倾斜煤层开采地表移动变形等价计算方法研究

目前关于倾斜煤层开采引起的地表移动变形计算一般是将倾斜煤层开采等价为2个水平煤层的半无限叠加或者将倾斜煤层进行水平划分的方法,计算过程存在简化。为了克服倾斜煤层开采由于计算简化带来的误差,根据计算地表点与倾斜煤层的相对位置关系,利用开采影响传播角进行等价水平煤层转换,将倾斜煤层的移动变形计算转化为水平煤层计算,提出倾斜煤层开采地表移动变形等价计算方法,并将等价计算结果与半无限叠加开采、水平划分计算结果进行对比,分析了半无限叠加和水平划分简化计算误差产生的原因。研究结果表明:①等价计算结果与半无限开采叠加下沉量计算结果基本相同,半无限开采叠加计算存在变形计算误差表现为上、下山边界两侧拉伸与压缩变形值相同,未能充分体现变形与开采深度的密切关系;②由于煤层倾角和开采影响传播角的影响,水平划分方法下沉量、水平变形计算误差较大,煤层倾角越大误差越大,这一误差不会因水平煤层划分个数的增加而消除;③采用等价计算方法能够消除概率积分法对倾斜煤层开采地表移动变形计算的简化误差,实现计算结果与理论的完美契合。研究结果丰富了开采沉陷预计体系,对提高倾斜煤层开采地表移动变形计算精度具有一定意义。     

急倾斜煤层开采地表移动预计的空间转换方法

提出了急倾斜煤层开采岩层滑移空间理论模型和地表移动预计的空间转换计算方法。根据岩层受力变形特点和破坏机理,急倾斜煤层开采上覆岩层存在楔形破坏区和滑移变形区。楔形破坏区内岩层的弯曲变形为滑移变形区内岩层提供移动空间,即滑移空间。滑移空间决定了地表下沉盆地的形态。将急倾斜的开采空间转换为近水平的滑移空间,可直接利用概率积分法的理论和参数来计算急倾斜煤层开采地表移动变形,较好地解决了急倾斜煤层开采地表移动预计问题。     

倾斜煤层开采条件下的地表移动变形预计

煤矿地下开采会造成地表移动变形,为了研究地表移动变形情况,需要进行地表移动变形预计。通过理论推导发现概率积分法预计公式存在一定缺陷,并对概率积分法预计公式进行修正。研究结果表明:只有水平煤层开采时,普通概率积分法预计公式才成立;当开采倾斜煤层时,采用修正后的概率积分法预计公式进行地表移动变形预计的结果与实际测量结果相近,能够达到比较理想的预计效果。     

急倾斜煤层的地表移动和变形的计算

目前,在急倾斜煤层开采后的地表移动和变形规律方面,由于实测困难和资料缺乏,至今尚未有理想的计算公式进行计算。为了解决淮河滨河地区水体下的安全开采问题。近十多年来,我们在孔集煤矿进行了长期的现场观测工作。本文着重论述通过分析整理资料后提出的急倾斜煤层地表移动和变形的     

急倾斜煤层开采地表移动变形预计研究

急倾斜煤层的地质条件及破坏机理与水平煤层开采时有本质不同,急倾斜煤层开采引起的地表移动变形规律在国内外研究中属于薄弱环节,其地表沉陷预计是国内外开采沉陷研究领域尚未解决的难题之一。通过ANSYS数值模拟及计算机编程方法对急倾斜煤层开采地表移动变形预计进行了一定的研究,以期对急倾斜煤层的合理开采和矿区环境保护提供相关依据。     

急倾斜矿层开采地表移动计算的皮尔森函数法的改进

急倾斜煤层开采时,由于采空区上部岩一石冒落向下滚动填充下部采空区,加剧了岩石沿层面方向的移动。此外,底板也会发生移动。因此使得急倾斜矿层的岩层和地表的移动与缓倾斜或水平矿层的移动过程很不相似,目前对急倾斜矿层地表移动规律的研究还很不够。为了解决急倾斜煤层开采的各种地表移动变形预计问题,文献根据淮南     

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。     

下煤层充填开采充实率设计的数值模拟

多煤层开采时,下煤层充填开采效果会直接影响地表移动变形值。充实率越高,地表缓沉效果越明显,但其开采成本也越高。基于此矛盾点,利用FLAC3D数值模拟软件,系统地研究了某矿区下煤层不同充实率方案时地表移动变形值的变化规律。实验结果表明：①随着充实率的提高,地表移动变形值是呈负指数函数减小的,直至趋于某值后不再变化;②在充实率为80%时,地表最大下沉值为750 mm、最大倾斜变形值为1.5 mm/m、最大水平移动值为1.4 mm/m,均满足规程要求。不仅能保证地面建（构）筑物的安全,还能达到最优的经济效益。研究成果对于指导下煤层充填开采具有十分重要的理论和现实意义。     

山区采矿岩体移动的Fuzzy测度分析

将山区地下开挖所引起的上覆岩土体的移动视为一模糊事件,应用模糊数学中的模糊测度理论,对煤矿开采所引起的地表移动与变形进行了分析计算,推导了相应的地表下沉、倾斜、地表弯曲曲率、水平移动、水平变形的理论计算公式。通过工程实例计算分析表明,理论计算结果与工程实测资料吻合。     

