地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析

采用数值模拟计算,通过对覆岩移动过程的模拟研究,指出了地表沉陷由岩体变形破坏到岩体密实沉陷的发展过程,揭示了岩体密实沉陷延续是引起地表残余沉陷变形的机理;通过对岩体密实阶段地表沉陷分布规律的模拟研究,证实地表残余变形可以用概率积分法进行预计。根据数值模拟及现场实测数据,确定了长壁开采条件下地表残余沉陷变形的概率积分法预计参数。     

万年矿村庄下采煤采动损害预计分析

万年矿已有的地表移动变形观测结果分析表明该区域地表沉陷规律基本符合概率积分法。结合其特定的地质和采矿条件,确定了概率积分法的预计参数。针对万年矿村庄房屋破坏情况,将13264工作面和13260工作面开采叠加后对村庄的地表移动和变形进行了预计。最后,根据预计结果对东万年村建筑物将达到的损害程度进行了分析。     

基于Matlab的概率积分法开采沉陷预计参数解算

通过在开采工作面地表建立观测站获取地表变形数据解算概率积分法开采沉陷预计参数,从而预计工作面周边或相似开采条件下工作面的开采沉陷并评估和指导开采作业,其前提是精确获取概率积分法开采沉陷预计参数。为此,基于Matlab软件,采用最小二乘法拟合观测点变形数据解算概率积分法开采沉陷预计参数,并结合Matlab软件绘图工具开发了集数据载入、坐标转换、参数解算、结果输出、开采沉陷预计及反演为一体的可视化开采沉陷预计系统。以淮南谢桥煤矿11316工作面为例,根据地表移动观测点位移数据解算开采沉陷预计参数并与实测值进行对比分析,结果表明,该系统解算出的开采沉陷预计参数符合两淮矿区开采沉陷的基本规律,反演结果与实测值基本吻合,该系统对于实现矿区开采沉陷高精度预计和反演具有一定的参考价值。     

充填开采上覆岩体内部预计参数研究

为了准确预计风井井筒的采动变形,需要获得矿区充填开采岩体内部概率积分法的预计参数。采用数值模拟的研究方法,对充填开采引起的岩体内部移动进行了观测,获得了变形预计参数的变化规律。研究结果表明:充填开采的地表下沉系数、水平移动系数比垮落法开采分别增大了0.62%、10.03%,主要影响角正切值减小了33.86%;充填开采的岩体内部下沉系数随覆岩高度的减小而增大;水平移动系数随覆岩高度的减小呈现先减小后增大的趋势;主要影响角正切值随覆岩高度的减小而减小。充填法与垮落法开采的地表变形预计参数并不相同,岩体内部下沉系数的变化幅度受岩层的岩性和层位影响较大,主要影响角正切值的变化幅度受岩层岩性和层位影响较小。     

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。     

超高水充填开采地表沉陷分析

超高水充填开采是近年来发展迅速的绿色开采技术,但对其引起的地表沉陷及预计参数的确定仅有较少的研究。通过建立地表岩移观测站,及时准确获取观测资料,对观测结果进行了分析计算。通过实测数据与预计数值的拟合,获得了某矿超高水充填综采基于概率积分法的岩移预计参数,并对导致地表产生明显移动和变形的影响因素进行了探讨。     

基于实测数据的概率积分法预计参数反演方法研究

目前,我国在对煤矿开采沉陷预计中使用最为广泛的方法是概率积分法。如何确定某一矿区合理的概率积分预计参数,进而对整个矿区开采沉陷进行准确的预计,一直是这一领域的研究热点。根据华北地区某矿地表移动观测站实测资料,以概率积分法预计公式为模型,借助Matlab软件强大的计算、绘图功能,实现了对概率积分法预计开采沉陷参数的反演。由反演结果与实测资料分析对比知,该方法合理可行,精度满足工程实际要求。     

