高潜水位采煤沉陷区积水时空演化特征研究——以安徽省矿区为例

随着煤炭资源大面积、高强度开采,高潜水位矿区积水问题尤为突出,对周围生态环境产生了严重影响。为了给采煤沉陷积水区生态环境修复提供科学依据,开展了高潜水位采煤沉陷区积水的时空演化特征研究和影响因素分析。以整个安徽省矿区为研究区域,基于Landsat TM/OLI遥感数据,采用归一化水体指数法(NDWI)和目视解译法对1995—2020年(共计22期)和2020年12个月份(12期)沉陷区积水区域进行提取,获取了近25年安徽省采煤沉陷区积水空间信息,并结合水文和降雨资料分析和讨论了沉陷区积水时空演化的影响因素。结果表明：(1)近25年来,安徽省采煤沉陷区积水面积的增长呈“缓慢—快速—稳定”3阶段分布特征。研究期内平均积水面积增长了约6倍,从18.95 km²增长到118.09 km²,年均增长3.97 km²。(2)从时间尺度上沉陷区积水演化分为3阶段：第1阶段(1995—2005年),由于积水初步形成还未稳定,增长速度较为缓慢,年均增长率为4.65%;第2阶段(2005—2013年),基于安徽省煤炭开采量进入快速增长期,积...     

相似材料模型的位移监测方法对比研究北大核心

通过总结相似材料模型的位移监测方法,分析了各种方法的原理及优缺点。从精度、实时性、测量方式、接触性、可量测维度5个方面对各种监测方法进行了对比,得出了不同监测方法的适用范围。     

概率积分法预计参数反演方法研究进展

概率积分法是我国矿山开采沉陷预计的主要方法,其预计的精度直接取决于参数的准确性,如何利用合适的方法准确稳定地求取预计参数是实际应用中的关键问题。全面总结了概率积分法预计参数反演的常用方法并分析了各种方法的优缺点,着重介绍了具有全局搜索能力遗传算法在参数求取中的应用。最后,从概率积分法求参误差、求参准则、求参范围、参数相关性及其模型的非线性等角度,提出概率积分法预计参数求取中存在的问题及需要进一步研究的内容。     

液体静力水准仪变形监测精度分析

变形监测是监测形变体安全与否的重要手段,而常规地面测量方法监测周期较长,难以实现远程实时监测。利用静力水准仪高精度、实时监测等优点,获取实验区域地表建筑物变形数据,分别从温度、延迟效应、液体材料及其他影响因素进行了详细的影响分析,并建立了各影响因素改正模型。数据分析结果表明,当填充液体为玻璃水时,静力水准仪经过误差改正后,监测系统高程测量精度为0.19 mm,2个监测点间高程差监测精度为0.08 mm。     

基于等价采高理论的固体充填采煤沉陷预计方法(英文)

在分析固体充填采煤岩层移动特征的基础上,提出固体充填采煤沉陷预计方法,并给出概率积分法参数选取方法。研究认为:与等价采高煤层垮落法开采下沉系数相比较,固体充填采煤沉陷预计参数中下沉系数可以根据垮落带、裂隙带的高度以及碎胀率计算得出;主要影响角的正切略小0.2~0.5,但不应小于1.0;出于安全考虑,拐点偏移距离可为零;水平移动系数和下沉影响角可不变。最后,利用基于等价采高理论的概率积分法模型计算了花园煤矿固体充填的地表沉陷。结果表明,该方法较为可靠地预测了固体充填的地表沉陷,最大下沉点的预计误差不超过5%。     

基于遗传算法的概率积分法预计参数反演

地表移动观测站实测数据反演求取概率积分法参数是这一方法应用过程中的关键问题,现有算法存在求参易发散,难以获取最优解的缺陷.提出采用遗传算法反演概率积分法参数,研究了该算法反演结果的准确性和可靠性.研究结果表明,遗传算法反演概率积分法预计参数精度高,参数相对误差小于1.5%,对观测站中的观测值随机误差、粗差、观测点缺失的问题具有较强的抗干扰能力,较最小二乘法、模矢法在参数反演准确性和可靠性方面有明显优越性.     

巨厚含水松散层下开采地表移动变形规律研究

巨厚含水松散层复杂地质采矿条件下开采地表移动变形规律存在一定的特殊性。为了研究巨厚含水松散层下开采地表移动变形规律,明确巨厚含水松散层对地表移动变形影响,以菏泽矿区为研究区域,在分析某矿1308工作面地表移动变形实测数据的基础上,采用FLAC^3D数值模拟软件,流固耦合计算模拟了巨厚含水松散层下开采地表移动变形,分别制定了动态固结沉降方案、无含水层方案、含水层位置方案,量化计算了巨厚含水松散层渗流固结沉降量占比,总结了巨厚含水松散层渗流固结沉降动态规律,对比分析了有无含水层情况下煤层开采地表移动变形差异,研究了松散层内含水层位置对地表移动变形的影响。研究结果表明：某矿巨厚含水松散层采矿条件下受采动引起的渗流固结沉降占地表总下沉量的8.5%;随工作面推进,开挖变形和渗流固结沉降增量的变化可划分为同步增长期、动态变化期、同步减缓期3个阶段。巨厚松散层内含水层受采动影响产生的疏水渗流固结现象会导致地表移动变形增大、地表移动影响范围扩大,但最大曲率和最大水平变形的减小说明下沉盆地的整体形状更为平缓。地表变形参数与巨厚松散层内含水层位置之间存在相关性,通过相关性分析,建立了地...     

采煤沉陷区建筑地基稳定性分析方法对比研究

近年采煤沉陷区土地被广泛用作建设用地,建筑地基的稳定性直接决定沉陷区新建建筑物的可行性,而稳定性分析方法的选取是建筑地基稳定性分析的重要一环。为筛选出适用于采煤沉陷区建筑地基稳定性分析的最优方法,以淮北中湖采煤沉陷区为研究对象,针对沉陷区新建建筑物的地基稳定性分析问题,探讨了影响地基稳定性的主要因素,总结了地基稳定的评价标准,分别使用概率积分法、力学解析法和经验公式法对研究区地基进行了稳定性分析,并综合分析过程中的工作量、准确性、适用条件和模型构建因素对各方法进行了对比分析,指出了采煤沉陷区建筑地基稳定性分析的最适方法。研究表明：经验公式法在实际的地基稳定性分析中工作量小、准确性高、适用性强,模型可调性高,更适用于采煤沉陷区建筑地基稳定性分析的实际工程应用,力学解析法其次,概率积分法再次;概率积分法、力学解析法和经验公式法对研究区的地基稳定性评价结果与工程实际基本一致,研究区地基处于稳定状态;概率积分法实现了研究区未来十年的地表残余变形预计,今后研究区仍处于缓慢移动的状态,最大残余下沉量441 mm,最大残余倾斜1.6 mm/m,最大残余曲率0.02 mm/m²,...     

采煤沉陷积水区地表移动变形监测方案研究

为了治理采煤沉陷积水区地表的生态环境,对工作面开采造成的地表移动变形、采煤沉陷区积水区水下地形监测,通过对开采沉陷区的地质条件和地表变形特征进行分析,提出三维激光扫描仪配合测深仪的地表移动变形监测方案。为同类采煤沉陷积水区生态治理提供借鉴。