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.     

煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷预计

为对煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷进行预计,运用"等价采高"的概念,建立了充填开采等价采高模型,得出了充填开采地表沉陷最大值计算公式;采用FLAC3D数值模拟软件对充填开采地表沉陷情况进行模拟,应用数学回归分析数值计算结果探究了充填开采地表下沉系数和等价采高的关系,最终确定高浓度胶结充填开采地表下沉系数与等价采高近似成数学常数的指数函数关系;结合现场工程实践,计算得出在特定条件下新阳矿充填开采地表下沉系数为0.11,地表沉陷预计最大值为72.6 mm,与其他采用充填开采技术工作面的地表沉陷实测结果基本一致.     

煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷预计

为对煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷进行预计,运用"等价采高"的概念,建立充填开采等价采高模型,得出了充填开采地表沉陷最大值计算公式;采用FLAC3D数值模拟软件对充填开采地表沉陷情况进行模拟,应用数学回归分析数值计算结果探究了充填开采地表下沉系数和等价采高的关系,最终确定高浓度胶结充填开采地表下沉系数与等价采高近似成数学常数e的指数函数关系;结合现场工程实践,计算得出在特定条件下新阳矿充填开采地表下沉系数为0.11,地表沉陷预计最大值为72.6 mm,与其他采用充填开采技术工作面的地表沉陷实测结果基本一致.     

地表沉陷动态时间函数研究

以概率积分法为基础,分析了地下开采引起的地表沉陷实际规律,首次构造、推导出比著名的Knothe时间函数更精确的动态时间函数,并基于动态时间函数建立了地表移动的动态过程计算方法,分析了动态时间函数的适用性和局限性,进行了实例验证.结果表明,地表沉陷动态时间函数能够更准确地反映地表移动动态特征,解释采动现象,更准确预计出动态地表移动与变形值.     

石油与天然气开采引起的地表下沉预测

石油与天然气开采导致油气层中地下压力的减少，造成油气层的压密。当压密的数值达到一定量时，会引起地表下沉。本文主要介绍了油气开采引起地表下沉的机理和下沉危害，把油气开采引起的地表移动视为随机过程，以整个开采区域为研究对象，提出了下沉源函数和下沉传播分布函数，建立了开采引起地表下沉的预测模型，为研究油气开采引起的地表沉陷损害问题提供了理论依据。     

地下开采引起地表沉陷的数值模拟

近年来,因地下开采活动造成岩层和地表沉陷的问题越来越严重,这个问题也引起地下工程师的高度关注,因此,为了实现矿山的安全开采,在开采前一定要对影响地下岩层和地表沉陷的因素进行分析和研究。下面本文将以某矿山开采为研究对象,采用数值模拟的方式,并利用FIAC软件,对该矿山开采中引起岩层以及地表沉陷数值建立研究模型,然后对其结果进行分析,最后总结地下开采引起的岩层和地表沉陷的规律,提出科学避免地表沉陷的开采方法。     

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。     

基于随机森林的地表下沉系数求取方法

地表下沉系数是开采沉陷预计的重要参数。文章介绍了随机森林回归算法的基本原理以及基本的实现流程,讨论了影响地表下沉系数的地质采矿因素,建立了一种用于计算下沉系数的随机森林回归预测模型。对模型的测试结果表明,预测值与实际值的最大相对误差为3.52%,最小相对误差仅为1.06%。利用该预测模型求取下沉系数不仅速度快,而且具有较高的精度,可以在实际工程中推广应用,该模型为求取下沉系数提供了新的途径。     

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.     

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.     