似膏体充填开采沉陷的FLAC3D数值模拟

基于FLAC^3D数值模拟软件与Midas/GTS辅助建模技术,采用Mohr Coulomb本构模型,对西马煤矿南一采区工业广场保护煤柱范围内的1327工作面进行了似膏体充填开采后的地表移动变形预计分析,并将其结果与概率积分法预计结果进行比较,得出FLAC^3D模拟结果（该结果符合实测数据）。分析结果表明:FLAC^3D数值模拟不需要确定繁杂的参数,而是以实际钻取的煤岩的物理参数为计算依据,较概率积分法更为简捷;研究成果为似膏体充填开采沉陷预计分析探求了一种更为高效的研究方法,也是对于传统概率积分预计方法的有效补充。     

采空区地表移动变形预计研究

采空区地面沉降引发了许多地表结构物与环境的破坏。从岩体工程地质条件入手,采用概率积分法对开采引起的地表移动与变形进行预计,结果显示按半无限开采最大值计算式计算的地表移动变形最大下沉值为3.41 m。同时应用FLAC3D数值模拟软件建立模型,对开采造成的受力和地表移动情况进行了模拟,其结果和概率积分法计算值相吻合。     

神经网络在地表移动与变形分析中的应用

为了对建筑物下薄煤层群开采地表移动与变形作出全面、准确科学合理的预测,在综合分析概率积分法参数与地质采矿条件之间关系的基础上,采用人工神经网络方法建立了岩移参数选取的数学模型.对提高开采沉陷预计精度具有积极意义.运用概率积分法对地表移动和变形进行了预计与分析,结合某矿的实际条件,运用所建的模型,求得了该矿开采引起的地表移动变形各个参数的最大值,确定了该建筑物下薄煤层群开采方案.结果表明,可以利用所建数学模型正确求出地表移动与变形参数.     

厚煤层综放开采地表移动变形规律研究

为掌握厚煤层综放开采地表移动变形规律,高河煤矿在E1302工作面上方设置了地表移动观测站。通过对观测资料的分析与研究:给出了厚煤层综放开采条件下地表沉降曲线和最大移动变形值;求取了该矿地质采矿条件下地表岩移预计参数和角值参数;揭示了厚煤层综放开采条件下地表移动变形规律和特点。     

MSDFVS系统在开采沉陷预测中的应用

为准确预计煤矿回采工作面的开采沉陷值,合理布置采区,减小由地下煤炭开采引起的地表移动破坏,对基于MapInfo的MSDFVS(矿区地表变形预测预计与可视化系统)在预计原理、预计模型编程、算法方面做了详细介绍。通过实例验证了该系统的正确性及合理性,结果表明,该系统不仅实现了单个工作面、多个工作面的静态和动态沉陷预计,还实现了预计结果的二维、三维以及动态可视化,其预计结果更是在地表沉陷预测及控制、"三下"采煤等方面具有一定的指导意义。     

深部开采的地表沉陷预测研究

我国煤炭资源的开采已向深部延伸,深部开采将带来新技术上的难题,地表沉陷预测就是技术难题之一,浅部开采和深部开采引起的地表沉陷特点是不同的．结合实例以及力学分析,对深部开采引起的地表沉陷问题进行了研究,论述了深部开采的地表沉陷规律及特点,深部开采工作面的覆岩破坏,具有均匀、整体压缩、移动、变形的特点,地表移动变形连续、缓慢、周期长;提出参数修正的概率积分预测模型,来预测深部开采的地表沉陷,以指导我国的深部“三下”压煤的开粟．     

