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。     

程潮铁矿井区变形监测分析及处置建议

程潮铁矿东主井和西风井区相继出现地表裂缝和井筒开裂现象,且地表裂缝范围在不断扩大,已经对东主井和西风井的结构安全构成威胁。为此,主要依据井筒开裂和地表裂缝的现场调查以及在变形监测的基础上,对井筒结构及地基变形开裂的岩体力学机理进行分析,探讨了东主井和西风井井区地表变形和井筒开裂的成因,得出地下水疏干和地下采矿是引起地表变形和地面塌陷现象的直接原因,而矿区工程地质构造和水文地质条件等对地表变形特征产生影响,并提出了相应的减缓井区地表变形的措施。     

厚松散层浅埋煤层大工作面开采沉陷模型研究

首先基于西部矿区大规模高强度开采特点,分析了大工作面开采后形成的地表沉陷区特征,并根据地表沉陷区最终的移动变形特点将其分为3类:三向移动变形区(1-4区)、双向移动变形区(5-8区)及单向移动区(9区)。基于关键层理论并考虑松散层移动特点和基岩破断特征,建立了充分采动条件下的地表沉陷区全断面预测模型。在此基础上,根据地表移动变形特点求出了大工作面超充分开采后地表沉陷区全断面的分区预测模型,结合实例以走向主断面移动变形为例,以地表最大下沉值、地表沉陷边界至拐点的水平距离为指标,将实测值和预测值对比,结果显示两指标的误差分别为8.5%和8.7%,在一定程度上表明了预测模型的合理性。运用该理论可以更精准的研究大工作面超充分开采形成的地表沉陷区域,为分区预测、分区研究、分区治理修复开采引起的地表生态损伤奠定了一定的理论基础。     

保安矿柱回采诱发地表变形规律数值模拟分析

掌握保安矿柱回采过程中的地表变形规律,对保护地表的建筑物和构筑物有重要意义。以程潮铁矿为背景,采用FLAC^3D数值模拟分析方法,从地表水平变形、地表沉降、选厂位置地表变形、应力分析和塑性区分析等5个方面对西区保安矿柱回采过程的地表变形进行了分析,得出了地表变形规律,并提出回采建议。     

融合D-InSAR与PS-InSAR的神东矿区开采沉陷监测方法

针对神东矿区地表变形区域多、分布范围广等问题,采用常规合成孔径雷达差分干涉测量技术(Different Interferometric Synthetic Aperture Radar,D-InSAR)对矿区地表变形区进行了大范围筛查,同时结合永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)监测地表变形区的长时间序列变化特征。结合2016年10月—2017年6月获取的神东矿区北部鄂尔多斯地区21景Sentinel-1影像,采用D-InSAR技术进行处理,获取矿区地表变形信息,揭示矿区地表变形在时间与空间上的演变过程。研究表明:利用差分干涉图共解译出了35处较为明显的地表变形区域,结合PS-InSAR技术获取的变形图,通过影像解译和实地调查,认为造成地表变形的主要因素为露天矿开采造成的边坡失稳和煤矿地下开采引起的地表塌陷,此外,通过D-InSAR技术监测到的变形区与实地调查结果吻合性较好,表明采用该技术进行矿区地表变形监测与分析效果较好。     

煤矿工作面上方地表裂缝分布、宽度与水平变形之关系研究

煤矿工作面上方地表经常会出现一些裂缝,确定地表裂缝的分布、宽度及其与水平变形之间的关系,有助于对其引起的地面破坏进行预防和治理。通过对现场实测的裂缝分布情况的研究,得到了裂缝在平面上的分布形态、裂缝在宽度上的分布规律和裂缝与开采引起的地表变形的关系,并给出了相应的拟合公式。研究表明:开采引起的裂缝宽度与水平变形之间存在密切的相关;裂缝区与拉伸变形区对应;裂缝区裂缝宽度之和总是小于水平变形之和,仅有部分水平拉伸变形可以通过地表裂缝反映出来。     

