专线铁路下采煤地表沉陷规律数值模拟研究

采用有限元法研究了宝积山煤矿701综放工作面专线铁路下采煤引起的地表沉陷规律,给出了随着开采的进行地表水平位移、竖向位移的发展规律.现场监测表明,有限元计算得到的沉陷量与实际沉陷量基本一致,有限元计算模型的建立及参数的确定是合理的.计算结果对710工作面的正常开采具有重要意义.     

煤矿开采沉陷对地面建(构)筑物的影响

介绍了煤矿开采沉陷对地面建筑物的影响问题，从采空塌陷的一般规律、地表移动和变形等方面进行了论述，指出了煤矿开采沉陷的防治方法和措施。     

厚表土层下采煤对地表及铁路桥的影响分析

以淮南某矿区为例,用有限元分析了厚表土层下煤矿开采引起的地表沉陷、地表倾斜、水平移动及孔隙水压的变化规律,总结了地表移动的基本特征和相关参数;同时分析了位于该矿首采区的铁路桥因地表变形产生的附加内力的变化,为采动区的建筑物保护提供了科学依据。     

厚表土层下采煤对地表及铁路桥的影响分析

以淮南某矿区为例，用有限元分析了厚表土层下煤矿开采引起的地表沉陷、地表倾斜、水平移动及孔隙水压的变化规律，总结了地表移动的基本特征和相关参数；同时分析了位于该矿首采区的铁路桥因地表变形产生的附加内力的变化，为采动区的建筑物保护提供了科学依据。     

急倾斜煤层开采岩移基本规律的模型试验

针对新集三矿急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件，运用实验室相似模型试验方法，对西三采区煤层开采引起的岩体移动和地表沉陷的基本规律进行了研究，总结出了新集三矿急倾斜煤层开采重复采动所引起的厚冲积层岩体移动基本特征和地表沉陷的相关参数。所得结果对现场开采及地表沉陷治理具有一定的指导作用，对于同类地质和开采条件的矿区具有重要参考价值。     

于广明著《矿山开采沉陷的非线性理论和实践》1993年煤炭工业出版社出版

人们很久以前就认识到了地表沉降是采矿带来的一种灾害问题。为了减少开采损害,全世界很多科学家和采矿工程师把开采沉陷预测和控制视为重要的研究领域。多年来,基于观测到的地表沉陷特征开发了许多种开采沉陷预测方法,包括经验公式、剖面函数法、影响函数法及在简单地质条件下进行相对规则开采的地表沉陷的计算模型。数学模拟和物理模拟为研究不同岩层结构的地层沉陷提供了另一种可能,即可直接模拟和观测地表及岩体内部破坏和移动规律,在这方面,中国学者辽宁工程技术大学于广明博士所著《矿山开采沉陷的非线性理论和实践》一书提供了…     

基于GIS与概率积分的矿山“三下”开采沉陷预测研究

南方矿山地质地形复杂、"三下"采煤困难,其地质灾害预测预报更加困难,系亟待解决的技术难题。在概率积分和GIS基本原理的基础上,结合资兴唐洞煤矿24采区和21采区矿山开采等多源数据,对矿区开采地表沉陷进行预计,利用Arc GIS强大的管理和分析功能,将预测结果与实地测绘数据进行对比,实现矿区开采地表沉陷预测预警可视化表达,为类似矿山地下开采沉陷防治提供参考与决策理论。     

井下采矿地表变形分析

为探究井下开采引起地表变形规律,以某矿采用嗣后充填开采为背景,FLAC3D建立矿山仿真模型,模拟开挖过程地表变形动态发展,确定地表变形等值线图。由数值模拟结果可知该矿地表有两个沉陷盆地,北部盆地沉陷最大值75mm,南侧盆地沉陷最大值25mm,以沉降值15mm为移动边界可知地表主要建筑物均位于移动边界之外,开采沉陷对周围企业和居民影响较小。     

