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。     

曲面拟合技术在开采沉陷预计中的应用

在以前的开采沉陷预计软件中,往往采用等倾角或分段等倾角来预计工作面回采后地表的沉陷情况,这不符合煤层实际的赋存情况,因此,也带来理论上预计的误差。采用曲面拟合技术可以消除这种理论上的预计误差。利用地理信系统采集煤层底板等高线的基础数据,再拟合出工作面煤层的曲面方程,根据曲面方程可以求出工作面煤层的倾角、倾向;求出开采微单元的各种变形值的偏移方向和偏移值,按照概率积分法叠加原理最终求出预计区域内的地表沉陷的各种变形值。通过工程实例验证曲面拟合方法下沉预计值标准方差为:411.4,水平移动标准方差为:268.39;采用等倾角或分段等倾角预计下沉值标准方差为:5329.1,水平移动标准方差为986.6.曲面拟合法优于分段等倾角法。     

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。     

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.     

开采地面沉陷预测的神经网络方法研究

应用神经网络理论,建立了开采地面沉陷预测的BP神经网络模型,采用开采地面沉陷实测数据对网络进行了训练,以此训练好的BP神经网络模型来描述开采地面沉陷与其影响因素之间的非线性映射关系,并采用测试样本对模型进行了测试,结果表明,网络的预测性能是令人满意的.     

煤矿地面沉陷治理方案的灰色关联评价

地面沉陷治理是目前矿区环境保护的重要课题。本文提出了一种建立于模糊和灰色关联分析基础之上，新的地表沉陷治理方案的评价方法，并给出了这种方法的应用实例。     

复变函数在确定开采沉陷有效预计点中的应用

基于矢量格式向栅格格式转换的基本原理,构造一复变函数,推导给出了确定有效区域范围内的预计点的判别方法,结合C++的运算符重载技术,构造了有效区域外无效计算点的剔除模型,解决了应用PC机进行海量数据计算中速度慢、内存小的技术难题,是应用概率积分法进行大范围全盆地地表移动变形快速计算的有效途径之一.研究区域为2.5 km2,利用剔除无效点模块所需时间为17.4 h,不利用该模块所需时间为28.5 h,速度提高了38.9%.该方法具有计算速度较快的特点,方便工程应用.     

开采地面沉陷预测的自适应神经模糊推理方法研究

现行各种开采地面沉陷预测方法均存在着一个共同的缺陷,均不能在集成以往开采地面沉陷工程实 例的基础上对某一地下采矿工程所引起的地面沉陷进行预测,而只能根据某种物理的或力学的方法对其进行预 测。人类在工程实践中所创造的开采地面沉陷方面的经验是非常宝贵的财富,应当在建立开采地面沉陷预测方 法时加以充分利用。以所收集的开采地面沉陷工程实例为基础现行各种开采地面沉陷预测方法均存在着一个共同的缺陷,均不能在集成以往开采地面沉陷工程实 例的基础上对某一地下采矿工程所引起的地面沉陷进行预测,而只能根据某种物理的或力学的     

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.     

永夏矿区开采沉陷规律研究

结合陈四楼矿的实际资料对永夏矿区开采沉降规律进行分析.找出引起其下沉系数增大的具体原因,为以后的矿区开采及地表开采沉陷治理提供理论依据.     

黄土丘陵区中小煤矿土地塌陷规律的探讨

通过对阳城县煤矿区中小煤矿土地塌陷数量、类型、程度以及塌陷破坏特征的调查,分析了造成土地塌陷的原因,探讨了黄土丘陵区中小煤矿在采煤过程中造成土地塌陷与上覆岩性、地层构造、地形地貌、煤层开采条件、采煤与顶板管理方法的关系,以及土地塌陷规律,为今后综合治理土地塌陷提供依据。     

兴县斜沟煤矿开采沉陷观测站的布设与观测

介绍了观测站布置与观测线设计,观测线现场布设,观测站的观测工作及要求,提出了观测工作中应注意的事项。     

物探方法在采煤沉陷探测中的应用

介绍了同家梁矿住宅区发生矿震的情况和地质概况,探讨了瞬变电磁法、高密度电阻率法的工作原理和程序,确定了矿震区域的采空层位和采空范围。     

成庄矿2307工作面地表移动规律研究

通过对成庄矿2307工作面现场观测数据的分析,探讨了2307综放工作面开采后的地表移动规律和有关岩移参数,并得出了相应结论。     

采动覆岩动态下沉速度规律的相似模拟研究

根据实验结果分析了采动下沉速度变化的特点 ,提出了最大下沉速度值是开采面积的函数 ,并根据下沉速度曲线的特征 ,建立了在不同开采面积下某一层位的下沉速度函数形式 ,最后根据下沉速度与下沉值的关系推导出动态下沉值的计算公式。     

减轻地表沉陷的开采技术

重点分析了房柱式采煤方法、条带开采方法、水砂充填采煤方法、分层间歇开采方法和离层带高压注入泥浆技术等对地表沉陷的影响,指出选择合适的开采方法对于减轻地表沉陷具有重要意义。     

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.     

东山煤矿71505工作面开采沉陷观测站设计

针对太原东山煤矿71505工作面的情况,探讨了在其地面设立地表移动变形观测站的意义及做法.