湖南五亩冲煤矿采空区地表沉陷预计

作为煤矿固有的也是主要的环境地质问题,采煤沉陷已成为煤矿区危害范围最广、影响程度最大、延续时间最长的一种工程地质灾害。本文针对煤矿采空区地表变形问题,以湖南省宁乡县五亩冲煤矿地质环境影响评估项目为依托,对该煤矿采空区地表变形影响因素进行分析,同时利用矿山开采沉陷预计理论进行沉陷影响程度分区,以期对其他同类型地质环境的矿区预测采煤沉陷起借鉴作用。     

断层影响下开采沉陷预计研究

在地质条件复杂,特别是遇到断层的情况下,地表沉陷的正常规律被掩盖,表现出特殊的规律性.对断层影响下的开采沉陷预计问题进行了研究,建立了基于概率积分法的预计模型.在该模型中,将开采引起断层的离层空间看成一个等效倾斜采空区,分别计算实际采空区和等效采空区对地表的影响,然后将两者叠加起来,得到地表变形.基于AutoCADVBA平台,利用该预计模型开发了预计程序.运用该程序可以预计计算出断层影响下地表的:下沉值(W)、水平移动值(U)、倾斜值(i)、曲率值(k)、水平变形值(ε).程序能以栅格或是矢量数据格式输出变形曲线.通过与实测资料对比,验证了该模型的正确性.     

煤岩开采与地表沉陷的预计程序

在阐述应用概率积分法进行煤炭开采与地表沉陷的分析和应用三次样条插值法进行沉陷图形绘制的理论之基础上，介绍了煤岩开采与地表沉陷的预计程序的技术特点．举例说明了该软件最终输出的等值线图以及地表沉陷成果表．     

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.     

采空区地表沉陷对地面建筑物的影响

利用有限元分析软件ADINA模拟采空区地表沉陷对地表建筑物的影响,可以清楚地看到在开挖过程中厂房的沉陷变化过程。对研究采空区已有建筑物的保护,以及采空区新建建筑物的设计具有指导意义。     

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.     

概率积分法在煤矿采空区地表变形动态评价中的应用

开采沉陷是由于煤矿地下煤层的开采导致的一种主要的地质灾害类型,对土地的破坏非常严重.由于目前我国土地资源的日益紧张,在开采沉陷区修建建筑物成为发展方向,所以研究开采沉陷造成的地表变形,并对其稳定性进行评价,具有非常重要的意义.本论文应用概率积分法对肥城曹庄煤矿造成的地表变形稳定性进行了评价,取得了良好的效果.     

地下开采引起地表沉陷的电算化研究

分析了地下开采引起地表沉陷的计算原理,描述了地下开采引起地表沉陷的预计模型,同时,以VC为开发平台,开发了地表沉陷预计程序CXYJ2001。该程序与AutoCAD、Matlab接口,具有良好的图形交互和结果显示界面。本文以姚桥矿西九采区为例,进行了实际运算,计算结果与手算结果基本吻合,预计下沉边界与实际下沉边界基本一致,证明了在非急倾斜条件下,该软件计算结果是可靠的。     

煤矿地表沉陷综合治理研究

矿业在我国经济建设中起着重要作用,但同时矿山开采对环境产生的影响也比较大.主要表现在煤层开采造成采空区引起的地表塌陷.分析了地表沉陷的危害性,对煤矿地表沉陷综合治理进行了研究,提出了相应的治理措施.     

北洺河铁矿开采沉陷预计及地表变形监测与分析

根据北洺河铁矿覆岩整体性差的特点,将基于地理信息系统(GIS)和概率积分法的MSDAS-GIS系统应用于采用无底柱分段崩落法的金属矿山的开采沉陷预计.通过GIS建模全面反映矿区的三维地理、地质信息及其内在属性,利用GIS的空间分析和图形显示功能对理论预计结果和现场监测结果进行综合分析,从而直观反映出开采沉陷对周围环境的影响程度及范围.     

