极不充分采动地表移动变形特点及预计

峰峰矿务局井田范围内村庄压煤量巨大 ,并已关系到矿井寿命 ,企业的可持续发展等重大问题 ,探索解决此问题的经验和措施意义深远。作者利用极不充分采动时地表移动变形值大幅度减小这一现象 ,解决了一些村庄下采煤问题 ,并取得了一定观测数据。本文就实测地表移动变形值的特征及预计计算等问题进行了分析与研究。研究结果认为 ,地表移动变形预计仍可以采用概率积分法 ,但应对下沉系数进行修正。本文提出了下沉系数修正公式     

东滩煤矿3306工作面开采地表移动变形规律分析

工作面开采时,为了解工作面上方区域地质采矿条件下地表移动变形状况,通过建立地表移动观测站的方式获得观测数据,并通过数据进行分析计算地表移动范围大小和位置的参数以及地表动态移动与变形的参数;根据实测下沉值,拟合下沉系数、水平移动系数等进行预计、分析,研究地表最终移动与变形值的大小及分布规律。     

村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的沉陷影响研究

我国村庄等建筑物下压煤情况非常常见,为减少巷道的掘进长度、保证采区规划的方正与规整性、尽早出煤获得经济效益,许多矿井将开拓或准备巷道布置在村庄等建筑物的保护煤柱内。为解决村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的地面沉陷预计问题,提出将概率密度函数法用于建(构)筑物保护煤柱内巷道布置的地表沉陷预计中,同时对保护煤柱内巷道布置完全垮塌后地表下沉率、拐点偏移距等参数选取问题进行了探讨,并借助Matlab程序平台对巷道布置的地表移动变形进行了研究。研究及工程应用表明,概率密度函数法及极不充分采动条件下的巷道布置地表沉陷参数选取体系适用于村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的地表沉陷预计工作|结合砖混结构房屋建筑的极限拉伸变形值研究成果,得到保护煤柱内三条巷道布置的地表最大沉陷值约为双巷布置的1.24倍。     

黄土沟壑区地表移动变形特征分析

黄陵矿区一号煤矿302、303工作面开采进行的地表移动观测结果表明,采动引起黄土沟壑区地表移动变形剧烈,在活跃期内地表下沉达到最大下沉值的97%,地表移动伴随较大的台阶裂缝非连续变形破坏,地表移动期短,移动角值较大,下沉系数和水平移动系数较大。分析观测结果表明,垂直裂隙发育的厚湿陷性黄土及沟谷梁峁特殊地形,导致煤层覆岩移动变形在传递到土层后快速沟通黄土层中的垂直裂隙形成地表裂缝,在山体重力作用下,引起山体滑移加剧了地表台阶式裂缝破坏程度,导致下沉系数和水平移动系数增大。依据分析结果,建立了地表最大水平移动和水平变形的预计模型。     

新三矿村庄保护煤柱充填开采地表移动变形预计分析

为研究村庄保护煤柱膏体充填开采后地表变形对建筑物的破坏情况,以冀中能源峰峰集团新三矿为例,运用概率积分法对新三矿西赵庄保护煤柱采后地表移动变形进行计算.为了使计算结果更加接近实际,对开采沉陷预计参数进行了详细分析,重点研究了膏体充填开采工作面沉陷量对下沉系数的影响.根据计算结果,绘制了地表下沉等值线图、地表倾斜等值线图和水平变形等值线图.经计算,地表变形值均在Ⅰ级破坏范围以内,对地表建筑物影响轻微,可以正常使用.     

基于Matlab的山区急倾斜煤层开采沉陷预计系统

为研究山区条件下急倾斜煤层开采对地表移动变形的影响,基于Matlab编程语言,将皮尔森Ⅲ型公式法与山区地表移动预计模型进行叠加,开发出了具有多项功能的开采沉陷预计系统,并对其适用性进行了验证。该系统的主要特点为,利用地表高程点对山区地表进行曲面二元多项式拟合,基于地表曲面函数有效解决了任意点倾斜方向角、倾角、地表特性系数、影响半径等重要参数的获取问题,减少了前期数据准备的工作量。将甘肃某矿区急倾斜煤层开采相关参数代入预计系统进行计算及绘图,并与实际观测值进行了对比分析。结果表明:在下沉值和走向移动值预计中,约有86.8%的点位所处区域的地表变形符合实测值的凹形发展趋势,可有效反映矿区变形特征;而在倾向移动值预计中不符合实测值的发展趋势,是因为系统的预计误差受到地表曲面拟合精度及矿区实际条件制约,应采用更精确的矿区参数进一步验证。该系统对于山区急倾斜煤层开采所引起的地表移动变形预计具有一定的参考价值。     