浅谈地下采煤对地表建筑物的影响

简述了地下采煤引起的地表沉陷研究现状,讨论了地表沉陷的产生原因,指出了煤矿开采沉陷过程中防治地表建筑物遭到大程度破坏的方法和措施,以期推动煤炭工业的进一步发展。     

基于GIS和概率积分法的北洺河铁矿开采沉陷预测及应用

金属矿山多为裂隙发育的块状岩体，因而开采引起的地表沉陷机制不同于层状地层的煤矿。为指导矿山安全生产及地表沉陷治理提供科学依据，以崩落法开采矿山地表沉陷为具体研究对象，对北洺河铁矿开采沉陷预测研究，将基于GIS和概率积分法的开采沉陷预测方法应用于采用无底柱分段崩落法的金属矿山中。通过GIS建模全面反映矿区的三维地理、地质信息及其内在属性，应用基于概率积分法和组件技术开发的MSDAS-GIS系统进行开采沉陷预测。利用GIS强大的空间分析和图形显示功能对预测结果进行分析和处理，并直观反映出开采沉陷对周围环境的影响程度及范围。通过与地表观测数据及实际情况的对比分析，验证预测方法的适用性，同时也为指导金属矿山安全生产提供良好的三维可视平台。     

基于GIS的沉陷区建筑物损害评价可视化分析

针对煤矿开采沉陷与地表环境资源之间日趋紧张的矛盾现状,在理论研究与现场调研的基础上,通过总结分析开采沉陷区地表变形与建筑物损害的相互关系,建立了沉陷区建筑物损害评价计算模型。基于计算模型,在GIS平台下利用ArcObjects组件开发技术,集成实现了“开采沉陷环境资源损害评价”功能模块并嵌入ArcGIS桌面系统。该系统模块能够实现煤矿沉陷区建筑物损害评价计算的自动化和可视化,同时,用户能够自主设定评价指标与评价标准的临界值,灵活应用于不同评价目标区。系统模块研制成功后,在兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿十采区进行了工程实际应用,现场实例校核显示,评价计算结果与现场技术人员的实地测算结果基本一致。     

覆岩主关键层运动对地表沉陷影响的 钻孔原位测试研究

 通过神东矿区补连塔煤矿31401工作面内部岩移的地面钻孔原位观测与地表沉陷观测的对比研究,就覆岩主关键层运动对地表沉陷的影响进行实测研究。研究结果表明：厚47.01 m的粉砂岩主关键层控制了上覆基岩直至地表的移动变形,上覆岩层的运动随主关键层破断出现周期性跳跃变化;受主关键层的控制作用,地表沉陷测站观测时间间隔长短显著影响了测点的下沉速度曲线,观测时间间隔越短,其对应的下沉速度曲线呈现的周期跳跃性变化越强;观测时间间隔越长,其对应的下沉速度曲线更为均化。因此,在浅埋煤层开采中,为了准确反映地表下沉的动态过程,应该缩短观测时间间隔,才能正确掌握采动覆岩内部移动与地表沉陷的内在联系,推动开采沉陷预计的发展。     

厚松散层重复开采地表移动变形特征比较与分析

根据某矿厚松散层、大采深、长工作面、机械化采煤条件下2个初采和1个重复开采工作面观测站实测资料,通过移动变形计算和规律分析,获取了基于概率积分法的地表移动变形预计参数,从地表移动持续时间、下沉状态、地表移动盆地特征、概率积分法参数等方面总结了重复开采与初采时地表移动变形规律的差异,为类似地质采矿条件下的重复开采地表移动变形规律分析提供参考。     

地下开采对地表及铁路桥影响的数值模拟研究

根据某矿区铁路桥沉陷实际情况,运用有限元软件ABAQUS,对不同开采方式引起的地表沉陷和水平移动的变化规律进行数值模拟研究,通过数值模拟和理论研究,分析了地表移动的基本特征和相关特性;同时分析了该铁路桥因地表变形产生的附加内力的变化情况.该研究为采动区的桥梁保护提供了参考依据.     

