金属矿山开采地表岩移的灰色预测模型

金属矿山地表岩移受许多因素综合影响,从而导致开采过程中引起的岩移变化表现出复杂性和非线性特征。灰色系统的GM(1,1)模型是一种预测模型,包括数列预测、灾变预测、拓扑预测。矿区地表岩移的实测数据是时间序列数据,通过检验和残差修正,可得到符合该时间序列数据的GM(1,1)预测模型。以某金属矿区最大沉降GPS监测点为例,计算模型参数,建立相应的灰色微分方程模型,并对该模型的计算结果进行检验,对比实测值与模型计算值,发现该模型误差小、精度高,可用其对该地区未来地表岩移的发展变化进行预测。     

地表岩移观测站采空区上方沉降规律研究及应用

主要围绕监测站的设计目的与沉降监测技术获取的外业数据进行分析,研究了控制点和监测点选取的具体位置布设要求,计算出了相应的特征参数,利用监测数据分析了采空区上方地表的沉降规律与工作面开采位置的关系。     

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。     

综放开采宽条带工作面地表移动观测研究

亭南煤矿应用宽条带开采方法开采了101、103、109、111、113等5个工作面,同时进行地表移动观测获取了相关数据,给出了亭南煤矿地质采矿条件下大采深极不充分条带开采应用于建筑物下开采的关键参数和地表移动变形基本规律,为亭南煤矿乃至彬长矿区今后建筑物下条带开采提供了参考依据。     

深部开采地表沉陷规律研究分析

结合实例,通过对煤矿深部开采地表下沉与采动程度关系的分析,揭示了开采深部单一工作面下地表变形特征和深部开采较大采区的地表变形特征,最后得到了深部开采较大的地表变形规律。     

煤矿开采沉陷区地表与建筑物变形探讨

在分析采空区上部岩体结构破坏特征、地表移动变形及其对上部建筑物影响的基础上,提出了有效吸收抵抗采空沉陷区地表不均匀沉降及建筑物结构抗变形的设计思路,简要阐述了采空区建筑物地基与基础协同工作,并且对上部结构的构造措施提出相关建议。     

山东龙口煤矿建筑物下条带开采初步探讨

在龙口矿区现有采空塌陷实测资料情况下,运用数理统计方法寻找移动参数与开采条件的本质联系,对地表移动变形进行了控制分析,并求出条带开采法的采取煤柱宽度.根据英国Wilson的煤柱强度计算公式,计算了在不同安全系数下的留设煤柱宽度,对矿区建筑物下条带开采进行了初步设计.     

大倾角煤层开采岩移基本规律的研究

针对南桐矿务局南桐煤矿大倾角煤层的复杂条件 ,运用实验室相似模型试验和基于显式有限差分基础上的FLAC程序 ,对南桐煤矿二井三区煤层开采引起的岩体移动、矿山压力分布和地表沉陷的基本规律进行了研究 ,所得结果对现场开采具有一定的指导作用     

浅谈煤矿开采塌陷区地表与建筑物的变形分析

本文主要研究了煤矿企业,在采矿时对矿藏采空区上部地层岩体的结构破坏情况,分析其主要的破坏特征,地表移动变化,及对上层建筑物的影响。依照具体的实际情况,针对其煤矿开采塌陷区的地表不均与沉降问题、以及建筑物的结构变形情况,提出具体的解决措施。对煤矿采空塌陷区内的建筑物和基础协同工作进行相应的表述,同时,针对其上层建筑整体构造提出一些建议和想法。     

软岩偏压隧道地表沉降规律研究

对云南省某软岩隧道监控实测数据进行了分析研究。根据研究结果,隧道进洞以后随着掌子面的推进,将地表沉降分为开始沉降阶段、加速沉降阶段、缓慢沉降阶段、稳定阶段。当隧道施工至监测断面前±10 m范围时,此时地表沉降速率最大,且该阶段的沉降变化量可达到最终沉降值的75%;随着掌子面继续掘进,地表进入缓慢沉降阶段,该阶段一般持续至掌子面穿过监测断面30 m处;之后地表稳定,沉降速率≤0.1 mm/d。该分析方法及结论可为类似工程提供借鉴和参考。     

软岩地层深部开采地表下沉分析

针对软岩地层深部地下大面积开采岩体移动变形预测问题,利用弹塑性力学理论建立了相应的预测分析理论模型。用所建立的弹性理论模型对某铁矿地表移动变形进行了计算分析,并将理论预测结果和实测资料进行了对比。文中用弹塑性有限元法分析了不同弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角等物理力学参数对地表下沉的影响;对软岩地层深部开采地表移动进行了计算分析。结果表明,弹性模量对地表下沉影响较大,而其他参数影响较小。结果表明,弹塑性力学方法适用于分析软岩地层大面积开挖岩体移动预测问题。     

煤层开采后覆岩破坏规律研究新方法

电阻率法动态监测技术是研究煤层开采后覆岩破坏规律的一种新方法 ,该方法通过在采煤工作面覆岩中预埋入电极传感器,动态、连续的观测工作面回采前后上覆煤岩体电阻率及供电电流,根据电阻率及供电电流的变化情况分析工作面煤层开采后顶板岩层破坏的形态,查明工作面开采后覆岩"两带"发育的动态变化规律,得到煤层采后顶板"垮落带"和"导水裂缝带"的发育高度。     