矿山开采沉陷GIS三维可视化基础构建

GIS三维可视化为矿山开采沉陷模拟计算提供一种认识和理解地理信息的新方法。阐述了OpenGL的概念、特点和基本功能,探讨了一种建立三维地层信息的数学模型,研究了VC 6.0与OpenGL结合进行三维可视化的开发基础结构,为矿区GIS三维可视化的进一步开发提供基本的OpenGL环境。     

石膏矿采空区顶板下沉量的灰色Verhulst预测

采空区顶板下沉量预测是采用空场类采矿方法的矿山安全生产管理的重要内容之一,也是实现采空区重大危险源有效监控的基本要求.在充分认识采空区顶板下沉特性的基础上,采用灰色Verhulst方法,建立了顶板下沉量预测模型.用该模型对某石膏矿采空区顶板监测的实际数据进行了分析,结果表明该矿采空区已进入危险期.模型精度能满足要求,说明灰色Verhulst模型用于采空区顶板下沉趋势预测具有很好的适用性.     

矿山测量发展的一个新方向——土地复垦及研究现状

本文在综合分析美、英、苏及国内土地复垦经验的基础上,提出了矿山测量人员在土地复垦中的4大任务,即开采沉陷的应用研究,矿区复垦的规划设计,复垦工程的检查验收及图纸资料的测绘。并论述了土地复垦可作为矿山测量的一个新的分支学科。     

彬长生产服务区下采空区稳定性评价研究

针对彬长生产服务区建筑群受采空区影响问题,应用数值模拟计算、覆岩变形理论分析方法,结合地表监测成果,综合计算分析了建筑群下107工作面综放开采采空区稳定性及其对建筑物的影响,分析结果表明,107工作面开采属于非充分采动,覆岩中洛河组、宜君组坚硬厚岩层对地表移动变形具有控制性的作用,由于坚硬关键层的整体变形作用,使得地表水平移动范围大于沉陷范围,地表建筑群下采空区已基本稳定.应用影响函数预计模拟方法预计分析了地表剩余移动变形,表明地表移动盆地已经处于基本稳定状态,地表剩余移动变形对建筑物影响很小.研究结果为彬长生产服务区建筑群下开采沉陷灾害治理提供了可靠地依据.     

软基上结构仿真计算方法及其应用

根据半无限大地基弹性沉陷公式,利用线粘弹性－弹性相应原理及Ｌａｐｌａｃｅ变换等数学工具,导出了Ｋｅｌｖｉｎ型和三参量粘弹性地基沉陷公式。用空间八结点徐变等参单元离散上部结构,地基沉陷采用粘弹性理论解,提出了对软基上结构进行仿真计算的半解析计算方法,并编制了相应的计算程序,实例计算表明,仿真算法能很好地模拟整个工程从开挖施工到正常运行的全过程。     

采煤塌陷区旅游化复兴研究——以山东省曲阜市单家村煤矿为例

以德国鲁尔工业区的成功转型为出发点,借鉴其经验,通过分析单家村煤矿矿区的旅游化复兴条件,提出工业旅游区、农业旅游区和采矿迹地旅游区三大区的开发设想,并针对各区设计相应的旅游项目,为采煤塌陷区的治理提供了新的思路和解决途径.     

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。     

长壁工作面矸石充填开采沉陷控制效果的初步分析

在简要介绍长壁工作面矸石充填采煤原理的基础上,分析了长壁工作面矸石充填开采沉陷机理和过程,提出了矸石充填开采的有效充填厚度和等效开采厚度的概念,建立了长壁工作面矸石充填开采覆岩破坏和地表沉陷的预测模式。并结合兖州矿区某煤矿3煤采区地质采矿条件,分析研究了矸石充填开采沉陷控制的具体效果。     

矿山GPS沉陷与变形监测体系

从矿山沉陷与变形观测体系内涵入手，对以GPS全球卫星定位系统为核心技术构建的矿山沉陷与变形观测体系进行了诠释，阐述了关于矿山GPS沉陷与变形监测体系的一系列核心问题：建网原则及建网方法，监测要求及方法，GPS基线向量解算，变形分析与预报，处置方法，并提出了矿山变形监测网与生产用矿区控制网通用，作业精度标准取高的新观点。     

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。