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。     

覆岩离层充填技术的理论基础与工程实施

概述了覆岩离层充填方法的产生与技术原理，对覆岩离层充填控制地表沉陷技术的关键问题－离层产生机理、离层分布规律及其影响因素进行了深入探讨，给出了6个方面的工程实施要点，所得结论对该技术的设计、施工与应用具有重要的参考和指导意义。     

覆岩离层分布时空规律的实验研究

通过相似材料物理模拟实验研究，揭示了煤矿区采动覆岩中离层产生、发展与分布的时空规律；探讨了离层发展高度与工作面推进距的关系、单一离层从产生到最大值直至消失的时间效应等规律。并提出了可充填离层带的概念，为离层充填减沉技术在理论上的完善及其在解决实际工程问题中的应用提供了科学的依据。     

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     

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”覆岩结构。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,可减缓覆岩的进上步下沉。因此,以矿山开采沉陷理论和毕竟性薄板理论为基础提出了覆岩离层注浆沉降计算模型,可确定上覆岩层离层空间发育的层位和岩层间的     

覆岩采动的动态模拟与离层带充填技术研究

通过相似材料模拟实验方法，研究地下开采引起岩层内部的移动和变形规律，揭示了煤矿开采上覆岩层中断裂，破坏，移动与变形及离层的产生，发与分布的时空规律，为指导实施离层充填减沉技术及工程实践提供了科学依据。根据岩石变形和移动的分布特征，将采动覆岩进行分区，建立理论模型，为进一步进行计算机数值模拟奠定了基础。     

浅埋煤层开采覆岩移动规律数值分析

利用RFPA岩石破断过程分析系统软件，对神府东胜矿区活鸡兔煤矿厚松散层浅埋煤层首采工作面上覆岩层在采动后的活动规律进行了动态数值模拟。并根据模拟结果，分析了随着工作面采动和推进，上覆岩层的破断过程、特征与来压特点。模拟结果表明，卸荷变形是引起浅埋煤层直接顶初始离层的主要因素之一，浅埋煤层老顶岩层破坏的主要顺序仍为“离层－断裂－垮落”，厚松散层浅埋煤层开采时，当关键承载层完全垮落后，覆岩会发生直达地表的整体切落现象。     

煤矿覆岩离层多层位高效注浆减沉技术应用

唐山煤矿铁二采区覆岩离层注浆减沉效果显著,其注灰比为25.3%,减沉率达到51.5%,有效地控制了地表下沉。通过分析该采区T2192工作面1#钻孔的注浆压力曲线和注浆量曲线,发现采用全段高多离层、大流量高浓度、连续注浆技术进行覆岩离层注浆的过程中,离层内的承压浆液对控制地表沉陷有重要影响作用。研究了承压浆液在离层内的力学作用,认为承压浆液对下部岩层的起到压实作用,对上部岩层的起到支托作用。此外,承压浆液不仅增加了浆液注入量,而且还增加了产生的“压实湿灰体”的体积,极大提升了注浆减沉效果。     

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。     

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。     

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。     

岩层移动的复合介质模型及其工程验证

将采场上覆岩体视为大系统复合介质,建立岩层移动的层状－离散二重介质模型．采用薄板层状介质解析与离散元数值模拟相结合的方法,探讨了整个上覆岩层的移动规律,从而为研究减缓地面沉降技术提供了可靠依据,并举一实例作为工程验证．     

纤维加筋土边坡的计算机模拟

为了认识纤维加筋土边坡的破坏机理,针对模拟模型,采用离散单元法模拟纤维加筋土直立边坡受荷载作用时其内部裂隙的产生物发展过程,得出裂隙是从底层与纤维的结合面处产生并逐步向上扩展的结论。     

稳健估计在岩移参数辨识中的应用

本文针对地表与岩层移动观测中离群值存在的不可避免性，提出了采用稳健估计对地表下沉模型参数进行辨识的方法，通过实例验证，该方法与其它方法相比具有一定的优越性     

地质采矿因素对离层分布规律的影响分析

根据笔者多年来的研究成果,从是否有利于离层充填技术实施的角度分析了一些主要地质采矿因素对煤矿采动覆岩中离层分布的时空规律的影响作用,并给出离层充填技术的适用条件,为该技术从理论到实践的进一步完善提供了宝贵、可靠的资料。     

粗榆金矿地下开采覆岩运移规律数值模拟

针对粗榆金矿急倾斜极薄矿体下行充填开采过程中岩移规律开展数值模拟研究.通过现场节理调查确定节理产状与间距，利用Hoek-Brown强度准则确定数值计算参数，借助神经网络获得数值计算边界条件，结合三种不同数值计算方法开展计算分析.研究表明，矿体上盘岩层沉降明显，矿体覆岩沉降变形区域呈筒形陷落；FLAC3D和3DEC计算结果显示，粗榆金矿地表不存在沉降区域；随机介质计算结果显示，二号竖井、新建的选矿厂以及职工宿舍浴池均在岩移带之外；相对于FLAC3D，3DEC计算方法，随机介质方法更适合对急倾斜极薄矿体开采导致的岩层运移进行模拟研究.     

CLM4.5对中国区域夏季土壤湿度的模拟研究

利用CESM(Community Earth System Model)框架最新发布的陆面模式CLM4.5模拟得到中国区域1991~2010年7月份0~10 cm的土壤湿度数据集;并以中国农作物生长发育和农田土壤湿度旬值数据集的土壤湿度作为实测值,与模拟结果进行了比较分析。结果表明CLM4.5能够揭示中国区域7月份0~10 cm土壤湿度的空间分布特征,与实测数据土壤湿度的年际变化趋势保持着较好的一致性。利用曼-肯德尔法进行突变现象检测表明,模拟和实测得到的二十年的土壤湿度在华北、东北地区有逐年减小的趋势,尤其是东北地区土壤变干现象尤为明显;而华东、华中地区的土壤湿度以2~3年为周期增减,并没有一个持续稳定的变化趋势。CLM4.5模拟的土壤湿度值普遍偏高,最大偏差超过0.1 mm3·mm-3,这可能与模式的参数化方案有关,在以今后的研究中有待进一步探索。     

基于人工神经网络的地下矿山岩层移动研究

提出了采用人工神经网络方法进行地下金属矿山岩层移动预测，结合模糊数学对选取的地表移动影响因素进行了处理．计算结果表明，所选取的各因素之间及其与岩层的移动角之间存在着较强的非线性关系，移动角的大小与选取因素有着密切的联系，进而从理论上证明可以预测由于开挖引起的岩层和地表移动的范围问题．     

工作面推进过程中上覆岩层冒落的数值模拟

为了研究在工作面推进过程中上覆岩层冒落情况,基于“支架梁”模型理论、连续介质力学和损伤介质力学原理,采用RFPA^2D分析系统,模拟了岩石从裂纹萌生、扩展直至断裂的全过程,再现了煤层采动中其上覆岩层来压及工作面推进过程中剪应力、岩层下沉的变化规律。结果表明：厚顶对上覆岩层的运动起控制作用,它是该岩层系统中的关键层,另外,随着工作面向前推进,在工作面前方煤壁形成支承压应力升高区,上覆各岩层的下沉量不断增加。