岩体界面效应的物理模拟

根据相似材料模拟试验结果，分析了地下开采后岩体移动的界面效应，研究了界面滑移量与工作面位置、采动程度等的关系，获得了界面滑移函数，为岩体内部移动计算提供了理论基础。     

条带开采地表沉陷规律实测研究

为了维持矿井生产，毛郢孜煤矿采用条带法开采村庄煤柱，并专门布设了地表移动观测站，通过对观测资料的分析研究，获得了该区条件下条采时的地表移动变形规律，求取了概率积分法预计参数，为深部开采和其它类似条件的建筑物下采煤提供了技术依据。     

利用随机森林回归模型预计水平移动系数

水平移动系数b是开采沉陷预计的重要参数之一,对于精确确定开采沉陷地表影响范围具有决定性作用。为精确有效地计算b值,进而提高开采沉陷的预计精度,首先详细分析了R语言特点及随机森林(Random forest,RF)算法的基本原理及实现流程;然后,详细探讨了影响b值的地质采矿因素,并确定了5个基本变量,即开采厚度、煤层倾角、开采深度、工作面斜长、覆岩评价系数;最后,结合R语言构建了一种RF回归模型并用于预计b值。用于训练和测试RF回归模型的样本来源于我国一些主要矿区的典型地表移动观测站实测资料,试验结果表明:利用基于R语言编程的RF回归模型预计的b值与实测值的最大相对误差仅为4.559%;相对于BP神经网络、支持向量机(Support vector machine,SVM),RF回归模型在预计精度和模型稳定性等方面优势较明显,且该模型具有较强的泛化能力,可基本满足实际工程需要,为高精度预计b值提供了一种有效方法。     

老采空区残留空洞空隙分布规律研究

老采空区残留空洞空隙是老采空区地基稳定性评价、重复开采地表移动预测等的关键因素,对此进行研究具有重要的理论和实用价值。在对前苏联岩体内部实测资料分析基础上,研究了覆岩移动变形与工作面位置的关系,通过不同高度、工作面不同位置覆岩下沉差异,得到采空区空洞空隙的变化规律,结果表明:在竖直方向上,距工作面顶板越远,残留空洞空隙量越小,空洞空隙主要出现在顶板上方0.4倍开采深度的范围内;在水平方向上,距离工作面开采边界越远,残留空洞空隙量越小,空洞空隙量与采厚比和离工作面边界距离呈对数或线性分布。在假定空洞空隙随距工作面距离线性分布的基础上,给出了空洞空隙估算模型,为老采空区残余移动变形计算和重复采动分析老采空区对地表移动变形的影响提供了技术方法。     

鲍店矿工广地层沉降规律分析

在对鲍店矿工广地层移动变形监测数据的分析基础上，详细分析了工广地层移动的原因、引起移动的主要层位和移动量的大小，给出了地层沉降与地层失水的关系，为其它类似矿区失水沉降分析提供了基础数据。     

建筑物下煤层群条带上行开采判定分析

根据矿区建筑物下煤层群实施条带上行开采的技术条件,应用理论分析、数值模拟等判定方法,对下层煤开采后,上层煤的连续性和完整性及保留煤柱的稳定性进行研究,确定条带上行开采方案的可行性。同时,验证不同判定方法联合应用的可行性。     

穿越老采空区的高速公路路基变形损害评价指标研究

针对目前老采空区上方高速公路损害变形评价指标研究不足的问题,运用开采沉陷理论、力学原理和数学方法及相关的道路规范,对老采空区上方路基损害变形评价指标进行了研究。研究结果表明:不同的道路线形、速度等条件下,应以不同的评价标准进行判定;与以往采用的损害变形评价指标相比,有较大不同,允许的倾斜变形值较大,曲率、水平变形值较小;最终将理论结果应用于实际,得到较好的验证。     

基于D-InSAR技术的公路采空区变形监测

利用某高速采空区的ALOS卫星6景PALSAR数据,采用二轨差分干涉处理的数学模型,在完成图像的配准、重采样、去除地形相位、滤波和相位解缠之后,获取了高速公路采空区D-InSAR条带变形时间序列,并与实测数据进行了比较,将InSAR数据进行改正,结果显示D-InSAR用于公路采空区变形监测是可行的,具有广泛的应用前景。     

工作面停采后地表下沉规律研究

随着矿业城市和矿区建设步伐的加快,建设用地紧张的问题日益突出,不可避免地将利用废弃采空区塌陷地进行建筑和兴建各种交通、电力通讯设施。老采空区上方建筑的关键因素是老采空区的残余移动量大小。通过多个矿区地表移动资料的分析得到工作面停采后地表下沉和下沉速度的规律,结合采空区上覆岩体应力应变变化规律,分析了停采后地表下沉速度变化的机理,分别建立不同阶段预计模型对工作面停采后下沉速度和下沉值进行预计,为老采空区残余移动变形预测提供了基础。     

条带开采煤柱长期稳定性评价及煤柱设计方法

煤柱在地下水、风化作用等多种因素的作用下会发生剥离和尺寸缩减,使煤柱发生渐进性失稳破坏。基于煤柱的渐进性剥离行为和剥离体的堆积特性,建立了煤柱的非均匀剥离模型;分析了煤柱剥离的影响因素、煤柱安全系数与煤柱剥离的关系,建立了条带煤柱长期稳定性评价方法;讨论了采出率、地表沉陷控制和煤柱长期安全系数的协同关系。分析表明:煤柱的剥离与煤的碎胀系数、休止角和采宽采厚比有关,可利用剥离角确定煤柱的极限破坏程度。煤柱的宽高比越大,剥离对其稳定性的影响程度越小。该模型适用于条带煤柱长期稳定性评价。