松散层在埋深中占比对地表移动变形特征的影响

为了研究松散层在埋深中占比对地表移动变形特征的影响,以赵固矿区地表移动观测数据为基础,研究了松散层占比对地表下沉特征、地表最大下沉速度、地表最大下沉速度滞后距以及地表不同阶段移动持续时间的影响。结果表明在厚松散层条件下,松散层在埋深中占比增大3%,地表下沉系数由0.67增大到0.96,增大近43.3%;地表最大下沉速度系数由1.26增大到1.49,增大近18.4%;地表最大下沉速度滞后距由188 m缩减到97 m,缩短近48.4%,最后通过数值模拟,得出松散层占比对地表移动的一般性规律,并拟合出适合该地质条件的主要移动参数预计公式。     

相邻采空区影响下厚黄土矿区采煤沉陷规律研究

为研究相邻采空区厚黄土层采煤地表移动变形规律,以燕家河煤矿8211工作面地表移动变形实测数据为基础,分析研究了静态和动态地表沉陷变形特征、移动角参数、动态参数和预计参数。结果表明:由于相邻采空区残余变形和厚黄土层荷载作用,地表下沉量大,移动影响范围广,最大下沉速度系数为1.638,最大下沉速度为31.8mm/d。在地表移动持续时间中,活跃阶段约占总时间的38.7%,地表沉陷量约占最大下沉量的95.9%,受厚黄土层影响,衰退阶段持续时间较长;工作面启动距为100m;工作面最大下沉速度滞后距为224.3m,滞后角为67°46′;走向和倾向拐点偏移距分别为-92.5m和197.2m。     

基于采动充分性的地表动态下沉预计方法

井工开采及其对地表附属物的影响是一个动态过程,目前常用的采动影响预测多为静态结果,难以准确评价受护对象的影响程度,科学预测采动影响范围及程度对指导工程设计与受护对象防护具有重要的实际意义。在分析国内外动态预计方法的基础上,将现有动态预计方法依据其建立方法和思路分为时间函数法、速度函数法和下沉折减法3类,分析了这些方法的优势和局限性。分析了随开采充分性变化地表下沉速度的分布特征,通过对4个工作面近水平开采条件下地表移动的长时间观测与理论分析,提出了开采过程中地表最大下沉速度的计算公式,避免了因观测时间间隔差异引起测得地表下沉速度不准确的问题,分别建立了起动距、超前影响距、最大下沉速度滞后距与工作面推进速度的动态关系;提出了走向主断面包含开采充分性的地表下沉速度的分布函数和走向主断面动态下沉预计方法。采用建立的动态下沉预计方法,对神东补连塔矿地质开采条件下地表动态下沉进行了预计分析,并与主断面实测下沉数据进行了对比验证,结果表明,当工作面推进速度变化不大时,所用方法平均相对误差为2.1%,具有较好的预测精度;建立的动态下沉预计方法弥补了以往研究成果对开采初始阶段研究的不足,比建立在充分采动区单点移动全过程的预测模型更为可靠。     

厚松散层下开采地表动态移动参数研究

针对厚松散层覆盖地区地表动态移动变形剧烈的现象,首先分析了松散层深部黏土与基岩在力学性质方面的差异,进而对地质和采矿技术因素进行线性相关性分析,然后运用多元线性回归预计模型对厚松散层动态移动参数进行回归分析,最后验证了预计模型的有效性和准确性。结果表明:由于深部黏土和基岩的强度差别较大,势必造成在厚松散层覆盖地区地表移动变形剧烈;影响地表最大下沉速度滞后角正切值的主要因素是煤层上覆岩层的岩性强弱,而地表最大下沉速度的影响因素主要是工作面的开采强度;厚松散层地表动态移动参数的预计模型与实际吻合程度较好,预计结果合理可靠且具有较高的预计精度,能够对厚松散层地区地表构筑物的保护和治理措施的制订提供参考依据。     

五沟煤矿首采工作面地表移动规律研究

通过对五沟煤矿1013首采工作面地表移动观测站的观测、数据处理和分析,分别求取了角量参数、动态参数和预计参数,分析了在厚松散层、快速推进等高强度开采条件下,下沉系数大、盆地边界范围大、内侧下沉盆地陡的基本原因,初步掌握了五沟煤矿厚松散层条件下的地表移动与变形规律,为矿井开展"三下"采煤与土地复垦提供了科学依据.     