开采沉陷移动变形数据处理与预计一体化系统

针对矿山开采沉陷地表移动变形数据处理量大、预计参数求取不稳定等不足,在借鉴和总结不同计算机语言开发系统优缺点的基础上,利用C#编程语言,结合Word和CAD开发出开采沉陷移动变形数据处理与预计一体化系统。该系统集成了数据管理、移动变形计算、输出报表以及契合CAD的移动变形曲线绘制功能,并构建了基于人工鱼群算法(Artificial Fish School Algorithm,AFSA)的Logistic单点沉陷预测模型。将该系统应用于顾桥矿1414(1)工作面,试验结果表明：①系统兼容性强、操作简便,提高了开采沉陷地表移动变形数据处理的准确性和效率,可将下沉、斜率、曲率、水平移动、水平变形曲线和相应的煤层按一定的比例在CAD软件上成图,便于从图中求取地表移动盆地各角量、距离参数以及任意点的对应值,克服了传统方法只能查看、无法定量分析的不足;②结合实测下沉数据,将基于AFSA的Logistic单点预测沉陷模型进行了应用,选取的2点绝对误差最大值分别为143.6 mm、132 mm,拟合中误差分别为65.6 mm、55.8 mm,求取参数的拟合效果符合工程应用要求。     

基于仿真计算的永城矿区采空区地表沉陷防治研究

煤矿采空区地面沉陷是永城矿区典型、突出的矿山地质环境问题。利用永城矿区特有的地质煤层条件和岩移观测参数,充分考虑采区间、断层、巷道等煤岩柱影响,将各块段的岩移计算参数和数据输入计算机,对煤矿开采造成的地面沉陷区范围进行仿真计算和分析,掌握了沉陷区地表移动与变形值、采煤塌陷耕地面积等基本数据,为制定采煤沉陷区的预防和治理方案提供了可靠依据。综合治理方案实施后,采煤沉陷区将得到有效治理。     

基于Active X Automation的三维可视开采沉陷预计

为弥补现有开采沉陷预测程序在可视化表达中的缺陷,采用VB和SURFER的Active X Automation技术开发了基于概率积分法的开采沉陷预测分析系统。通过VB语言操纵SURFER内核程序实现开采沉陷的各种移动变形等值线、三维表面图及剖面图制作和数据分析的自动化。以山东某煤矿多工作面、多煤层开采沉陷预计对所建立分析系统进行验证。结果表明,采用VB与SURFER结合用于开采沉陷的预测分析,能够满足工程需要,并且能极大地提高工作效率,减少程序开发的工作量,实现开采沉陷预测分析图件制作的专业化、自动化。     

山西吕梁山脉地带煤矿工作面地表沉降移动参数的分析与应用

为了掌握山区煤矿开采引起的地表与岩层移动规律,建立了崖坪煤矿11208工作面观测站,得到地表移动角量、动态变形和预计参数等;掌握地下开采引起的地表移动与变形规律;为吕梁山脉地表塌陷及损坏等级提供技术参数;为类似煤矿的安全生产、"三下"采煤、土地复垦与环境治理提供科学的依据。     

开采沉陷若干理论与技术问题研究

简要介绍了多年来中国矿业大学北京校区在开采沉陷理论与技术方面的主要研究成果：矿区地表移动规律；巨厚松散层条件下开采地表移动规律；块段开采条件下覆岩移动机理及地表移动变形计算；极不充分开采地表移动变形预计方法；基于倾角变化的开采沉陷模型研究；曲面分布形式煤层开采地表移动预计方法；覆岩离层注浆减缓地表沉降机理及减沉效果评价方法。开采沉陷预测分析系统的开发研究等。     

基于概率积分法的非充分采动地表沉陷预计

根据邯郸矿区某矿工业广场下2103工作面非充分采动的技术条件,由工作面的宽深比对预计参数进行修正,采用修正后的参数按照概率积分法进行地表沉陷预计。由已推进部分造成的地面建筑物倾斜观测值的比较可以看出,参数选取合理。从地表变形规律可以看出,非充分采动的各种变形值都比充分采动要小,而煤层倾角则造成了下沉盆地向下山方向偏移,致使下山方向拐点处的建筑物损坏严重。