采煤沉陷积水区地表移动变形监测方案研究

为了治理采煤沉陷积水区地表的生态环境,对工作面开采造成的地表移动变形、采煤沉陷区积水区水下地形监测,通过对开采沉陷区的地质条件和地表变形特征进行分析,提出三维激光扫描仪配合测深仪的地表移动变形监测方案。为同类采煤沉陷积水区生态治理提供借鉴。     

地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析

采用数值模拟计算,通过对覆岩移动过程的模拟研究,指出了地表沉陷由岩体变形破坏到岩体密实沉陷的发展过程,揭示了岩体密实沉陷延续是引起地表残余沉陷变形的机理;通过对岩体密实阶段地表沉陷分布规律的模拟研究,证实地表残余变形可以用概率积分法进行预计。根据数值模拟及现场实测数据,确定了长壁开采条件下地表残余沉陷变形的概率积分法预计参数。     

采煤沉陷区上方建设天然气管线基础稳定性研究

采煤沉陷引起的地表移动变形会对天然气管线造成损坏性影响,从管线坡度的变化、竖曲线的变化、横向移动变形、水平拉伸和压缩变形及管道应力变化等方面分析了采煤沉陷对天然气管线的影响问题;描述了采煤地表移动变形时间过程中的初始期、活跃期和衰退期地表下沉量和所经历的时间过程;在考虑地表下沉还没有达到完全稳定结束及存在部分残余下沉量的情况下,讨论了地表沉陷残余变形的计算方法;最后给出了在采煤沉陷区上方建设天然气管线的安全技术措施。     

巨厚冲积层下开采地表移动规律数值模拟分析

为研究厚冲积层下开采地表移动规律,采用UDEC程序,建立了不同厚度冲积层条件的采场数值模型,研究了巨厚冲积层地表沉降、移动变形特征,对比分析了不同冲积层厚度对地表沉陷的影响。结果表明:巨厚冲击层下工作面开采过程中地表变形可划分为变形初始期、变形活跃期、变形衰减期等三个阶段;厚冲击层对地表沉陷具有屏蔽、缓冲、协同耦合等作用;冲积层厚度越大,地表沉陷范围越大,而地表下沉率变化不大。巨厚沉积层条件对地表沉陷具有一定的缓解作用。     

地表动态沉陷变形的3个阶段与变形速度的研究

将地表动态沉陷变形发展变化的全过程划分为下沉发展、下沉充分和下沉衰减3个阶段，分析了这3个阶段地表沉陷变形的发展变化规律，提出了地表沉陷变形速度的新概念，研究了地表下沉过程中的地表倾斜变形速度和水平变形速度的发展变化规律，给出了建筑物易受损坏的危险期，水平拉伸（或压缩）变形速度量大于拉伸（或压缩）变形值最大阶段.     

李村煤矿开采沉陷规律数值模拟研究

运用FLAC3D软件对李村矿8301工作面推进对地表移动和变形进行数值模拟研究,从地表沉降量、倾斜变形量、水平移动量、水平变形量这4个方面进行了观测和分析,得出了李村矿开采地表沉陷的基本规律,为治理该地区地表沉陷提供了理论依据。     

PCA法在非充分采动条件下地表沉陷分级中的应用

在综合分析影响地表沉陷地质因素的基础上,采用主成分分析(PCA)的方法,建立了非充分采动条件下,基于地表沉陷变形地质影响因素的综合评价模型,并以所构造的主成分作为评价地表沉陷的基本指标,确定了不同沉陷形式主成分值的范围.该方法综合考虑到各影响因素的交互影响,为评价地表沉陷、变形提供了科学依据;同时主成分中各指标的系数在某种程度上表明各因素对地表沉陷变形的影响效果,也为地表沉陷预测及维护提供了科学依据.     