厚松散层煤层开采地表动态移动变形特征研究

为控制地表沉陷保护地表建筑物,以赵固一矿11011工作面的地表移动变形的实测数据为基础,分析研究了厚松散层条件开采下,地表下沉曲线的动态变化、地表最大下沉速度、地表移动变形持续时间及最大下沉速度滞后情况。结果表明:由于上覆厚松散层土体结构松散、几乎无承载能力,地表下沉量变化较大,地表下沉速度较大,最大值为24.5 mm/d、下沉剧烈且地表下沉的范围增加较明显,在充分采动的情况下,预计其地表下沉系数大于1。在地表移动持续时间中,活跃阶段约占总时间的53.4%,而下沉量占总下沉量的91.3%,因厚松散层土体固结的原因引起的衰退阶段虽然下沉量小但持续时间较长;工作面最大下沉速度滞后距为182 m。上述结果表明厚松散层地区煤层开采,地表呈现受采动影响敏感、下沉速度大、下沉剧烈、下沉系数大和地表移动衰退时间长等特征。     

地表下沉的动态盆地计算

利用地表移动短期预测站的工作原理，提出了地表下沉盆地的动态盆地的计算方法。这一方法可利用下沉的最终盆地，开采工作面的推进速度以及移动盆地的最大下沉速度滞后角参数，进行地表下沉盆地的动态预计。     

厚松散层大采深下采煤地表移动规律研究

为研究淮南矿区巨厚松散层大采深下采煤地表移动规律,对松散层厚400 m、采深500 m的某矿11118工作面地表沉陷实测数据进行了分析,得出了厚松散层大采深下采煤地表移动静态、动态规律和地表移动参数.结果表明:淮南矿区厚松散层大采深下采煤地表下沉曲线具有走向、倾向的双向对称特征;走向边界角、上、下山边界角很小且三者相等为35°;地表移动盆地边界收敛缓慢,出现长距离缓慢下沉带,建筑物受损轻微;采空区上方地表下沉集中且地表移动变形值大,建筑物损坏严重;同等开采条件下,厚松散层下单工作面采煤地表采动程度较一般开采条件下高,易接近或达到充分采动状态.     

巨厚松散层下煤层开采地表移动规律研究

为了研究巨厚松散层下采煤对地表沉陷的影响,以赵家寨煤矿地表移动观测数据为基础,研究了巨厚松散层地质采矿条件下采煤对地表沉降特征、地表最大下沉速度、地表最大下沉速度滞后距以及地表不同阶段移动持续时间的影响,结果表明在巨厚松散层条件下开采,地表下沉系数偏大,接近于1,主要影响角正切值偏小,地表移动范围较大,拐点偏移距较小,地表最大下沉速度滞后距较小,最后得出在巨厚松散层下开采,地表显现出下沉速度加快,活跃期延长而衰退期缩短,地表残余变形减小并且稳定快等特征。     

特厚松散层大采深条件下地表移动规律实测研究

为了研究特厚松散层大采深开采条件下地表移动规律,通过地表移动实测分析,得到了地表移动的角量参数和概率积分法预计参数。特厚松散层大采深条件下地表移动规律的主要特征为:地表移动盆地范围大,变形缓慢,比薄松散层开采条件下主要影响角正切小;但地表起动距偏小(0.05H0),移动周期短(T=0.62H0小于2.5H0),活跃期短,最大下沉速度仅为2.28mm/d。     

综放开采下厚表土层移动规律研究

为研究厚表土层在综放开采条件下的移动规律,在长治矿区高河矿W1303工作面建立了地表岩移测站。通过对实测数据的分析得出了最大下沉点位于采空区上部Z29,Z30,Z32测点,并得出了一系列上覆岩层的移动角参数。通过理论分析,得出在综放开采条件下上覆岩层的移动变形表现形式分为前期和后期两种。同时得出影响上覆岩层移动的主要因素有上覆岩层岩性、关键层的位置及作用、开采尺寸、工作面推进速度及顶板管理情况等。并结合FLAC3D数值模拟软件分别模拟了表土层厚度为140、190、240 m在回采过程中的地表移动规律,得出了表土层厚度为190 m与实际地表层厚度为189.43 m的移动规律相符。因此针对厚表土层在综放开采条件下的岩层移动规律的研究可为长治矿区矿井建设提供一定的参考价值。     

厚黄土区大采高一次采全高地表移动变形规律

厚松散层下大采高一次采全高工作面开采强度大,回采率高,地表沉陷变形和岩移参数有其自身特点和规律。为研究大采高工作面地表移动变形规律,在王庄煤矿8101工作面上方设置了地表移动观测站。通过对观测资料的分析研究,揭示了厚黄土覆盖区、厚煤层一次采全高条件下地表沉陷变形特征,获得了该地质采矿条件下地表岩移预计参数和各种角值参数,分析了地表裂缝的发育、分布特征、裂缝宽度和深度等规律。与综放开采条件下的观测成果相比,大采高一次采全高工作面地表移动变形更加剧烈,沉陷过程在空间上和时间上更加集中,对地面建构筑物的影响更为显著。     

