覆岩离层注浆减缓地表沉陷的动态力学模型

分析了覆岩离层注浆控制层 (岩梁 )的受力过程 ,提出了注浆减缓地表沉陷的受力模型 ,从中得出了注浆减沉的力学机理 ,进一步得到了注浆减沉的动态力学模型 ,指出了提高注浆减缓地表沉陷效果的措施     

覆岩离层注浆减沉机理的新认识

根据采后覆岩移动影响带的分布规律和覆岩空间的存在形式，提出了采场覆岩空间守恒定律。根据离层注浆前后覆岩空间的转化和守恒定律，提出了离层注浆的动态减沉模型和减沉机理。认为离层注浆充填了部分离层空间，降低了地表潜在沉陷幅度：注浆材料的作用途径表现在充填作用、支撑作用、压实作用、胶结作用、膨胀作用、减缓作用等6个方面；离层注浆的减沉系数与注浆量成正比。     

离层充填减缓地表下沉效果评价的神经网络模型

在覆岩离层范围内高压注浆可减缓地表沉降程度。本文采用人工智能中的神经网络方法，进行了地表减沉效果评价的根据实测资料，验 地表下沉效果评价神经网络模型分析的结果。     

地表沉陷幅度与覆岩离层的关系确定

应用层状覆岩的自重应力平衡状态,应用静水压力模型, 覆岩层的垂直静力平衡条件, 设某深度岩层的理论静压力为PH,而实际的竖直压力为Ps,推导出覆岩离层的条件关系式,覆岩离层空间与地表沉陷幅度的关系式,当PH>Ps时,覆岩离层产生。证实了离层岩板只承受自重应力和水平应力状态的作用。因此,采用离层注浆这项新技术,就是要使其充填材料有效控制潜在的沉陷幅度(即离层空间),从而达到减缓地表沉陷之目的。     

覆岩离层产生机理

矿山开采过程中引起的地表沉陷,为了解决这一问题对覆岩离层的产生机理进行了研究。关键层对控制覆岩的移动变形起主要作用。通过对覆言离层的产生、发展发育及闭合规律进行了较系统的探讨和研究,对采动覆岩离层的力学模型进行分析,得出采动覆岩内部相邻两岩层之间离层的产生及形成离层空间的条件、覆岩离层内部产生的机理、内部分布规律,影响覆岩离层分布规律的因素,为覆岩离层注浆防止地表沉陷提供理论依据和技术指导。     

综放开采条件下覆岩离层动态发育规律

为控制地表沉陷量,实现农田保护和建筑物下采煤,兖州矿区多次进行了缩采放顶煤开采条件下覆岩离层注浆减沉试验,在试验过程中对离层动态发育规律进行了重点研究,其结论适合于在类似条件下的离层注浆减沉技术的应用场合。     

厚黄土薄基岩地区开采沉陷规律探讨

地下开采-覆岩移动-地表沉陷之间存在着互为因果的链动关系。不同岩性、不同力学性质的上覆岩土层对地下煤层开采的响应性是不同的。文中在前人有关研究成果的基础上，探讨了在厚黄土薄基岩条件下。地下开采引起的地表沉陷的规律性。研究认为，在厚黄土层覆盖区，煤层上覆基岩是地表黄土层沉陷变形的控制层，黄土层本身的工程地质特性、地形地貌条件和地下开采程度对地表沉陷都有一定的影响。这一研究成果对减缓和控制地下开采引起的地表变形破坏有重要意义。     

覆岩离层注浆充填效果的综合评价

为了获得覆岩离层充填后地表沉陷与覆岩破坏的效果,采用点、线结合的办法建立地表移动变形观测站监测地表移动与房屋变形规律,在井下采用仰孔分段注水法及前端泄露式多回路注(放)水系统对东滩煤矿14 308工作面覆岩离层注浆条件下采动导水裂隙带的破坏特征进行了连续探测.结果表明:离层注浆条件下地表的减沉率达到了38.5%,离层注浆时的采动导水裂隙带高度值略高于正常条件下的高度值.综合评价效果为类似矿井的安全开采提供了科学依据.     

采动覆岩离层及其分布规律

本文针对覆岩注浆减缓矿山开采沉陷问题，从理论上探讨了采场上覆岩层内部产生离层的力学条件，离层分布规律及离层空间体积的计算方法     

开采沉陷动态预计中的流变模型及应用

解决开采沉陷动态预计的规律性问题，必须把地质实测经验资料和采场覆岩移动变形力学机制有机地结合起来。用流变力学原理推导地表动态移动下沉值与时间的函数关系式，结合现场实测资料对相关系数进行估算，可以有效地对开采地表变形进行预计，有助于确定地表受采动的影响程度。     

开采沉陷反分析的神经网络方法研究

建立了沉陷反分析的神经网络模型,并用基于正交试验获得的训练样本对网 络进行学习,以此训练好的神经网络模型来描述岩体力学参数与开采沉陷之间的关系,利用反演结果,建立拉格朗日快速计算法(FLAC)模型,对地表沉陷进行预测,其预测结果是令人满意的。     

构造应力型开采地表沉陷规律及其工程处理方法

分析了构造应力型开采地表沉陷宏观破坏特征,揭示了构造应力型开采卸载地表沉陷的力学本质,建立了构造应力型开挖地表沉陷的力学模型,指出现有的自重应力型地表沉陷规律的理论方法不适用于构造应力型地表沉陷规律的研究;引入概化地应力概念,导出了构造应力作用下地表变形的预计公式体系.从工程应用出发,提出了综合考虑自重应力与概化地应力2种效果迭加来研究构造应力型地表沉陷规律的方法,并建立了相应的研究步骤与程式.     

