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。     

贵州省煤矿生态环境影响评价分析

选取贵州省封家营煤矿为研究对象进行生态环评,采用hpMSPS模式进行地表沉陷预测,结果表明:封家营煤矿地表沉陷最终最大值为6.6 m,地表变形影响范围为0.39 km2。由于矿区范围内地表坡度较大,煤炭开采所造成的地表沉陷表现形式主要还是以地表裂缝、局部塌陷、崩塌和滑坡等现象为主。在分析煤矿开采所引起生态环境问题的基础上,提出具体的防治措施,从而为贵州省煤矿生态环境保护和矿区可持续发展研究提供参考。     

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.     

艾友矿106采区4煤层开采方案分析

煤炭的大规模开发对煤矿周围及其周围环境造成了严重破坏,造成的开采沉陷灾害日益突出。在沉陷区内,地表建筑物的损害不断加剧。并对艾友矿106采区开采对地表沉陷影响进行了预测。将地表建筑物在沉陷区内所处的不同位置进行分类,确定了地表移动、变形范围及地表建筑物损坏程度及其分布。并总结归纳了建筑物受损过程的动态破坏规律。另外,本论文总结了建筑物受采动影响的分布规律。     

河南省长虹煤矿生态环境影响评价

在长虹煤矿生态现状评价的基础上,通过对煤炭开采引起的地表沉陷预测,着重分析了地表沉陷对地表形态、土地利用、村庄建筑以及地面设施的影响,并提出了地面设施的保护和沉陷区土地复垦与综合整治措施。     

煤矿采空区地表沉陷可视化仿真

为实现煤矿采空区地表沉陷可视化,结合MATLAB仿真技术,利用矿区地质煤层条件和岩移观测参数及地表沉陷有关数据,建立采空区地表沉陷以动态时间函数结合概率积分法的预计模型,对煤矿开采造成的地面沉陷区进行仿真计算和分析.结果表明:该方法能反映地表移动的动态特征,实现了煤炭开采对地面动态沉陷影响的较为精确的分析与计算,可以直观而精确地对地表变形各种图形自动绘制,为其它矿区制定采煤采空区的预防和治理方案提供一个交互的三维仿真平台及可靠依据.     

2004—2013年开采沉陷类国家自然科学基金项目分析

回顾了国家自然科学基金委2004—2013资助开采沉陷类项目的基本情况,分析了开采沉陷领域面临的主要科学问题。开采沉陷类基金资助项目的主要研究内容为开采沉陷机理、开采沉陷与地表变形规律、开采沉陷预测模型和方法、地表移动变形监测技术、开采沉陷控制、采动地层地基稳定性、开采沉陷对地表构(建)筑物的影响及安全防护,尤其集中在开采沉陷机理、预测和控制三个方面。     

新发煤矿厚煤层开采地表沉陷规律研究及治理措施——以3001首采工作面为例

为了掌握新发煤矿厚煤层开采的地表沉陷规律,对该矿3001首采工作面开采时的地表岩移观测结果进行了分析,并针对破坏的土地提出了土地复垦措施。     

南桐煤矿开采岩移规律的数值模拟

针对南酮矿务局南酮煤矿深部开采复杂的采矿地质条件,运用求解非一性大变形问题有限差分法（FLAC）,对南桐煤矿二井三区开采引起的岩体移动、矿山压力分布和地表沉陷进行了研究,总结出了南桐煤矿深部开采引起的岩体移动的基本特征,采场周围矿山压力分布规律和地表沉陷的相关参数,所得结果对现场开采、工作面支护和采空区处理具有一定的指导作用,对开采所致的地表沉陷的治理提供了科学的依据。     

开采沉降测量预计

由于煤矿地下开采范围大、开采层数多而开采深度有限,开采的影响一般都能发展到地表,波及到上覆岩层与地表的一些与人类生产和生活有密切关系的对象。在开采影响波及到地表以后,受采动影响的地表从原有的标高向下沉降,从而在采空区上方形成一个比采空区面积大的多的下沉盆地。本文以葛店煤矿11031煤柱回采沉降情况为例进行了阐述。     

灰色Logistic I/II模型在煤矿开采沉降预测中的应用

 地下煤炭资源被人工采出以后,因上覆岩层的失稳、垮落、重新密实而使地表出现开裂、塌陷和变形等地质灾害。传统的研究煤矿开采沉陷的方法主要有地质法、实地监测法、物理和数值模拟法等,这些方法耗费大量人力、物力、财力,且部分参数的获取十分困难。为了获得在煤矿开采区域内地表沉降情况的准确信息,本文利用采动卸压原理和“三带”模型,以湖南省金竹山矿业公司的土珠煤矿开采沉降实况为研究背景,分析其地下采煤时地表裂缝与沉降的发生机制与特征。提出在开采垂直裂缝最大估算高度直接影响地表浅部的2煤层和3煤层时,应根据理论分析和实地观测的方法进行沉降预测,适时提供有效的安全预警信息;在开采垂直裂缝最大估算高度不影响地表的深部煤层时,可根据实际观测的历史数据建立灰色Logistic I/II模型进行地面沉降预测,无须再进行实际监测。通过实践验证和模型精度检验表明,灰色Logistic I/II模型预测精度高,预测值与实际值拟合度高,能准确提供有效信息,为地表环境的复垦规划提供重要参考依据。     