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。     

品字形房柱式采空区开采地表移动规律

榆神高速公路全长约88 km,路经5个煤矿采空区。采空区均由品字形房柱式开采而成,埋深介于10至120 m之间,房柱宽度和间距最小为6 m,最大15 m。采用FLAC3D对其中埋深较小的前阳湾煤矿采空区进行模拟,模型开采埋深为地表下17~20 m ,研究了品字形房柱式采空区地表移动基本规律、地表动态变形规律以及煤柱的受力情况等。关于房柱式采空区地表移动规律等的研究国内还未见报道,因此本文对以后类似工程具有一定的指导和借鉴意义。     

基于不明空区探测安石坑矿区地表岩移分析与安全对策研究

安石坑矿区历经逾30年的开采,井下形成一定规模采空区,虽矿体围岩稳固性较好,但矿区岩溶较为发育,局部岩石破碎、裂隙较发育。同时,早期矿井为了资源回收存在超挖现象,留设矿柱不规则,形成的采空区也较大。2019年9月底,矿区发生井下多中段采空区连续垮塌,并引起了地表沉降开裂。为了有效预防岩体活动造成的安全危害,在对垮塌区域内的不明空区（采空区、溶洞及悬拱）进行探测,确定不明空区的大小、形态的基础上,结合当时矿山开采的情况,采用数值建模的方法分析了岩移情况,确定了地表安全防护区域,并制定了相应的措施。     

黄土山区叠加工作面开采地表移动变形规律

以N1114和N1206工作面联合开采为研究对象,通过对地表观测站数据的处理、分析和对比,结果表明,N1114工作面先单采条件下,地表沉陷变形小,最大下沉为1 165 mm,联合采后,受重复采动影响,地表沉陷变形特别剧烈,最大水平变形为62 mm/m,最大下沉为7 155 mm。叠加工作面开采的地表倾斜、水平移动变形曲线和曲率等曲线分布极不均匀,曲线形态抖动性较大。     

地表水体下煤炭资源开采研究

在地表水体下进行煤炭资源开采的研究课题是一个跨煤炭、水利、地质和环境保护行业的综合性研究课题。随着《中华人民共和国水法》的颁布实施和国家对环境保护重视程度的加强,其研究内容应扩大,需把资源开采、保证水工结构安全和环境保护结合起来进行研究,真正达到各系统“多赢”的局面。近年来,许多大型水利工程的建设将不可避免地遇到穿越煤系地层的问题,比如,南水北调中线总干渠由南至北依次穿越禹县、新郑、焦作、邢台等矿区的14个矿井,压煤1.8502×108t。因此,在地表水体下进行煤炭资源开采的研究具有重大的理论和现实意义。地表水体下进行煤炭资源开采至少应关注以下几个问题:(1)煤层开采引发地表塌陷对水工结构稳定性及安全运行的影响;(2)煤层开采引发地表水体渗漏及水位骤降的问题研究;(3)煤层开采对研究区渗流场变化、水工结构安全的影响研究;(4)煤层开采对研究区环境破坏的影响研究等。结合申家庄煤矿扩大区在岳城水库库区下采煤的工程实例,采用理论计算、数值模拟、现场测量和工程类比相结合的方法对上述问题进行详细研究,论证在岳城水库下进行煤炭资源开采的可行性,从而为相关部门进行决策提供重要的科学依据。     

浅埋厚煤层条带充填保水开采分析研究

我国西北地区浅埋厚煤层开采对地表及潜水层造成严重破坏,而充填开采是减小地表破坏以及实现保水开采的有效途径。为研究浅埋厚煤层条带充填保水开采的安全性,以哈拉沟煤矿为研究对象,建立了“边界煤柱+条带充填体+覆岩”的力学模型,采用相似试验与现场实测相结合的方法,在周期来压步距、地表下沉及台阶裂缝等方面进行对比分析,得出了较为准确的基岩裂缝角及直接顶初次垮落步距,并通过对隔水层的稳定性分析,确定了条带充填开采的充填宽度为38 m,充填间隔为16 m。根据土工试验得到黄土层的相关力学参数,确定了下行裂缝的发育深度。结果表明:条带充填开采引起的下行裂缝未影响到主关键层,有效隔水岩组厚度满足相关规程要求,可实现安全保水开采。     

厚表土薄基岩煤层开采覆岩运动规律

 厚表土薄基岩煤层采用综放开采后基本顶将难于形成稳定结构,发生滑落失稳导致工作面“压架”,在对薄基岩定义的基础上,综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟和现场实测的方法对薄基岩煤层开采上覆岩层运动规律进行了研究。研究结果表明,若其他条件不变,“砌体梁”结构的稳定主要取决于基岩厚度和上覆表土层的力学性质及厚度,具有较大承载力的厚黏土层能与薄基岩组合形成稳定的结构,降低稳定结构所需最小基岩厚度。由此建立薄基岩工作面结构力学模型,并针对司马矿具体条件分析认为当表土为松散砂土,最小基岩厚度40 m;当黏土厚度40 m,最小基岩厚度20 m;黏土厚度30 m,最小基岩厚度30 m。据此提出首采面可安全开采,在现场工业性试验中得到成功验证。