厚冲积层下薄煤层开采的地表移动规律研究

本文根据里彦煤矿16306工作面地表移动观测站的观测数据,计算出其变形值,并绘制了变形曲线图,求得了适用于本矿区的概率积分法预计参数,分析了厚冲积层下开采16上煤的地表移动特点:下沉系数大;地表下沉盆地陡峭,盆地边界范围大;地表移动过程快,且影响距离远;活跃期剧烈且集中,地表移动初始期短,活跃期比较剧烈,活跃期的下沉量占总沉降的90%,衰退期比较长等。     

特厚煤层充填开采对地表村庄的影响研究

随着煤炭资源的不断开发,"三下"(建筑物下、水体下、道路下)压煤问题越来越突出,充填采煤法成为"三下"压煤开采的有效方法。基于公格营子矿特厚煤层似膏体充填开采实践,通过充填开采地表沉陷实际观测和地表移动变形的预计分析,结合地表建筑的受损等级标准,就充填开采对地表村庄的影响进行了研究。结果表明,似膏体巷式充填开采控制地表下沉的效果良好,地表沉陷下沉系数为3.5%。特厚煤层全部充填开采后,村庄范围地表移动变形不明显,将不会影响村庄范围内的建筑物正常使用。     

地表移动盆地内任意点下沉值的预计

用下沉积分网格图来预计地表移动盆地内任意点的下沉值,在国内外有关杂志上已有所介绍。本文针对此问题,以《几何理论》预计地表变形的理论为基础,提出预计地表移动盆地内任意点下沉值的下沉积分网格图的原理,绘制和使用方法。     

基于MapX的概率积分法预计模型的边缘修正

概率积分法是具有深厚松散层的矿区进行地表移动变形预计的主要方法.就采用概率积分法预计的下沉盆地边缘区收敛过快问题,提出采用边缘修正方法予以改进.并利用MapX控件以及VB.NET实现了地表移动盆地预计下沉曲线的边界修正.通过大量的实测曲线与预计曲线对比,证明了这一方法是有效的.     

1110_204工作面开采后地表变形预计分析

工作面开采后由于上覆岩层的移动,会对地表变形产生影响,为深入研究1110204工作面开采后的地表变形情况,采用概率积分法对地表变形进行预计,根据地质采矿条件确定地表变形预计所需要的各个预计参数,将预计结果进行可视化,分析地表的下沉值、倾斜值、曲率值、水平移动值和水平变形值。预计结果显示,最大下沉值为2 500 mm、倾斜值为16 mm/m、曲率值为0.16×10-3/m、水平移动值为850 mm和水平变形值为8 mm/m。     

充填开采上覆岩体内部预计参数研究

为了准确预计风井井筒的采动变形,需要获得矿区充填开采岩体内部概率积分法的预计参数。采用数值模拟的研究方法,对充填开采引起的岩体内部移动进行了观测,获得了变形预计参数的变化规律。研究结果表明:充填开采的地表下沉系数、水平移动系数比垮落法开采分别增大了0.62%、10.03%,主要影响角正切值减小了33.86%;充填开采的岩体内部下沉系数随覆岩高度的减小而增大;水平移动系数随覆岩高度的减小呈现先减小后增大的趋势;主要影响角正切值随覆岩高度的减小而减小。充填法与垮落法开采的地表变形预计参数并不相同,岩体内部下沉系数的变化幅度受岩层的岩性和层位影响较大,主要影响角正切值的变化幅度受岩层岩性和层位影响较小。     

厚松散层下开采高度对地表移动的影响规律研究

以赵固二矿地质采矿条件为背景,通过构建数值模型,研究了巨厚松散层地质采矿条件下采高对地表下沉及水平移动特征、地表主要移动变形参数的影响。结果表明,随着采高的增加,地表最大下沉及水平移动值逐渐增大,水平移动范围显著增加,同时得出地表最大下沉值及水平移动值与采高成线性增长关系,而地表下沉系数及水平移动系数与采高成对数增长关系,并分别拟合出了地表下沉值、地表水平移动值、下沉系数及水平移动系数与采高之间的经验公式。     