采煤沉陷和高填方沉降双重影响下的地表移动变形预计方法与应用

为预计采煤沉陷和高填方沉降双重影响下的地表移动变形,以阳泉市采煤沉陷区"光伏领跑者"计划技术基地某光伏地块为研究对象,在分析煤层埋藏特征、开采方法和地表煤矸石堆积、沉降变形特点的基础上,研究了老采空区地表残余变形和煤矸石高填方沉降变形预计方法,提出了2种变形联合预计的技术思路,预计结果为采煤沉陷区光伏建设提供可靠依据。     

煤矿地下开采对建筑物的变形和破坏机理研究

在对煤矿地下开采引起的地面建筑物变形机理分析的基础上,对井下回采时地表移动和建筑物变形过程,以及不同地表变形对建筑物的影响进行了研究,提出了有效地吸收和抵抗地表移动和变形的建筑物设计思路,可为减少采动区建筑物的损害提供参考。     

某采空区地表沉降规律三维可视化处理与分析

采用莱卡全站仪和GPS相结合的方法,对采空区地表进行水平位移监测,并采用三角高程法监测空区地表垂直位移,从而获得空区地表水平位移值及下沉累积值等。在此基础上,借助SURFER软件对采空区地表变形数据进行三维处理,绘制出地表沉降三维表面图、地表沉降三维切片图、地表监测点布置张贴图。直观形象地反映了地表变化形态、变形范围、沉降大小、变形趋势等,并基于地表移动破坏形式、地表水平位移值及下沉累积值,给出具体分析结果及相关建议。     

控制采动区桥梁移动变形方法研究

为研究采动区桥梁移动变形规律,根据地表及桥梁移动变形观测数据,采用概率积分法预测地表沉降,获得地表移动预计值.结合大平矿采矿地质条件和观测数据以及地表移动预测数据,设计采用覆岩离层多层位注浆法控制采动区地表下沉,并对覆岩层的变形规律、离层的动态发育与离层注浆减沉机理进行了分析,设计了注浆钻孔的间距、孔位、注浆层位、终孔...     

采动区建筑物移动变形与地表移动变形关系研究

矿山开采导致地表移动变形,从而使位于采动区的建筑物损害,建筑物移动变形与地表移动变形关系是采动区建筑物损害评定及抗变形设计的基础,对此进行研究具有重要的理论与实际意义。文章通过现场实测及对实测资料的分析,研究了不同类型建筑物位于工作面不同位置时,建筑物下沉、倾斜、曲率、水平变形与相应的地表移动变形的关系,获得了其变化规律,得出了不同区域建筑物应采取不同的抗变形措施,这一研究可为采动区建筑物保护和设计提供基础的结论。     

采动影响区房屋损害地表移动变形临界值研究

采动影响区地表移动变形通过房屋基础与周围土体的摩擦力传递给上部结构,在房屋墙体内产生附加应力,当移动变形超过墙体的扰动影响最大承受值时,导致房屋拉破坏或压破坏,对采动区地表房屋造成损害。为解决采煤沉陷区矿方与百姓就房屋损害技术鉴定责任划分,以及村庄下开采工作面合理布置与尺寸优化问题,分析了地表水平变形与房屋墙体水平变形的关系,应用多研究手段推导出采动区房屋损害地表水平变形临界值的计算公式;同时引入了房屋损害裂缝角的概念,并提出了该角值的理论计算方法。结果表明:地表水平拉伸变形达到0.61mm/m,而水平压缩变形达到-1.33mm/m,采动影响区房屋墙体将会在薄弱部位出现采动裂缝,从而对房屋造成开采损害;矿区房屋损害裂缝角临界值约为58°,房屋裂缝角介于边界角和移动角之间。     

急倾斜煤层开采地表移动预计的空间转换方法

提出了急倾斜煤层开采岩层滑移空间理论模型和地表移动预计的空间转换计算方法。根据岩层受力变形特点和破坏机理,急倾斜煤层开采上覆岩层存在楔形破坏区和滑移变形区。楔形破坏区内岩层的弯曲变形为滑移变形区内岩层提供移动空间,即滑移空间。滑移空间决定了地表下沉盆地的形态。将急倾斜的开采空间转换为近水平的滑移空间,可直接利用概率积分法的理论和参数来计算急倾斜煤层开采地表移动变形,较好地解决了急倾斜煤层开采地表移动预计问题。     

