采动作业下地表移动变形分析

为研究采动作业下地表移动变形分布规律,解决因地表移动变形引起的建筑物损害问题,以概率积分法为基础,计算地表移动变形岩移参数.在观测区地表设计并布置岩移观测站,利用取得的地表观测数据,计算出地表水平移动变形值和曲率值,绘制相应曲线对其分布特点进行分析研究.通过计算得出的地表水平移动值和最大正、负曲率值来判定地表建筑物损害程度,分析主断面上的移动变形,确定了移动盆地主断面位置.     

特厚冲积层非主断面观测站岩移参数的求取

针对祁东煤矿的特殊地质和开采条件，采用实际观察与计算相结合的方法，研究了该矿特厚冲积层非主断面观察站岩移参数的求取问题，具体方法为：在对观测数据进行初步处理的基础上，利用“非主断面任意方向观测结果的求参程序”对观测结果进行了求参计算，确定了概率积分法的5个岩移预计参数。利用所求参数对原观测线各测点进行下沉和沿x、y向水平移动进行预计，计算结果与实际观测结果相符，并利用等效面积法，求得了主断面的地表岩移角值，对以后煤柱留设、采动影响范围的确定及非主断面观测站设计具有指导意义。     

厚煤层条带法开采覆岩移动和变形规律模拟

为解决厚煤层条带开采覆岩移动和变形规律问题,采用相似材料模拟试验的方法对厚煤层三维条带综放开采进行研究,分析覆岩及地表的移动与变形规律,确定岩层内部的各移动角值,地表沉降系数等.研究结果表明:地表沉降呈现出走向、倾向主断面相对称的下沉趋势,地表形成了单一均匀的下沉盆地;三维相似材料物理模型试验能够较全面地反映出原型覆岩的各种变形、移动、应力、应变的变化规律,为实际开采提供了可靠依据.     

地表沉陷的数据拟合分析

采用现场实测的方法,对倾斜煤层的开采沉陷及地表移动的基本规律进行了研究.对现场实测数据进行了多项式拟合.研究结果得出了地表移动的下沉系数、水平移动系数、最大下沉量及其相对应的地表移动的预测公式,所得结果对矿山具有实际的指导意义.     

山区地表移动观测数据处理模型

提出山区地表移动观测数据处理的新途径。将主断面和主滑方向的观测数据视为整体进行分析，通过对观测站原始数据的处理，建立了山区滑移影响函数和任意地表点移动变形的一般模式，并提出山区地表移动参数的求取途径，为山区地表移动规律的深入研究提供一定的理论基础。     

急倾斜多厚煤层开采地表移动和变形规律相似模拟

为减少传统沉陷计算方法对急倾斜煤层开采沉陷变形进行分析结果的失真,以具体的急倾斜多厚煤层开采为背景,建立了相似材料模型,分析了急倾斜煤层开采沉陷对应的地表移动和变形规律,覆岩的移动和变形规律.结果表明:在失去煤层支撑后,覆岩呈悬臂梁结构因重力持续增长而出现断裂,地表沉陷区相对较小但变形展现出严重的非连续性阶跃式     

特厚冲积层非主断面观测站岩移参数的求取

针对祁东煤矿的地质和开采条件,在二采区特厚冲积层地表上方设置了三条非主断面观测线。按相关规定,从采前开始到相关工作面采动影响基本稳定,对观测点进行了观测工作。在对观测数据进行初步处理的基础上,利用“非主断面任意方向观测结果的求参程序”对观测结果进行了求参计算,确定了概率积分法的五个岩移预计参数。利用所求参数对原观测线各测点进行下沉和沿x、y向水平移动进行预计,计算结果与实际观测结果相符,并利用等效面积法,求得了主断面的地表岩移角值,对以后煤柱留设和采动影响范围的确定具有指导意义。     

