充填开采上覆岩体内部预计参数研究

为了准确预计风井井筒的采动变形,需要获得矿区充填开采岩体内部概率积分法的预计参数。采用数值模拟的研究方法,对充填开采引起的岩体内部移动进行了观测,获得了变形预计参数的变化规律。研究结果表明:充填开采的地表下沉系数、水平移动系数比垮落法开采分别增大了0.62%、10.03%,主要影响角正切值减小了33.86%;充填开采的岩体内部下沉系数随覆岩高度的减小而增大;水平移动系数随覆岩高度的减小呈现先减小后增大的趋势;主要影响角正切值随覆岩高度的减小而减小。充填法与垮落法开采的地表变形预计参数并不相同,岩体内部下沉系数的变化幅度受岩层的岩性和层位影响较大,主要影响角正切值的变化幅度受岩层岩性和层位影响较小。     

采煤塌陷积水区面积无人机采集方法

近年来,采煤塌陷引起的积水区面积呈现逐年增加的趋势,现阶段采煤塌陷积水区面积常用的计算方法多为 RTK 实测法和遥感法,对于中小区域的采煤塌陷积水区面积计算具有工作量大、时效性差等不足,精准计算中小区域的采煤塌陷积水区面积对于积水区生态修复、经济赔偿及安全防护工作具有重要意义。为此,提出了一种基于无人机影像的采煤塌陷积水区面积获取方法。在分析常见影像噪声的基础上,通过分析对比现有去噪方法的优势和局限性,提出了耦合高通滤波和中值滤波的去噪方法;通过 4 种阈值选取方法的实例对比分析,采用三角法确定采煤塌陷积水区影像二值化的阈值;提出了依据轮廓坐标点的精度来评估面积计算精度的方法。依据所提的采煤塌陷积水区面积计算方法,计算了某矿附近采煤塌陷积水区的面积,并与 Pix4Dmapper 软件和 RTK 实测法获取的面积值进行了对比验证。结果表明：耦合滤波方法可较好地去除无人机影像的噪声点,在此基础上计算的采煤塌陷积水区面积与其余两种方法的计算结果的相对误差优于 6%,精度较好,为采煤塌陷积水区生态修复等工作提供了可靠依据。     

固体充填条带开采采宽与留宽优化设计

针对南屯煤矿采用全采全充模式的固体充填开采无法控制地表沉陷的问题,分析了矿区采用固体充填条带开采的必要性,推导了充填体作用下的煤柱屈服区宽度力学计算公式,提出了顾及煤柱稳定性的留宽设计方法,并推导了采出率与地表变形的数学表达式|采用数值模拟研究了煤柱应力集中系数的变化规律,为力学模型的参数选取提供了支持。结合理论分析和数值模拟的研究成果,对固体充填条带开采的采留宽进行优化设计。研究结果表明：当矿区固体充填条带开采的采宽为53m、留宽为25m时,可较好地控制地表变形、保证煤柱的稳定性和提高资源的采出率。