重复采动条件下地表移动变形规律实测研究

为了揭示重复采动条件下地表沉陷变形规律,凤凰山煤矿在154309工作面上方建立了地表移动观测站。通过对岩移观测资料的分析研究,给出了重复开采时地表沉降曲线,获得了该地质采矿条件下地表移动变形预计参数和岩移角值,探讨了重复采动条件下地表移动变形特征。研究认为,重复采动条件下地表沉陷变形剧烈,下沉盆地陡峭,变形分布集中,地表下沉系数大,采动影响范围大。地表动态变形剧烈,下沉速度快,最大下沉速度为143.4mm/d,地表移动持续时间较短,活跃期约占地表移动持续时间的30.7%,其下沉量占地表总沉降量的96.3%。     

预计参数对开采沉陷的影响研究

随着煤炭资源的开采,开采沉陷所引发的环境破坏问题日益严峻。如何建立准确的开采沉陷预计模型至关重要。基于MATLAB平台开发了开采沉陷动态预计系统,结合工程实例分析了下沉系数、主要影响半径、开采速度这3个预计参数对预计结果的影响。研究表明:下沉系数增大,地表下沉盆地陡峭,水平移动距离与曲率也随着增大;主要影响半径增大,地表下沉范围增大,下沉曲线的拐点不变,而主要影响半径减少会使开切眼与终采处地表倾斜值和曲率值在小范围内急速增大,对地表扰动影响较大;加快开采速度,利于减少地表的移动变形量,从而减少采动对地表的影响。     

基于递减步长果蝇算法的概率积分法修正模型反演

由于标准地表移动观测站限制较多,提出布设非主断面地表移动观测站来获取更多的采空区地表实测资料;为了更好地利用实测数据来反演地表移动变形参数,提出基于实测下沉数据的观测点定权方法;针对概率积分法在采空区边缘预计精度较差的问题,引用概率积分法修正模型并利用递减步长的果蝇算法对模型参数进行反演,利用反演得到的概率积分法修正模型参数计算各观测点的拟合值并与实测值进行对比验证,结果表明递减步长果蝇算法对概率积分法修正模型参数的反演具有适用性,有助于提高利用非主断面地表移动观测站实测数据反演地表移动变形参数的精度,对研究特定工作面开采上方地表的移动变形规律具有积极作用。     

厚煤层膏体分层充填开采地表移动变形规律研究

为探究厚煤层膏体分层充填开采地表移动变形规律,以古城煤矿1305工作面为研究对象,采用理论分析、参数计算及地表下沉预计等方法,基于等价采高理论建立了适用于膏体充填开采的等价采高模型,修正了非充分采动条件下的膏体充填开采预计参数,预计并揭示了厚煤层膏体分层充填开采后的地表移动参数变化规律。结果表明：膏体分层充填开采后地表最大下沉值270 mm,地表建筑物损坏等级在Ⅰ级允许变形以内,保证了地表建筑物的正常使用,为类似膏体充填后地表沉陷预测提供借鉴。     

陕北风积沙区超长工作面地表移动变形特征研究

为研究风沙地貌超长工作面开采地表移动变形影响，对陕北柠条塔矿S12002工作面进行长期、系统的地表变形监测，研究结果表明：陕北风积沙区超长工作面地表变形具有下沉响应快、边界下沉收敛迅速、地表下沉呈非连续性震荡波动、地表开切眼处损伤严重等特点，其中最大下沉系数0.59,最大下沉量2442.4 mm,最大水平移动值832.3 mm,最大下沉速度354 mm/d,活跃期下沉量占总下沉量96%,该地区具有明显的高强度开采损害特征；下沉系数与工作面地质采矿条件参数存在一定相关性，研究成果丰富了西部风积沙区超长工作面地表变形特征研究数据。     

采深对地表移动变形影响的实测研究

本文对淮北矿区童亭煤矿322工作面和临涣煤矿1095工作面地表移动观测资料进行了对比分析，并采用UDEC软件就采深对地表下沉的影响进行了数值模拟研究。结果表明：在地质采矿条件相似、采宽接近的情况下，随着采深的增加，地表下沉系数减小，地表其它各项移动变形值也减小。     

吕沟煤矿村庄下采煤采动影响预计及评价分析

吕沟煤矿九区段-245 m水平以下村庄压煤较多,为了合理解决村庄下采煤问题,根据矿井的地质条件等因素,利用概率积分法对利用顺序开采和跳采方法时地表下沉值和水平变形值等参数进行预计,对比分析2种开采方案开采对村庄的影响和危害程度后,确定了村庄下开采方案,并提出注意事项.