矿区铁路开采沉陷预计及治理专家系统研究

矿区铁路下开采引起地表及铁路变形，可导致矿区铁路无法正常运营甚至出现行车事故，为此，研究开发了铁路沉陷预计及治理专家系统，本系统可通过人机交互方式，对地表及铁路的变形进行预计，并输出铁道线路及道岔的维措施。     

坐标法测设岔心在铁路站场施工中的应用

铁路线路平面由直线和曲线组成,直线测定方法很多,如穿线交点定线、直接定交点定线、拨角定线等,曲线测定方法也很多,如切线支距法、偏角法等。铁路站场由正线、站线和其他线组成,它们之间通过道岔联接。站场内线路(含道岔岔心)均可采用上述方法测量放线。而对于咽喉区岔心测设,若采用上述方法则现出较大局限性。鹤煤(集团)公司十矿铁路站场线路全长3.8km,道岔8组,其中南部咽喉区道岔6组,均为单开9号道岔,辙叉角相同,平面布置如图1所示。下面我们用线路测设中常用的拨角法同坐标法作一下比较。图1平面布置图1偏角法与坐标法的比较1.1拨角法…     

坐标法测设岔心在铁路站场旋工中的应用

铁路线路平面由直线和曲线组成，直线测定方法很多，如穿线交点定线、直接定交点定线、拨角定线等，曲线测定方法也很多，如切线支距法、偏角法等。铁路站场由正线、站线和其他线组成，它们之间通过道岔联接。站场内线路(含道岔佾心)均可采用上述方法测量放线。而对于咽喉区岔心测设，若采用上述方法则现出较大局限性。     

矿区专用铁路开采沉陷预计及治理系统研究

在矿区铁路下进行放顶煤开采所引起的地表及铁路的变形量大，变形速度快，从而导致矿区铁路维护困难。如果在开采前及开采过程中对地表及铁路的变形预计不准确，维修措施不当，将无法保证矿区铁路的正常运输，甚至出现安全行车事故。为此，研究开发了综采放顶煤条件下铁路开采沉陷预计及其治理系统，该系统通过对地表及铁路的变形进行较为准确的预计，可提出铁路线路及道岔的维修治理措施。     

磁莱铁路下采煤预计与开采验证

从地表移动的基本原理出发,论述了磁莱铁路下压煤的可采性,通过对实测资料与变形预计相比较,摸索出了深部煤层铁路下冒顶开采地表变形的规律及线路移动规律.提出了较为合理的预计计算参数,证实了铁路下深部冒顶开采试验是成功的,为以后安全开采铁路下压煤提供了可靠的依据.     

浅谈矿区铁路单开道岔病害原因及整治

单开道岔构造复杂、行车安全性低、养护维修投入大,与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节,保持道岔的良好状态,是线路安全行车的保证。本文根据焦化站场道岔发生的病害,分析道岔病害成因,并针对性地采取整修措施。     

铁路道岔整体稳定性控制

保证矿区铁路道岔整体稳定性和技术标准是线路维修和养护过程中的一项重要工作，分析了道岔在使用过程中出现病害的原因、变化规律及影响道岔稳定性的因素，提出相应的整治措施，使道岔整体稳定性得到了很好的控制，提高了道岔整体技术状态。     

抚顺东露天矿68站的改型优化

抚顺东露天矿目前采用的主要开拓方式为铁路开拓,开采工艺为单斗挖掘机-铁道开采工艺,63站是东露天矿的大型站场,每年需要跟随采区向北移动80 m左右,每次移设工程量巨大,因此,对63站进行一次性中长期移设至关重要。     