最大水平移动和最大水平变形值公式的探讨

在“三下”采煤设计中,计算地表最大水平移动和最大水平变形及其位置是一项重要的内容。开采倾斜煤层时目前概率积分法在这方面所采用的计算公式都是近似的,常给实际工作带来一些困难。为了完善这一计算方法,本文探讨了这一问题。一、现有文献关于地表倾斜剖面最大水平移动值及其出现位置的计算公式 1、近似公式[1] 上山一侧(1) 下山一侧 (2) (1)式和(2)式是以X轴正向指向下山方向,上山方向的水平移动值为正,下     

煤矿安全开采深度的预计与判定研究

煤矿开采向深部转移时,应该存在一个安全开采深度,在该深度以下开采时,地面建筑物不会发生破坏性变形。依据地下开采时地表任意一点地表下沉计算为基础,结合地表倾斜、曲率、水平移动变形,按照砖混结构建筑物的临界变形值,得出了煤矿安全开采深度的判定方法与计算公式,并探讨和分析了安全开采深度的影响因素。     

急倾斜煤层地表移动的预计方法——体积影响函数法

本文提出了急倾斜煤层开采时,地表为连续变形的下沉与水平移动的基本公式及其预计方法;提出了采用实际开采边界独立计算下沉与水平移动的量板方法;以煤层倾角46.5°、74°、88°的实例加以验证;以实例说明参数的取值方法。     

复杂条件下地下开采地表移动变形的Fuzzy测度分析

根据工程实际,应用模糊数学的Fuzzy测度模型,将复杂条件下开采地表移动变形问题视为一模糊事件,对煤矿开采引起的地表移动变形问题进行了分析研究,推导了相关的地表下沉、水平变形、倾斜及曲率的理论计算公式,同时利用BP神经网络方法确定了模型的相关参数。通过工程实例应用分析表明,该方法所得的理论结果与实际情况相符合。     

留设建筑物保护煤柱最佳尺寸的数学模型及求解

本文根据随机介质理论关于地表移动及变形的基本公式,以建筑物允许曲率和水平变形为依据,建立了求解建筑物保护煤柱最佳尺寸的数学模型,并编制了相应的电算程序,得出一些有用的结论。利用本文所给的方法,可以求出开采水平煤层时和倾斜煤层时建筑物保护煤柱的最佳尺寸。本文对设计单位及生产部门设计建筑物保护煤柱有重要参考价值。     

急倾斜煤层开采地表移动变形预计

针对新疆乌鲁木齐矿区急倾斜煤层开采的复杂采矿、地质条件,运用预计采动地表移动变形破坏程度的综合评价软件—Yhl-12预计软件,预计模拟了新疆乌鲁木齐矿区的地表移动变形情况,分析了在急倾斜开采条件下,引起的地表沉陷破坏基本规律和损害的特殊性。为急倾斜煤层开采条件下的矿井实施合理、经济、有效的控制开采方法提供了重要的依据。     

对地表移动计算的再认识

该文提出了开采倾斜煤层矩形工作面条件下,地表任意点的下沉计算公式.并进而推导出了倾斜、曲率变形的计算公式.     

特厚急倾斜煤层水平分层开采地表移动预计方法

特厚急倾斜煤层水平分层开采具有重复开采、沉陷影响累积的特点,其岩层移动模式和地表移动形态需要建立新的预测模型来描述。在实测分析和相似模型试验的基础上,根据急倾斜煤层开采覆岩与地表的移动的变形机理和传播方向变化特征,建立了基于开采影响传播角变化的特厚煤层水平分层开采地表移动的预计模型,提出了分层充分与非充分开采条件下沉系数与煤厚、采深、煤层倾角的波兹曼拟合关系式,提出了预计参数的确定方法。通过实例验证分析表明,预测模型能较好地反映实际规律,预计参数物理意义明确,易于确定。     

山区浅埋煤层裂隙发育UDEC模拟研究

受地下采动影响,坡体会发生移动变形,内部应力重新分布,同时,开采使地表产生裂隙,坡体很容易失稳,甚至发生滑坡、泥石流等大型地质灾害,并且也会加剧环境损害[1]。因此,为分析山区浅埋缓倾斜煤层开采时,覆岩裂隙发育变化及地表移动情况等,根据贵州山区煤矿地质复杂情况,运用UDEC软件对响水煤矿3号煤层12309工作面进行数值模拟。模拟结果表明:山区浅埋缓倾斜煤层与平原地区水平煤层开采引起的裂隙变化、地表移动变形等有所不同;坡角陡的地方裂隙发育,稳定性差,容易失稳发生滑坡;3号煤层12309采面开采后,覆岩受开采影响强烈,顶板跨落最大位移约为3.178m。     

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%。     

用电子计算机计算任意形状采区地表的移动和变形

矩形采区地表移动和变形的计算公式存在以下两个问题:一、在进行三下采煤时采区形状很少为矩形,其形状与矩形的近似程度越差,预计结果的误差越大;二、该公式对于倾斜煤层引入了较多的近似条件,因此尽管是矩形采区其煤层倾角越大预计精度也越低。为解决这两个方面的问题,本文提出一种电子计算机计算倾角小于45°的煤层任意形状采区地表移动和变形的方法。一、计算公式 (一) 地表任意点的移动和变形