深厚表土薄基岩综放工作面地表沉陷与冲击地压联动效应研究

结合新巨龙矿井深厚表土薄基岩综放工作面冲击地压防治问题,开展深厚表土层地表沉陷与冲击地压联动效应的实测研究。研究表明:深厚表土薄基岩首采综放工作面地表沉陷启动距约为114 m,仅为采深的1/7,远小于一般采场的启动距(1/4~1/2)倍采深。当地表进入充分采动阶段后,地表沉降速度与冲击地压存在明显的联动效应:地表沉降速度开始迅速增加时,工作面动压显现强烈;地表沉降速度迅速增加一般超前工作面动压显现。综合分析微震和地表沉陷数据,验证了岩层运动、地表沉陷与冲击地压发生具有一定相关性,可作为冲击地压预警的辅助参考。     

厚煤层综放开采覆岩移动规律数值模拟分析

为了掌握高河矿综放工作面上覆岩层移动规律,为工作面布置及“三下”开采提供参考,结合高河矿E1302综放工作面地质情况,采用数值模拟方法,对工作面地表移动、上覆岩层移动及岩层破坏特征进行模拟分析。研究表明:岩层移动在基岩内衰减较为明显,在松散层内近似整体沉降,厚基岩具有一定的控制地表沉陷变形的能力;导水裂缝带发育髙度最大约为140 m,裂高采厚比为20;综放开采强度大,地表的沉陷变形值增大,地表裂缝增加,从而导致地表下沉系数增大。     

厚松散层大采高开采地表移动变形规律研究

针对神东矿区工程地质条件,构建了上湾煤矿地表移动观测站,选取了该矿12401工作面近1年地表移动观测数据,根据解析法计算工作面岩层移动角值参数,并运用FLAC3D对地表下沉及水平移动进行数值模拟。结果表明:地表下沉量与覆岩岩性成正比,下沉速度与覆岩岩性成反比,在厚松散层工程地质条件下,基岩离层被压密,岩体结构被破坏,造成地表下沉量和下沉速度增大,地表移动变形对矿区建筑物造成影响和损坏,衍生为地质灾害的诱导因子,当开采综合边界角为60°时,可减少地表移动范围,降低矿区地质灾害发生。     

基于地表沉陷控制的厚松散层薄基岩下工作面开采方案优化研究

针对厚松散层薄基岩下工作面开采将影响临近地表建筑物安全的问题，结合周边矿井地表沉陷实测成果，研究确定了工作面开采地表沉陷预计参数，并采用概率积分法对工作面未来开采对地表建筑物的影响进行分析，通过开采边界、局部采厚的调整确定了利于建筑物保护的工作面开采参数。结果表明：工作面全部开采或局部限厚均难以保证建筑物安全|工作面分别沿切眼方向、推进方向回缩44m、251m可满足建筑物保护要求。     

厚煤层综放开采工作面地表岩移实测分析

随工作面向前推进,采空区范围逐渐增大,上覆岩层因失去支撑而垮落下沉,沉降逐层传递,直至地表造成岩层移动。为研究掌握厚煤层综放开采条件下的地表岩移规律,本文以小峪煤矿8202工作面为例,结合理论、实测等方式,对厚煤层综放工作面上方地表岩层移动进行实测分析,为厚煤层采动影响下的地表沉陷控制提供数据支撑。     

厚黄土层薄基岩综放开采地表移动规律研究

通过对地表岩移观测资料的分析研究,获得了厚黄土层薄基岩综放开采条件下岩移参数和岩移角值,揭示了该地质采矿条件下地表移动变形的一般规律和特点。研究认为厚黄土层薄基岩综放开采条件下,地表移动变形在时间上和空间上更为集中,采空区上方地表下沉值大,煤层上方下沉值明显较小,地表下沉系数大,水平移动系数偏小,地表下沉速度快,地表沉降活跃期短,但活跃期的累计下沉量占总沉降量的比重高。     

基于概率积分法的非充分采动地表沉陷预计

根据邯郸矿区某矿工业广场下2103工作面非充分采动的技术条件,由工作面的宽深比对预计参数进行修正,采用修正后的参数按照概率积分法进行地表沉陷预计。由已推进部分造成的地面建筑物倾斜观测值的比较可以看出,参数选取合理。从地表变形规律可以看出,非充分采动的各种变形值都比充分采动要小,而煤层倾角则造成了下沉盆地向下山方向偏移,致使下山方向拐点处的建筑物损坏严重。     

Equivalent materials simulation experimental study on bed separations developing and mining subsidence in constant humidity and constant temperature conditions

A new experiment was made on the developing of bed separations and mining subsidence from Tangshan T2192 working face by equivalent materials simulation. The overburden deformation and the developing of bed separations with working face advancing was simulated by a new model. The results show that the maximum value of bed separations moved forward gradually along with the working face advancing; the maximum value of bed separations is 0.31∼0.50 times of mining thickness. The key strata have a great influence upon surface subsidence during the overburden movement process. The mechanics parameters of new experiment are fitted with results in fields perfectly. Supported by The National Natural Science Funds Committee(50174035)