采动影响下铁路隧道病害分析与治理技术研究

铁路专用线是煤矿主要的配套运输设施,煤矿采动影响会改变线路的运营条件,特别是铁路隧道的变形或破坏会危及列车的安全运行。为了在煤矿开采过程中监测工作面开采对铁路专用线的影响程度和确保专用线列车的安全运行,以山西寺家庄铁路专用线隧道受开采工作面影响为例,采用概率积分法对受采动影响的寺家庄铁路专用线及南岭山1号隧道进行地表及移动变形预测,将预测结果与实际移动变形数据进行对比分析,分析了专用线铁路隧道出现开裂、变形、错缝等病害的主要原因和直接原因等病害机理,并针对其出现的病害特征,提出了相应的整治技术及维修方案。     

煤炭铁路道岔施工导向滑轮滑移方向控制分析与优化设计

在煤炭铁路升级施工改造过程中,重点运用到道岔施工导向滑轮,但在施工过程中经常会出现导向滑轮出现滑移方向控制失效问题,经过现场考察,对道岔施工导向滑轮失效原因进行了研究,并对铁路道岔施工导向滑轮结构进行了优化设计,为煤炭铁路道岔施工提供了方便,更为保证铁路运输线路安全做出了贡献。     

煤层开采地表移动过程的FLAC3D模拟研究

为减少现场布置大量测点来观测煤层开采地表移动全过程,采用FLAC3D软件模拟分析了煤层地下开采引起的地表移动过程,认为采用沿煤层走向方向每开挖2 m长度计算50步的方式可实现煤层的走向长壁开采,并对某一煤层进行了模拟开采,在模型的上表面经过开采中心点沿走向和倾向剖面线上共布置了36个下沉量和位移速度测点;得出主断面最大下沉量为94 mm,各监测点下沉量及位移速度与计算步数之间的关系曲线符合改进的地表移动Knothe时间函数曲线。     

矿区铁路线下采煤优化设计的数值方法

 开采沉陷预计是煤炭开采过程中不可缺少的部分,为了研究工作面开采时铁路线地表移动,解决实际开采过程中可能出现的安全隐患,以某煤矿为原型,运用FLAC3D数值模拟软件,通过岩样力学参数初始值,利用两轮均匀实验设计,依据该煤矿已有的采区地表沉陷监测数据,建立采区数值计算模型,对工作面上方受开采影响的铁路线进行了数值模拟研究与预计。采用相同地质参数模型研究与分析附近工作面在三种不同开采设计方案下,对新建跨铁路桥的影响程度,从而推出最佳的开采方案,为铁路线与跨铁路桥的安全运营提供有力的保障,也为铁路桥下的安全采煤提供了一定的科学依据。     

常村煤矿铁路下采煤可行性技术方案研究

在常村煤矿南三采取范围内,郭庄煤矿铁路专用线斜穿采区两个综采工作面,由于综放面开采强度大,煤层回采后地面将出现一定的沉陷变形,势必给铁路专用线的安全行车带来一定隐患。通过对地表沉陷、采动影响、经济效益的分析,确定了常村煤矿铁路下采煤可行性方案。     

基于随机介质理论的地下开采对公路、铁路的影响研究

基于随机介质理论,采用地面变形移动程序GSM,以沉降、倾斜、曲率、水平位移为综合判定指标,运用地质绘图软件SURFER对地面变形结果进行后处理,得出直观描述地面变形的等值线,预测了公路、铁路的变形移动结果。通过分析发现,开采造成的公路、铁路变形移动值小于规定值,地下矿体的开采不会影响公路、铁路的正常运营。结合公路、铁路预测变形结果,编制了相应的监测方案,为矿山安全开采提供了理论指导。     

大采深厚松散层开采地表沉陷特征

基于地表沉陷的观测数据,分析了极不充分开采移动和动态下沉特征,计算了极不充分工作面开采程度和下沉盆地的范围,详细描述了极不充分开采地表变形以及拐点位置。表明大采深厚松散层开采条件下,在上山方向下沉盆地的边缘即使下沉值很小,也会产生较大的水平移动;极不充分开采时地表下沉盆地十分平缓,且位置偏向上山方向;下沉盆地的拐点位于煤柱的上方而非采空区上方。对于指导相似地质条件下开采,解放建筑物下压煤具有较大的实用价值和指导意义。     