急倾斜矿体开采岩体移动规律与变形机理

为了研究急倾斜矿体开采的岩移规律与变形机理,采用数值模拟的方法,对急倾斜矿体在高构造应力和自重应力2种条件下的岩移特征进行对比分析.研究结果表明:当开采区在竖直方向上的高度远小于矿体在水平方向上的长度时,在这2种应力条件下都具有类似水平矿体开采的地表岩移特征;反之,在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采地表出现双沉降中心的现象,而在自重应力条件下只存在单沉降中心;在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采在地表移动变形量、移动变形影响区规模及地表宏观变形破坏特征上与自重应力条件下相比都有较大差异,原岩应力场中作为特征量的最大主压应力的取向对岩移行为的影响是产生这差异的根本原因.     

煤层开采地表沉陷相似材料研究

为研究煤层开采地表沉陷的移动变形规律,采用相似材料模拟实验。本文通过对模型的设计及观测,得到模型的观测成果。分别用概率积分法和皮尔森Ⅲ型函数法对急倾斜煤层开采地表的下沉进行预计,其预计结果和模型观测结果对比分析,定性的得出尔森Ⅲ型公式法适合预计500煤层的地表静态下沉。     

煤矿开采动态地表下沉预计算法

针对煤矿地下开采造成岩层及地表移动随时空变化、开采时间与空间的变化对地表移动变形影响等问题,为准确预测开采过程中的地表移动变形,对开采沉陷的影响函数预计方法进行了理论分析与应用研究.应用数值积分方法,通过数学建模实现了开采沉陷预计系统.明确了开采沉陷动态移动变形模型的具体算法,提出了通过倾向微元化达到顾及主要影响半径随采深变化的方法,使得缓倾斜煤层的使用Knothe模型得以实现.应用VB开发了开采沉陷地表动态移动变形系统,并通过现场实测数据验证了动态预计算法的正确性.     

水平及倾斜煤层地表移动模型变形预计的统一数学模型

本文根据5条基本假设,推导出了水平及倾斜煤层开采时岩层和地表移动变形计算的统一数学模型。系统地考虑了煤层开采深度变化的影响。在水平移动变形的计算中,不需直接使用水平移动系数,避免了求解时误差的影响,因而提高了预计精度。     

ADINA模拟地表沉陷对建筑物的影响

为解决建筑物在煤层开采过程中受地表移动变形影响的问题,采用有限元分析软件ADINA,选取钢结构建筑厂房作为研究对象,利用覆岩参数建立几何模型,模拟采煤过程中的地表移动对上部建筑物—钢结构厂房的影响.结果表明:钢结构厂房柱的变形主要受垂直方向变形量影响,梁受水平方向变形量影响;在运用ADINA软件模拟过程中,根据具体情况适当简化模型,将各岩层看作厚度均匀、并且不存在断层等造成采空区不连续的因素,得出的变形结果与实际观测值比较差距不大,可以反映工程实际,证明有限元软件ADINA在模拟建筑物受开采沉陷影响的领域是可行的.     

三维物理模型模拟深部巨厚砾岩下综放开采地表移动

为了研究深部开采巨厚砾岩关键层对矿山地表移动变形的影响机理。以千秋煤矿为背景,采用三维物理模型试验,利用压力传感器、多点位移计、分布式光纤传感等多种手段监测了覆岩及地表移动变形动态演化过程,对采动巨厚砾岩与矿山地表移动变形的内在联系机理进行了研究。结果表明,分布式光纤可准确监测到关键层和地表的移动变形量,巨厚砾岩作为主关键层,控制着地表移动变形,并有效减缓了覆岩变形由下向上传递给地表,且由于煤层埋藏深度大,主关键层未破断,地表下沉量和变形值都较小;预测随着工作面继续推进,巨厚砾岩主关键层将会达到极限跨距而破断失稳,采场将发生强矿压动力显现现象,地表出现台阶性下沉,甚至会产生地表裂缝。     