PCA法在非充分采动条件下地表沉陷分级中的应用

在综合分析影响地表沉陷地质因素的基础上,采用主成分分析（PCA）的方法,建立了非充分采动条件下,基于地表沉陷变形地质影响因素的综合评价模型,并以所构造的主成分作为评价地表沉陷的基本指标,确定了不同沉陷形式主成分值的范围.该方法综合考虑到各影响因素的交互影响,为评价地表沉陷、变形提供了科学依据;同时主成分中各指标的系数在某种程度上表明各因素对地表沉陷变形的影响效果,也为地表沉陷预测及维护提供了科学依据.     

煤矿开采沉陷移动变形预测

为了预测评价开采沉陷对矿区环境的影响,正确选择环境保护措施,必须对开采沉陷引起的地表下沉、倾斜、曲率、水平变形等移动变形值、地表移动持续的时间和最大下沉速度、开采沉陷的范围、冒落带和导水裂隙带的高度以及采动过程中地表移动变形等进行预测,本文将介绍几种预测方法.     

采空区地表沉陷规律的研究

以"太平煤矿采空区地表沉陷规律研究"项目为依托,以开采沉陷等理论为基础,对采空区地表沉陷规律作了一些研究,对太平煤矿似膏体充填开采引起的地表沉陷进行了分析预计,获得了太平煤矿井下开采引起的地表移动的基本特征和地表变形的相关参数,揭示了地表移动及变形的规律,研究成果对太平矿今后的充填开采实践具有一定的参考价值。     

矿山开采沉陷对土地的影响

矿山开采沉陷对土地产生的影响是矿山开采对环境影响的一个重要方面。从地表移动的机理及工程技术的需要出发,研究了地表下沉盆地的形成过程,探讨了覆岩移动和地表移动的关系,提出开采沉陷对地表的影响方式,分析了煤炭资源开采引起的沉陷对地表产生的破坏特征。为保护矿区生态环境,实现耕地的复垦利用和矿区的可持续发展提供了理论依据,具有较强的实用价值和理论指导意义。     

基于VB的某铁矿山地表沉陷预警信息系统开发

为减少矿山地表开采沉陷对矿区居民生活及生态环境的影响,采用VB语言开发了矿山地表沉陷预警信息系统。针对GIS软件的使用兼容性,以MapX为开发平台、VB为开发环境,采用ID编码关联技术建立了逻辑数据库,结合沉陷理论模型、概率积分模型、预警模型以及集成二次开发技术,采用可视化开发工具 Visual Studio 2008开发并实现了数据可视化入库。详细分析了该系统的数据库设计、系统结构及功能设计流程,并结合安徽某铁矿山实测数据,绘制了该矿区走向和倾向的地表下沉、水平移动、曲率、倾斜、水平变形曲线图。研究表明：该系统能够准确计算各监测周期的地表沉陷最大值,并与预警极限值进行对比计算,通过曲线图直观地显示出地表沉陷监测点的下沉情况,初步判断是否超过预警值,最终实现地表沉陷预警,对于确保该矿山安全生产有一定的参考价值。     

煤矿区地表沉陷及其可视化新方法

为进一步进行地表沉陷的预计,保护采空区上方的土地合理利用,尽可能降低其对地表设施和生态环境的影响,通过对各类分布形式煤层开采的分析,用曲面积分法,负指数函数预计法等对矿区进行预计,并用VC++开发语言进行可视化表达。结果表明:通过合理简化约束条件而建立的条件方程可以很好地进行沉陷预计,得出比较满意和准确的预计值。     

基于仿真计算的永城矿区采空区地表沉陷防治研究

煤矿采空区地面沉陷是永城矿区典型、突出的矿山地质环境问题。利用永城矿区特有的地质煤层条件和岩移观测参数,充分考虑采区间、断层、巷道等煤岩柱影响,将各块段的岩移计算参数和数据输入计算机,对煤矿开采造成的地面沉陷区范围进行仿真计算和分析,掌握了沉陷区地表移动与变形值、采煤塌陷耕地面积等基本数据,为制定采煤沉陷区的预防和治理方案提供了可靠依据。综合治理方案实施后,采煤沉陷区将得到有效治理。     