金川龙首矿充填采矿与地表沉降规律探讨

金川龙首矿采用下向水平分层六角形进路式充填采矿法,采用双中段大盘区同时回采的模式。应用FLAC^3D数值分析软件,探讨了龙首矿进路式采矿及充填对地表下沉的影响规律。通过对开挖区地表11个监测点的位移监控,得出了地表变形不仅存在着沉降运动,还伴随着复杂的拱起变形等结论,同时探讨了矿山应重点监测区域,为防止地表大范围变形破坏提供了理论依据与技术指导方向。     

矿区铁路压煤开采引起的地表沉陷预测

文章以常村煤矿井田范围内矿区铁路压煤开采为背景,采用基于概率积分法的地表沉陷预测软件对压煤开采期间的地表沉陷进行预测,获得了地表沉陷区域内地表移动变形的预测值。通过对预测结果进行分析得出铁路专用线处于地表沉陷区域内的范围以及受影响区段的地表变形值,预测结果为铁路压煤开采期间选取适合的沉陷灾害控制技术措施提供了依据。     

铁矿充填剩余空区地表建筑建设适宜性评价方法

为了评价张马屯铁矿采空区充填剩余空区地表建设的适宜性,通过现场实测、理论分析和经验类比相结合的研究方法,分析了小片采空区、连片采空区和上下两层采空区3种不同类型充填剩余空区的顶板 稳定性,划分了地表不同程度残余变形区域,研究了建筑物载荷影响深度与覆岩破坏高度的相对关系,分析了地表监测点沉降特征,评价了建筑建设适宜性,并提出了建设场地安全保障措施。研究表明：张马屯铁矿 剩余空区顶板稳定,不会发生大面积塌陷,建设场地地表75.8%区域内建筑受到I级轻微损坏变形,15.6%区域内建筑受到Ⅱ级轻度损坏变形,危险程度较低,地表新增360 kPa建筑荷载对剩余空区稳定性无影响,地表 整体沉降较小,剩余空区稳定性较好,建设场地进行工程建设（建筑高度36 m以下）的适宜性较好。     

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。     

偏压隧道的稳定性研究

地表倾角不同是隧道形成偏压的一种原因。由于地表不对称,隧道两侧受力状况不同,从而容易对隧道衬砌产生破坏。采用有限元分析方法研究了不同地表倾角、隧道周围变形过程及隧道锚杆和塑性区分布特征,得出了以下结论:隧道围岩变形随着地表倾角增大而增大,隧道深埋侧变形大和锚杆轴力大;隧道在地表倾角30°时,受地形偏压影响明显,深埋侧塑性区扩大。这些研究可为受地形偏压的隧道设计提供一定的理论依据及施工建议。     

采动区轻钢结构建筑物抗变形作用的研究

文中对采动区地表变形的成因及状况作了简要的阐述，通过分析轻钢结构门式刚架建筑物在采动地表移动和变形作用下的内力，位移反应，得出了门式刚架各种保护措施抵抗地形变形的效果，对在采动区兴建轻钢门式刚架结构建筑物有一定的指导意义。     

PSI技术在北京城区地表沉降形变监测中的应用研究

针对DIn SAR技术中时间、空间失相关及大气延迟等问题引起的In SAR技术对地表沉陷变形监测的影响,研究了应用永久散射体差分干涉测量(PSI)技术特点及在地面沉陷变形监测应用中的优势,通过利用PSI技术对北京地区进行地表沉降监测方法的研究和应用,获得了监测区大量PS点的沉降速率,生成了监测区的沉降位移图,结合监测区的地表沉降特征与地质环境监测成果,分析了地下水位与沉降量变化的关系,得出了研究期间监测区域地表的沉降成因,这对分析北京地区地表沉降规律具有一定的指导意义。