基于沉陷对称特征的近水平煤层开采InSAR三维位移反演模型

利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术进行煤矿开采沉陷监测时,所获得的雷达视线方向(LOS)位移是地表点垂直向、南北向、东西向三维位移的矢量叠加。将LOS向位移分解为地表下沉及沿工作面走向和倾向水平位移,是研究开采沉陷规律和获取地表移动参数的基础。目前,基于 InSAR LOS位移反演开采沉陷三维位移的主要方法有:利用不同轨道卫星的三幅SAR影像建立LOS位移方程组来求解三维位移分量;根据开采沉陷预计模型将地表水平位移视为下沉的关联函数,由单幅SAR影像来解算下沉及水平位移;或者直接忽略水平位移的影响,将 LOS向位移投影为下沉分量。本文在分析上述方法局限性的基础上,根据近水平煤层开采地表下沉和水平位移关于移动盆地主断面对称的基本特征,建立地表移动盆地对称点上多期InSAR LOS向叠加位移的几何方程组,并对该方程组进行叠加和差分处理,导出LOS向位移反演开采沉陷三维位移的函数模型。在工作面推进过程中,由于地表移动具有滞后性,使得动态沉陷盆地中心偏向开切眼一侧,本文依据移动盆地中央地表下沉达到最大且水平位移趋近为零的特征,基于相邻像元LOS向位移进行叠加和差分,自动搜索出地表移动盆地的动态中心位置,从而实现工作面推进过程中地表动态三维位移的分解。基于Matlab平台对上述三维位移反演模型进行了算法实现,并利用多期InSAR 实测数据进行了模型验证,其下沉和水平位移反演结果与实测资料较为一致,明显优于忽略水平位移而直接分解地表下沉的方法。上述模型能够用于近水平煤层开采地表移动稳定后和动态移动过程中InSAR监测的三维位移分解,具有较好的普适性。     

Study on the forecasting and maintenance system of special railway subsidence in mine area

The fully mechanized caving coal mining under the railway in mine area will result in difficulty maintenance of railway because of great distortion and subsidence speed of ter-rene and railway. If the subsidence forecasting is incorrect and maintenance measure is not suitable in the preceding and the process of mining, the normal operation of the railway in mine area will not be ensured and perhaps the safety accident will be resulted. The railway subsidence forecasting and maintenance system for fully mechanized caving coal face are studied and developed in this connection. Based on the accurate subsidence forecasting of the terrene and railway, the maintenance measure for track and switch turnout in railway is put forward in this system.     

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。     

厚煤层综放开采地表下沉速度观测研究

为了取得厚煤层综放开采地表下沉速度等参数,通过建立地表移动观测站,对厚煤层综放开采引起的地表沉陷情况进行了观测,分析了厚煤层综放开采条件下地表下沉特征,得出了地表下沉系数为0.91;起动距50~60 m,为采深的1/5~1/6;超前影响距为183 m。在此基础上,得出了地表最大下沉速度及最大下沉速度滞后角分别为51 mm/d和76.3~78.3°,表明该区域厚煤层综放开采条件下地表移动剧烈、地表下沉速度快、起动距偏小等特点。     

重载铁路压覆煤炭资源综合利用技术

随着铁路的不断发展,铁路压煤问题成为“三下”采煤新的问题,开采这部分矿产资源成为生产中亟待解决的问题。以冀中能源集团邢台矿区铁路下开采为例,采用能够较好处理岩体工程中各种复杂非线性问题的ABAQUS软件,模拟了地表沉降的复杂非线性过程,得出了地表位移与移动速度和开采距离之间的关系,较准确地预测了地表沉降规律。以此为基础,分析了铁路路基沉陷与列车荷载之间的耦合关系,提出了列车通过采空区地段的安全措施,保证了铁路工程在开采条件下的稳定,达到了充分利用地下矿产资源、解决制约煤炭产业发展的后备资源不足问题的目的。