大采高采煤工作面地表岩移规律研究

煤矿开采对地表的建筑物、生态环境等产生了影响，为了实现煤矿的可持续发展，需要对开采沉陷规律进行研究。采用现场观测的方法，布置了倾向观测线和走向观测线，对大采高23201、23103采煤工作面进行了全面观测和日常观测，并对观测结果进行了分析，确定了大采高采煤工作面地表沉陷的规律。该地表沉陷规律符合概率积分法预计模型，为“三下”开采保护煤柱的留设提供了理论依据。     

黏土体失水引起的地表下沉计算方法研究

为了更加精确地计算厚冲积层矿区的煤矿开采沉陷问题，减小采动损害与环境破坏，基于煤矿开采沉陷计算的概率积分法，探讨了由于黏土体失水引起的地表沉陷计算问题，推导了黏土体失水引起的地表下沉计算公式，并应用于煤矿实际地表沉陷，加以分析论证．研究结果表明黏土体失水对地表沉陷的影响比较大．因此黏土体失水对地表沉陷的影响是不能忽略的．     

基于UDEC的浅埋煤层表土层与主关键层对地表沉陷的耦合效应分析

开采沉陷预计是矿山开采沉陷学科的核心内容之一。开采沉陷的预计,对建筑物和生态环境的保护有重要意义。利用UDEC软件对典型的浅埋煤层工作面进行了模拟研究,通过建立的4个模型对浅埋煤层表土层与主关键层对地表沉陷的耦合作用进行分析得出,在表土层很薄或覆岩中有很厚、很硬的关键层的条件下,地表沉陷的预计必须考虑表土层与主关键层的耦合效应。     

黄土坡煤矿地表沉陷预测及影响分析

针对黄土坡煤矿的地质条件进行了详细的分析,在此基础上用概率积分法预测了黄土坡煤矿的地表沉陷情况,并分别分析了地表沉陷对地面建筑物的影响、对土地资源和农业经济的影响、对公路及输电线路的影响、对水资源的影响、引发地质灾害对环境带来的影响。     

风沙区超大工作面开采土地损伤的演变与自修复特征

为揭示超大工作面开采过程中土地损伤的演变规律,以神东矿区的部分典型工作面为研究对象,建立了土地生态环境观测方法,发现地表移动变形、地裂缝以及土壤物理性质等关键要素具有一定的修复能力:① 与传统开采方式对比,超大工作面快速开采条件下,地表的移动变形和下沉总量没有变化,地表的下沉速度明显增大,地表受采动影响的时间缩短50%左右,相对均匀沉陷区的面积一次性达到78%,有效地促进了采后地形向采前状态的自修复;② 地裂缝存在明显的“分区”特性,动态地裂缝扩展程度较弱并快速闭合,发育周期与采矿地质条件有函数关系;边缘地裂缝以“O”型圈分布于开采边界,裂缝角呈近似垂直角,分布范围明显减小,也表现出较强的自修复能力;③ 土壤物理性质的变化与地表移动变形以及地裂缝的分区特征基本吻合,均匀沉陷区的土壤物理性质在采动1 a后趋于采前水平,而非均匀沉陷区由于边缘地裂缝的存在,暂无自然修复现象,需要辅助人工治理。     

“条采留巷充填法”绿色协调开采技术

为减轻高强度开采对我国西北地区地表及生态环境的破坏,结合条带开采与充填开采的优势,提出了一种“条采留巷充填法”部分充填的协调开采方法。采用理论分析与相似模拟相结合的研究方法,给出了条带开采的采留宽、沿空留巷的巷旁充填宽度和充填率的确定原则,分析了巷旁充填体提升条带煤柱稳定性的作用原理及置换煤柱开采的覆岩稳定性。以哈拉沟煤矿22407工作面地质条件为工程背景,确定了合理的工艺参数并进行了数值模拟研究。结果表明:在开采尺寸达到充分采动后,覆岩中的亚关键层4最大下沉量为12 mm,可推知地表基本不出现下沉,取得了良好的地表沉陷控制效果。该技术为降低充填成本,保护地表生态环境提供借鉴。