开采沉陷动态预计流变模型及应用

通过对采场覆岩移动变形规律进行研究，从流变力学角度，给出地表下沉时间位移函数，并结合实测资料对有关参数进行回归分析，运用推导公式与实测资料进行了结果对比，总结出符合大同矿区地表动态下沉经验公式。提出地表下沉推迟时间tr的概念，可作为划分开采沉陷剧烈程度的量化指标。     

穿越采空区桥隧工程危害效应分析及对策

青岛-银川高速公路的康家沟大桥与庙梁隧道下伏康家沟煤矿采空区,为确保桥隧工程的安全,基于MIDAS/GTS有限元程序构建了FLAC3D三维计算模型,对分期采矿形成地下采空区进行注浆处治,对桥隧工程施工过程中地表变形响应、隧道初衬结构、桥梁和墩台的变形及受力特征等进行数值模拟分析,揭示了不同工况条件下的地表变形程度,确定了地表沉陷盆地特征,对隧道初衬结构和桥梁墩台进行了变形和受力关键部位的预测分析,并提出了有效工程对策.研究成果对指导类似桥隧工程设计和施工有重要指导意义.     

覆岩离层注浆控制沉降技术及计算模型

煤层开采以后 ,其开采周围的岩体的原始应力平衡状态因采动而受到破坏 ,应力将重新分布达到平衡。在此过程中 ,采空区上覆岩层将发生非连续破坏和连续移动 ,形成冒落带、离层带、弯曲带和松散冲积带的“四带”覆盖结构。利用岩移过程中形成的离层空间 ,通过地表钻孔向离层注浆 ,可减缓覆岩的进一步下沉。因此 ,以矿山开采沉陷理论和弹性薄板理论为基础提出了覆岩离层注浆沉降计算模型 ,它可以确定上覆岩层离层空间发育的层位和岩层间的最大离层间隙量 ,并可对覆岩离层注浆开采地表下沉进行量化预计     

巨厚砾岩下开采地表沉陷预计模型的改进

为了探究巨厚砾岩下开采的地表沉陷规律,结合关键层理论,通过数值模拟从垂直应力、塑性区、垂直位移3个方面分析覆岩内部稳定性及造成地表倾向下沉曲线偏态的原因,基于概率积分法,建立改进的地表沉陷预计模型。结果表明:关键层初次破断距为291 m,周期破断距为281 m;悬力臂是造成下沉曲线偏态的主要原因;相对于经典的概率积分沉陷预计模型,改进的地表沉陷预计模型相对误差减小114%。可见在巨厚砾岩层下开采地表沉陷预计中,改进的地表沉降预计模型具有较高的准确度和适用性。     

基于VTK的地下矿开采沉陷预计研究与实现

为对地表沉陷进行方便准确的预计,以大型可视化工具包VTK为开发平台,对VTK过滤器进行扩展,将开采沉陷预计算法写入VTK过滤器,实现地下矿开采沉陷预计及三维可视化.首先设计vtk Conforming Delaunay2D类,实现相容Delaunay三角化,得到高质量的地表模型;再根据沉陷预计模型,设计开采沉陷预计过滤器vtk Subsidence Filter,实现沉陷计算;然后基于VTK实现属性提取和后处理,进而实现沉陷地表的动态更新;最后建立VTK流水管线,将结果三维可视化.该方法突破了以往VTK主要用于三维可视化的局限,通过扩展VTK过滤器,拓宽了其专业应用.研究成果可用于地下煤矿与金属矿开采沉陷预计、开采沉陷的土地资源管理与复垦以及自然崩落法放矿的矿岩接触面模拟.     

减轻煤炭开采中地表沉陷的技术浅析

采煤引起的覆岩破坏和地表沉陷对煤矿生产安全和环境破坏的威胁是非常严重和无法回避的问题。开采过程式的沉陷导致地表下沉变形,从而对矿区范围内村庄房屋等建筑物交通道路、河流、土地、植被等产生不同程的影响。因此,采用可以有效控制地表沉陷产生的煤炭开采方法十分必要。     

减轻煤炭开采中地表沉陷的技术浅析

采煤引起的覆岩破坏和地表沉陷对煤矿生产安全和环境破坏的威胁是非常严重和无法回避的问题。开采过程式的沉陷导致地表下沉变形,从而对矿区范围内村庄房屋等建筑物交通道路、河流、土地、植被等产生不同程的影响。因此,采用可以有效控制地表沉陷产生的煤炭开采方法十分必要。     

地层沉陷的数值模拟应用研究

系统地总结了近些年来，应用有限元、离散元等数值分析方法研究开采引起地层沉限的一些成果，用有限单元法分析了辽源矿务局西安煤矿立井保护煤柱开采引起的筒变形和滑移，在断层与井筒交界处，井筒发生了错动，且周围明显呈现塑性破坏区；用离散单元法研究了地下开采引起地层沉陷的动态发展过程，对指导建（构）筑物下开采具有重要意义，并且表明数值模拟方法对分析含构造岩林地表沉陷是行之有效的。