基于结构关键层的固体密实充填采煤岩层移动模型

根据地层的沉积特征和相似材料模拟,将固体密实充填开采岩层移动特征分成有结构关键层和无结构关键层2类模式进行描述。并针对有结构关键层情况,建立了固体密实充填岩层移动模型,模型由3部分有机组成,即结构关键层力学模型,结构关键层上方岩体移动模型和基岩面上方土体移动模型。最后将建立的岩层移动模型用于工程实例取得了良好的效果。     

基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形方法研究

 为了解决D-InSAR技术不能全面监测煤矿开采引起的地表移动与变形问题,综合运用理论推导和模拟实验方法,开展基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形的方法研究,主要取得如下成果：(1) 融合近水平、缓倾斜煤层开采沉陷规律和D-InSAR技术,建立任意像元任意方向下沉、倾斜、水平移动、水平变形和曲率变形的计算模型及其推广模型。模拟实验结果表明,在模拟地质采矿条件和影像分辨率10 m条件下,任意像元移动变形模型提取精度为：① SN,EW向倾斜计算误差分别为±0.03和±0.02 mm/m;② SN,EW向水平移动计算误差分别为±1.6和±1.3 mm;③ SN,EW向水平变形计算误差分别为±0.04和±0.03 mm/m;④ SN,EW向曲率计算误差分别为±0.001和±0.001 mm/m2。模型精度满足矿山开采沉陷监测要求。(2) 利用构建的基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形方法,提取了20120105～20120116期间,南屯煤矿9310工作面开采引起的SN,EW向采动地表移动与变形。研究成果对矿山开采沉陷D-InSAR监测具有重要参考价值。     

山区地表移动预计修正模型及其参数求取方法

为了克服山区开采地表沉陷预计模型中的滑移影响函数以及求参模型的缺点,建立了山区开采地表移动变形预计修正模型,即新的滑移影响函数仍沿用原有参数A,P,t形式,但各参数的取值和物理意义存在差异。依据修正模型,以实测下沉值、水平移动值分别与模型预计值之差平方和最小为原则构建适应度函数,基于遗传算法原理进一步提出了山区地表沉陷预计模型求参新方法。最后将提出的山区沉陷预计修正模型和求参方法用于山西某矿工作面开采地表移动,取得了良好的工程实践效果。     

矿区InSAR DEM精度的影响因素分析

利用InSAR技术获取矿区DEM成为最近几年的研究热点,研究人员并逐渐从开始的理论研究转为实际应用。但由于SAR系统的测量方式(侧视成像),以及矿区的特殊地表情况,导致影响其测高精度的因素很多。从InSAR测高的原理出发,利用误差理论知识,分析了测高精度的相关误差源,推导出了测高精度与相位误差、基线长度、基线倾角的关系,并做出了误差传播曲线,得出了彼此之间的影响规律;同时根据矿区开采沉陷变化特征分析了地形特征对测高精度的影响规律,最后得出矿区开采沉陷变化引起的地形坡度变化对InSAR测高精度的影响具有明显的分区性。     

综合机械化固体充填质量控制的体系框架

为保障固体充填开采岩层移动控制效果,采用理论、实验和工程实践相结合的研究方法,在系统的分析了综合机械化固体充填质量影响因素和岩层移动控制机理基础上,从岩层移动控制理论、充填质量设计、充填质量控制和充填质量效果监测角度,提出了固体充填质量控制体系框架,详细研究了框架中以采定充、夯实应力和充填质量监测系统等关键技术,并建立了充采比定量模型以及夯实应力的估算公式,构建了井下固体充填质量监测系统。将提出的充填质量控制体系框架应用于平煤十二矿工程实践,取得了良好的工程效果。     

开采沉陷预计可视化系统开发及应用

基于MATLAB语言,利用其丰富和稳定的矩阵计算和绘图功能,开发了开采沉陷预计可视化系统,预计系统不仅实现了单个工作面、多个工作面的动态和稳态开采沉陷预计,而且实现了预计结果的二维、三维以及动态可视化,为今后地下开采引起的损害分析提供了更加科学的依据。     

基于关键层理论的长壁垮落法开采老采空区地基稳定性评价

基于关键层理论,对长壁垮落法开采老采空区的可能"活化"空间、因素和机理进行了分析和探讨,得出了老采空区的可能"活化"空间主要为"O"形圈离层、空洞、破碎岩体的残余碎胀空间和各类裂隙;在排除断层影响的情况下,老采空区地基的"活化"因素主要为地震、机械振动、临近的采掘活动、地面荷载、水化和风化作用以及应力松弛;"活化"机理主要为破碎岩体的压实和砌体梁结构的失稳,并且砌体梁结构的失稳是地基产生严重不均匀沉降的主要机制.鉴于长壁垮落法开采的老采空区"活化"机制和拟推的上覆破碎岩体的结构形态,提出了局部注浆的思想,对于一般工程地基,只对采空区边界注浆,注浆区域为空洞、欠压密区和"O"形圈离层,注浆机理主要为结构补强和消除采空区边界上方的可能"活化"空间.并通过实例验证了局部注浆的可行性.     

固体密实充填开采基本顶力学模型研究

采用压缩试验和理论分析相结合的方法,研究了固体充填体的压缩变形特征,即变形过程分为近似线性阶段、快速增长阶段和稳定线性阶段,且固体密实充填体变形过程属于稳定线性阶段。在此基础上经过力学简化,建立了固体密实充填开采基本顶的弹性地基梁模型,并分析了不同密实程度下充填体弹性模量对基本顶的影响。最后将建立的基本顶力学模型应用于工程实例,取得了良好的效果。     

基于结构关键层的固体密实充填采煤岩层移动模型

根据地层的沉积特征和相似材料模拟,将固体密实充填开采岩层移动特征分成有结构关键层和无结构关键层2类模式进行描述。并针对有结构关键层情况,建立了固体密实充填岩层移动模型,模型由3部分有机组成,即结构关键层力学模型,结构关键层上方岩体移动模型和基岩面上方土体移动模型。最后将建立的岩层移动模型用于工程实例取得了良好的效果。     

基于MATLAB的保护煤柱留设系统的开发及应用

MATIAB具有丰富和稳定的数值计算功能、独特的GUI功能以及方便使用的M文件,使得程序设计更简洁更高效.基于上述原因,文中采用MATIAB语言开发了保护煤柱留设系统.实现了垂直剖面法、垂线法留设保护煤柱的程序化.提出了基于坐标的压煤量计算公式,引用了"房屋裂缝角"留设保护煤柱新方法.通过实例验证了保护煤柱留设系统是可靠的.