地表移动综合成果解算系统

根据矿山测量专业的相关技术规定,地表移动综合成果需完成下沉、沿坐标方向和煤层走向、倾向的位移、倾斜、曲率、水平变形、下沉速度等值的计算。其工作量大,公式复杂,且重复使用率高。为了提高其计算效率及准确度,利用Office2003 Excel软件设计了地表移动观测综合成果解算系统。应用该系统大大提高了工作效率。     

急倾斜煤层开采非连续变形的相似模型实验研究

与缓倾斜煤层开采相比 ,急倾斜煤系地层常隐含软弱夹层 ,其露头容易出现台阶和裂缝 ;与切割岩层的结构面比较 ,层间软弱面并不对移动盆地起全局控制作用 ,而只产生局部影响 通过综合考虑急倾斜地层与层间弱面两个因素 ,阐明了急倾斜煤层开采地表非连续变形的发生条件 ;采用相似材料模型实验 ,研究了岩层垮落、弯曲、离层的方式和形态 ;提出了急倾斜煤层开采岩层的层梁移动模式 ;揭示了地表非连续变形的形态特征和变形机理 ,为进一步研究地表非连续变形的计算提供了依据 图 7,表 2 ,参 7     

南桐矿区深部开采岩移基本规律的研究

采用相似模拟实验和数值计算相结合的方法,对南桐煤矿(倾斜煤层)的开采沉陷及地表移动的基本规律进行了探讨.根据相似原理进行了相似模拟实验研究;采用FLAC计算程序对岩层移动及开采沉陷进行了数值分析.研究结果表明:倾斜煤层在倾向方向上移动盆地不对称,最大下沉点偏向下山方向,下沉曲线及水平移动曲线是连续光滑的;得出了南桐煤矿的下沉系数、水平移动系数、最大下沉量,所得结果对矿井的延深设计具有实际的指导意义.     

炉峪口煤矿8号煤开采沉陷实测研究

炉峪口煤矿在开采1820工作面时,在工作面上方地表建立地面岩移观测站,通过实地观测得出了重复采动下地表移动变形的参数及移动规律.为进一步研究煤矿地表沉陷提供了实测数据和理论依据.     

北票矿区地表移动规律初步探讨

本文用PC—1500计算机计算求取了北票矿区急倾斜开采的地表移动和变形参数,并对北票矿区地表移动观测进行了综合分析,从中得出了北票矿区地表移动和变形参数与地质采矿条件之间的关系.     

急倾斜特厚煤层分层开采后的覆岩破坏特征研究

特厚急倾斜煤层水平分层开采在采场矿压显现规律、老顶结构分析等方面已经取得了一些重要进展,对特厚急倾斜煤层安全开采起到了积极的作用。但由于特厚急倾斜煤层岩移观测资料极少,现有的急倾斜预计模型都无法反映该条件下开采的力学机制,导致其在进行地表沉陷预计时的精度较低,严重影响了特厚急倾斜煤层水平分层开采条件下"三下"采煤的生产实践。因此,要保持特厚急倾斜煤层分层开采条件下的安全开采,需要深入研究其开采后的覆岩破坏与地表移动特征,从而更有效的指导现场工程应用。     

大范围多工作面重复采动地表变形预测算法和系统开发

以概率积分法和距离幂次反比法为基础,开发了大范围多工作面重复采动地表变形预测算法,并以此算法为基础,应用C#语言开发了软件,实现了复杂开采条件下的地表变形快速智能预测。并将上述的算法和软件应用到某矿的双工作面开采后的地表变形预测,将预测值与实际值进行对比,得出下沉值、倾斜值、曲率值、水平移动值和水平变形值的绝对误差平均值分别为4.6 mm、0.070 mm/m、0.0038×10~(-3)/m、4.0 mm和0.098 mm/m。下沉值、倾斜值、曲率值、水平移动值和水平变形值的平方差分别为37.86、0.0097、0.000025、19.46和0.052。预测结果的精度满足实际生产需要。