王庄煤矿放顶煤开采的地质力学分析

由于缺乏对本矿地质力学规律的研究,“三下”采煤及征迁赔偿等工作受到很大制约。因此掌握本矿区综采放顶煤开采条件下的地表移动和变形规律,具有重要研究价值。通过对王庄煤矿4326工作面地表移动观测站观测数据的地质力学分析,得出王庄煤矿放顶煤条件下的地表移动规律,取得了放顶煤开采的地表移动计算参数,为本区域“三下”采煤优化设计提供理论依据。     

有限元法在开采沉陷中的应用

“三下”采煤的安全问题是长期以来在采矿中值得注意的问题，它关系到矿井作业的安全和经济效益问题。本文就在给定的煤层现有开采技术条件下，利用概率积分法的理论和有限元预测在村庄下采煤的地表变形规律，关于村庄下采煤的地表下沉问题通过我国某煤矿的某一个方向地表下沉的实际观测值和用ANSYS软件预测的下沉曲线来做研究与对比，得出了可靠的结论。提出并论证了有限元在村庄下采煤的不同设计多数的模拟效果，从而解决了村庄下采煤的安全问题。     

浅埋煤层老顶岩块回转过程中的溃沙分析

分析了浅埋煤层老顶破断岩块回转过程中的溃沙机理，在岩块不发生回转失稳的条件下，确定了浅埋煤层中防沙开采的合理采高计算公式，计算得出岩块端角接触面的高度；通过不同岩块端角接触面高度滤沙实验得出了不发生溃沙的最小接触面高度是5．0m，根据这一结论设计的安全采高与传统的防沙安全采高设计相比大大提高了煤炭采出率，顶板基岩很薄的1203工作面开采出现突水而未溃沙证实了实验结论的可靠性。     

厚松散层下开采覆岩及地表移动变形规律试验研究

煤炭开采保障了我国能源供应,同时也因采空造成了地表变形沉降。针对厚松散层下开采覆岩及地表移动变形问题,依托兖州矿区某庄煤矿地质背景,采用模型试验,监测研究了采动过程中地表及各层覆岩移动变形指标的变化规律,探索了采掘结束后的持续变形阶段,指出受采动影响松散层压缩导致的移动变形值在整体移动变形上占比增大;在煤层采厚2.2m条件下,观测获得采后地表的最大下沉值为1447.6mm,最大水平移动值为394.6mm。研究结果对矿区工程建设用地及线路规划选址具有一定的实用意义。     

浅部隔离煤柱对覆岩运移的控制及其合理留设

为了揭示西部浅埋工作面沿倾向方向开采时隔离煤柱对覆岩运移的控制作用,以大柳塔煤矿为工程背景,采用相似材料模拟试验方法,分析工作面开采中隔离煤柱对覆岩垮落、移动变形的控制作用及其应力变化特征,并确定煤柱的合理留设。研究结果表明,采区倾向方向上,由于工作面间存在隔离煤柱,各工作面开采会形成彼此独立的垮落带,隔离煤柱有效地分隔了相邻工作面垮落空间的横向贯通和纵向扩展,隔开了相邻工作面上覆岩层沉降曲线;覆岩垮落高度与工作面倾向开采长度密切关系,非充分采动较充分采动时覆岩垮落高度明显降低。在煤层开采过程中,留设30 m宽的1^#~4^#煤柱处于稳定状态,但3^#、4^#煤柱安全性较低。理论计算出了2^-2煤和5^-2煤合理煤柱宽度分别为18.6 m、24.5 m,得出了避开煤柱集中应力与控制地表均匀沉降的上下煤层煤柱最佳错距为95.5 m。     

某铁矿充填法采矿引起的地表变形的Flac分析

地下采矿必然会引起采空区围岩的崩塌,围岩向采空区的移动可能涉及到地表,造成地表的陷落．采用充填法,留矿柱法等措施能够减轻地表的沉降．本文借助Ansys进行网格划分后,将其导入Flac数值计算软件中．Flac软件能模拟开采、回填、再向下开挖、再回填等过程,与实际开采和充填一致．对金山店铁矿东区分别进行不充填、20％充填、50％充填的地下开采进行模拟,研究采矿引起的地表沉降问题．分析得出下盘稳定性好于上盘,水平位移和垂直位移在量级上相当,充填越多越能减轻地表沉降．     

基于概率积分法的地面沉陷灾害预测

为了解决采矿引起的地表沉降与塌陷的破坏程度以及对地表用地的影响问题,结合采煤引起的开采沉陷研究理论,应用概率积分法,建立基本数学模型,选取合理的计算参数,模拟出了2006—2014年地面沉降变形曲线。结果表明:由于概率积分法是通过随机介质理论,从统计观点出发,把整个开采区域分解为无限个微小单元的开采,因此概率积分法能够准确的计算出地下采矿与地面沉降之间的相互关系,对于未来进行灾害预测具有重要的意义。实践表明这种算法具有很好的使用价值。     

基于合成孔径雷达干涉测量的高速铁路下伏老采空区稳定性监测分析

揭示老采空区现有变形规律是老采空区的稳定性分析的关键,而合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术对于广域地表变形监测有着传统测量技术无法比拟的优势.针对贵南高铁穿越大盘井采煤沉陷区的地表监测,采用最新的永久散射体对合成孔径雷达干涉测量(pe...