辛置煤矿间歇开采岩移机理及沉陷规律研究

为了研究巨厚黄土层下间歇开采岩移机理及地表沉陷规律,基于辛置煤矿的地质采矿条件,对条带开采煤柱的稳定性进行了理论分析,得到了倾斜煤层煤柱稳定性的判别函数;采用UDEC数值分析方法反演了百亩沟村庄下前期条带开采覆岩及地表沉陷特征,揭示了岩层移动的机理,获取了研究区域主断面的地表沉陷值。隔离煤柱回收后,依据现场实测数据,分析了间歇开采地表动态和静态地表沉陷特征,求取了地表移动角值参数和概率积分预计参数。研究结果表明,前期条带开采煤柱能够形成稳定的核区,煤柱安全系数为2.34,关键层不破断,地表最大下沉217 mm,最大水平拉伸变形为0.41 mm/m,小于窑洞的Ⅰ级抗拉伸水平变形的临界值。间隔煤柱回采后,地表移动初始期和活跃期偏短累计219 d,最大下沉点下沉量与下沉时间服从负指数函数关系;地表终态最大下沉1 537 mm,水平拉伸变形为3.98 mm/m,地表建(构)筑物所受的采动损坏程度超过了Ⅱ级。间歇开采后地表沉陷下沉系数为0.74,开采影响传播角系数为0.6。     

煤矿开采引起的环境地质问题及其对策

平顶山煤矿区是我国大型煤矿区,近年来大规模的开采,致使地下水水位大幅度下降,地表呈现不同程度的沉陷和河流污染,诱发了瓦斯爆炸、水土流失,地表开裂等多种地质灾害。现从煤矿开采的正负两面出发对这些问题及其产生的机理进行了详细的讨论并针对各种环境问题提出了保护与治理措施。     

关于综放开采的岩层运动和矿山压力控制问题

应用内外应力场理论，根据鲍店煤矿的生产实践，结合实验室相似材料模拟研究，对分层开采，网下综放，全厚综放三种不同开采条件下的冒落岩层厚度、导水裂隙带高度、地表沉陷特征以及支承压力大小及分布特点进行了分析和探讨，并建立了相应的计算模型，为现场综放回采工作面、回采巷道矿压控制以及综采放顶煤完全开采提供了理论依据     

公路下采煤引起的路基变形规律有限元模拟

对魏家地煤矿109工作面的开采以及103工作面和上部小煤窑煤炭开采的叠加综合作用对唐红公路路基变形的影响进行了有限元分析.分析表明,109工作面引起的开采沉陷对公路安全运营虽有一定影响,但影响不大,可以进行公路和村庄下采煤,109工作面的开采可以保证公路的正常运营及村庄建筑物的安全使用.但是由于其他采空区的叠加作用,为安全起见,建议设置地表变形监测系统,加强监测,分析地表变形规律,应对紧急情况的发生.     

煤矿开采工作面地表岩移观测站设计及地表移动分析

对煤矿地下开采导致的地面沉陷进行观测站设计并进行地表移动观测与分析,对于保障煤矿安全生产、预测地表沉陷范围、降低开采成本具有重要意义。本文以建新煤矿4210工作面为研究对象,进行了地表移动站设计,采用实地观测法对该工作面进行地表移动观测,以获取本地区特有条件下,因地下煤层开采后,引起的地表移动、变形及破坏规律,并计算获得各种移动角、边界角、最大下沉角、充分采动角等数据,为矿区规划、环境评价、矿井设计、以及安全合理的留设保安煤柱提供理论依据。     

开采顺序对地表沉陷影响的数值模拟研究

为了充分开采建筑物下的煤炭资源和缓解矿区采掘接替紧张的矛盾以及延长矿井服务年限,同时又能最大限度地减小地下开采对地表建筑物损害,结合湖南省新生煤矿伍家冲矿井特定的地质采矿条件,对工作面开采顺序与地表移动和变形的关系进行了数值模拟研究.模拟的结果表明,采用跳采开采时,建筑物的地表移动和变形各参数的最大值比顺序开采时的值要小.