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。     

煤矿预测地面沉陷与实际沉陷的对比分析——以章村矿2404工作面为例

地下煤炭开采后,地面按一定规律形成下沉移动盆地,在该盆地范围内的不同位置将产生大小不同的移动与变形。概率积分法在地面移动变形预计中具有参数容易确定、实用性强等优点。利用概率积分法对章村矿2404工作面进行地面沉陷预测,将预测数据与实际监测数据进行对比分析,得出概率积分法在煤矿地面沉陷预测中具有可行性。     

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。     

煤矿地面沉陷治理对策的评价方法

在调查研究的基础上,根据最优性准则,建立了煤矿地面沉陷治理对策方案的评价指标体系,研究完善了一套动态的层次分析评价方法     

高速公路连接线通过某煤矿安全评价

为了对高速公路连接线经过煤矿采空区的稳定性和危害性作出评价,运用概率积分法预计了地表移动和变形,结果表明,该高速公路连接线地表最大下沉值、地表最大倾斜值、地表最大曲率值、地表最大水平移动值和地表最大水平变形值均不能满足地表建筑物不产生破坏的标准,因而在在该采空区附近修建高速公路连接北线不能保证公路工程的安全,必须进行工程治理。     

Subsurface subsidence prediction model and its potential applications for longwall mining operations

This paper summarizes the development of an enhanced influence function method to predict longwall mining induced subsurface subsidence.This model takes the stratifications of the overburden,particularly the massive hard rock (i.e.,limestone and sandstone) layers,into consideration.A new deformation term,total strain or void intensity,has been introduced and can be determined from the predicted subsurface movements.This term reflects the volumetric expansion of overburden rock under the influence of mine subsidence.A case study has demonstrated the applicability of the enhanced subsurface subsidence prediction model.     

基于改进概率积分法的倾斜条带状工作面开采沉陷预计研究

常规概率积分法适用于水平和近水平煤层开采沉陷预计,对倾斜煤层的开采沉陷预计存在较大误差,为此,借鉴变步长数值积分的思想,提出倾斜条带状工作面开采沉陷预计的改进概率积分法,设计了新的计算模型;具体做法是：将工作面在埋深方向用二分法划分为多个子工作面,从而将倾斜工作面的开采沉陷预计转化为多个水平子工作面的开采沉陷预计;对细分级数f ,进行 f轮计算;对第i(i=1,2,...,f-1) 轮计算,工作面被等分为2ⁱ 个子工作面,进行 2ⁱ次迭代计算;第 i轮迭代计算后,再将每个子工作面在深度方向进行二分,继而进行下轮迭代计算,重复进行,直到前后两轮计算结果差值的均值和方差均在目标范围内。证明了该算法的收敛性;算法分析表及应用实例明,该方法消除了倾角和平均深度对倾斜煤层开采沉陷的误差,计算模型更加科学,计算结果更可信,适用于任意倾斜条带状煤层和非煤地下矿较规整采场开采沉陷预计,以及自然崩落法矿岩接触面模拟。     

采空区对输电线路塔基影响的安全评价及应急处理

针对贵州六盘水市煤层采空区上产生垂直方向的下沉、倾斜、曲率变形和水平方向的水平移动、拉伸与压缩变形,导致输电线路塔基基础发生不同程度的移动和变形的情况.结合贵州六盘水市煤层采空区输电线路地质灾害状况,搜集了有关矿区地质、采矿等资料,应用概率积分法预计采空区及输电线路杆塔地基地表移动和变形的最值,定性评价塔基最终稳定程度,并对输电线路的运行安全性作出评价,得出,典型煤矿区上的水滥线056塔、盘红011塔,普滥Ⅰ回线187塔、188塔均处于潜在不稳定和运营不安全状态,从而提出了带电扶正铁塔、基础带电复位、基础加固和改线四条措施,对输电线路的设计、排除危险塔基安全隐患、保证输电线路的安全、正常运营有重要意义.     

In Situ Measurement of the Undisturbed Ground Temperature for Ground Source Heat Pump System

The undisturbed ground temperatures are important for design of the ground heat exchangers in ground source heat pump （GSHP） systems. In this paper, the undisturbed ground temperatures measured in two different methods are presented. The investigation was carried out in two cases. The temperature measured with the direct method is assumed to give the correct undisturbed ground temperature profile. The temperature measured with indirect method overestimates the undisturbed ground temperature by 2.1℃ and 1.7~C. This difference is mainly caused by the circulation pump and ambient air to the fluid. Therefore, the results that are decreased about 2℃ as compared with the indirect measured are recommended to estimate the undisturbed ground temperature in situ measuring. A smaller pump or deeper borehole or mild weather would result in a more correct temperature. Because the undisturbed ground temperature is affected by many factors. Whether or not these conclusions are correct to other areas, this would need further investigation.