并根据其上覆岩层实际情况,选取预计参数进行沉陷预计。得到在三种不同的开采方法下,先后开采15煤、2煤共计4个开采区域的地表各种变形值和地表各建筑物的损坏等级。结果表明:所建立的开采沉陷预计模型适宜于不规则工作面的预计,预计结果为实际开采方案的确定提供了依据。     

概率积分法在开采沉陷预计中的应用

实践证明,以相邻区域开采实际取得的地表移动参数为依据,运用概率积分法能够较准确地预计开采沉陷数据,指导"三下"开采和煤柱留设。龙固煤矿应用概率积分法对微山湖大堤下煤柱开采进行沉陷预计,以此为指导对微山湖大堤进行采前预加高加固,实现安全开采,既保护了微山湖大堤稳定可靠,又解放了大量煤炭资源。     

急倾斜矿层开采地表移动变形预计

常用预计方法不适用于急倾斜矿层开采地表下沉预计,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数,由于该模型所需的计算参数较多且求取方法较为复杂,在实际工作中并未得到广泛应用。采用改进的皮尔森Ⅲ型函数进行急倾斜矿层地表移动变形预计,改进后的皮尔森Ⅲ型函数与经典皮尔森Ⅲ型函数具有相同的性质,参数物理意义明确且方便求解应用。根据某金矿地表移动观测资料,采用改进的皮尔森Ⅲ型函数为预计模型,应用MATLAB软件进行了模拟计算,预计了急倾斜金矿层开采引起的地表下沉、倾斜和曲率,分析了地表移动变形预计的特点,为金矿建(构)筑物下安全开采提供了依据,为实现急倾斜矿层开采地表移动变形精确预计奠定了基础。     

多煤层开采沉陷动态预计分析

为探索多煤层开采沉陷动态预计规律,通过对开采沉陷动态预计基本理论的分析,基于Knothe时间函数设计了时间影响参数c的算法,编制了开采沉陷动态预计软件,以济阳煤矿首采区为工程背景,应用该预计软件进行了沉陷动态预计。预计结果与实测数据对比精度可以接受,证实了所建立的Knothe时间函数求参模型的实用性和可靠性。     

南屯煤矿33_上02工作面开采沉陷预计分析

本文介绍了我国开采沉陷预计使用的主要方法—概率积分法,并以南屯煤矿33上02工作面为例,通过分析工作面的地质采矿条件及沉陷预计参数,给出了地表移动变形值的计算方法,并对概率积分法的适应性及局限性进行了探讨。     

基于变权PB组合预计模型的开采沉陷预计参数反演方法

为了进一步提高求取开采沉陷预计参数的精度,开展了基于变权PB组合预计模型的开采沉陷预计参数反演方法研究。系统地阐述了概率积分模型和Boltzmann函数预计模型预计原理,然后基于变权组合理论,构建了变权PB组合预计模型,该模型属于高度非线性模型,耦合烟花算法,提出了基于变权PB组合预计模型的开采沉陷预计参数反演方法。模拟试验结果表明,反演全部参数的平均相对误差约为4.0%,参数中误差约为3.9,拟合下沉和水平移动效果较好,构建方法能够精确可靠地反演开采沉陷预计参数。将本文构建方法、基于概率积分模型的求参方法和基于Boltzmann函数预计模型的求参方法应用到淮南顾桥矿某工作面的开采沉陷预计参数反演中,本文构建方法拟合程度远优于其他两种求参方法,3种方法拟合下沉和水平移动中误差分别约为82,107,100 mm,本文构建方法求参结果为:q=0.99,tanβ=1.90,b=0.42,θ=87.03°,S1=6.29 m,S2=-29.52 m,S3=49.78 m,S4=32.56 m。     

变形沉陷预计软件与ArcGIS在地表变形沉陷三维可视化预计中的应用研究

以变形沉陷预计系统中概率积分法的优势,结合ArcGIS的三维空间分析功能,实现了地表变形沉陷的三维可视化预计。此方法为变形沉陷地质灾害范围及破坏级别的划分提供了一种新思路,使煤矿开采引起建筑物变形的评估工作更加方便、直观。     

基于D-InSAR与概率积分法的开采沉陷监测与预计

为掌握采动区附近高等级公路的变形趋势,针对传统开采沉陷监测方法存在诸多缺陷的问题,将合成孔径雷达技术(D-InSAR)与概率积分法相结合,提出了一种矿山开采沉陷监测与预计方法。该方法首先利用D-InSAR技术对兖州某矿9308工作面进行了监测和分析,并将监测结果与路面水准测量数据进行了对比,然后基于D-InSAR的监测值,求取了9308工作面非充分采动下的概率积分法预计参数,再根据三下采煤规程对参数进行修正得到工作面全采时的预计参数,最后利用修正后的参数预计出工作面全采对附近高等级公路的影响程度。结果表明D-InSAR技术高精度的优势可以为开采沉陷预计提供可靠的监测数据,该方法可以为实现矿山开采沉陷监测与预计一体化提供有力支持。     

任意形状工作面开采沉陷预计系统开发

针对现有开采沉陷预计软件只能预计规则工作面的缺陷,基于概率积分法理论,利用VB和Surfer软件进行混合编程,开发了任意形状工作面开采沉陷预计系统。该系统对积分区域进行两次三角形划分解决了预计计算模型的复杂定积分问题,从而实现了任意形状工作面、任意剖面以及整个矿区开采地表移动变形的可视化预计。预计结果符合实际情况,有利于优化开采方案,可为"三下"采煤提供相应的技术服务。     

急倾斜煤层开采沉陷预计研究

由于沉陷预计常用的方法对于急倾斜煤层开采的沉陷预计具有一定的局限性,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。因此,通过比较实测下沉曲线与等效煤层的概率积分法预计曲线,推导出一套适合概率积分法预计的急倾斜煤层开采下沉预计参数,为急倾斜煤层下沉预计工作的简化提供了基础。     

基于下沉等影响原理的倾斜煤层开采沉陷预计方法及应用

通过对以往开采沉陷的预计算法进行分析,采用下沉等影响原理建立沉陷预计的模型,设计适用于任意形状工作面的开采沉陷预计程序。该程序采用C#语言编写,进一步优化了工作面各角点坐标和最终计算结果的处理,并通过对计算区域采用三角形划分法的对比得知本模型可以进一步消除倾斜煤层在开采下沉计算中由采深的变化所带来的误差,为倾斜煤层的预计提供了更为准确的计算方法。     

开采沉陷预计数据自动嵌入矿区DEM的方法研究

首先分析了几种开采沉陷预计数据（下沉,倾斜,曲率,水平移动和水平变形 ）的特点,介绍了上述几种数据的表达方式,根据数据特点提出了沉陷预计结果数据的预处理方法。通过研究提出了将预计结果数据嵌入矿区DEM的方法--双线性重采样插值法,经实例验证该方法达到了预期目标,为矿区的DEM更新做出了贡献。     

融合多源求参结果的开采沉陷稳健预计方法

为了克服单一求参模型由于求参结果不可靠、不精准造成的开采沉陷预计结果不稳健问题,重点研究了融合多源求参模型参数的开采沉陷稳健预计方法,并基于最小二乘原理推导了通用模型,构建了基于融合模矢法、遗传算法和模拟退火求参结果的开采沉陷预计新模型,并对模型的可行性进行了模拟实验验证。实验结果表明:新模型下沉预计误差及水平移动预计误差明显优于基于单一模矢法、遗传算法、模拟退火法反演的参数的下沉预计误差;融合多源求参模型参数的开采沉陷稳健预计方法具有一定抗差能力。