急倾斜矿体开采地表沉陷与概化地应力研究

急倾斜矿体开采地表沉陷规律不同于自重应力作用下的煤矿地表移动规律的特点,研究结果表明急倾斜矿体开采地表沉陷的主控因素为残余构造应力场与成矿应力场、急倾斜矿体的产状、覆岩体结构与节理裂隙的空间展布规律、开采放矿与顶板管理方法．此外,提出了研究急倾斜矿体开采的地表移动规律时必须在煤矿地表移动规律基础上,引入以残余构造应力为主要影响因素,同时包含倾角、岩体结构、放矿规律的4大主控因素;在此基础上,推导了急倾斜崩落法开采矿山地表移动与概化地应力的关系式,并通过实例加以验证,为多主控因素综合机理研究奠定了基础．     

开采沉陷的地表移动规律初探

煤炭资源开采造成的地面沉陷是一种危害很大的地质灾害,不仅破坏耕地、损坏地面建筑物,严重影响着生态环境,已成为环境工程研究的重要课题之一。本文以某矿开采沉陷为例,利用微机进行数据处理、分析,在此基础上探讨了沉陷体的地表移动规律,对矿区开展防灾减灾工作具有积极的现实意义。     

开采沉陷层状随机介质理论的数学模型和实体模型

本文阐述了层状随机介质的基本原理和推理方法,用数学模型导出了不同形态沉陷盆地的分布函数,说明了相应的参数估值的数理统计方法,进而把各种分布函数归纳为惠泰克方程的解函数,给出了随机介质理论实体模型的主要物理特性。     

冲击地压的构造应力条件

为建立大安山矿冲击地压危险性与井田地应力场之间的内在联系,结合大安山矿地应力测量结果,全面分析了大安山矿地应力场的类型、作用特征及其与区域构造的关系.分析大寒岭倒转向背斜的形迹、剖面特征及其对井田地应力场的影响,采用数值模拟方法对研究结果进行验证.研究表明:水平构造应力在大安山井田应力场中起控制作用,井田应力场为典型的构造应力场,井田内最大主应力为NW-SE向.大寒岭倒转向斜发育的次级褶皱——百草台倒转向斜轴部区域应力集中,为向斜南翼的2~3倍.大安山矿处于极高应力状态,具备发生冲击地压的构造应力条件.     

开采沉陷的预计方法及发展

本文简要介绍目前几种常用的开采沉陷预计方法（概率积分法、典型曲线法和剖面函数法）的原理、特点及应用情况。并总结了近些年来新生的开采沉陷的预计方法的原理、特点及其应用情况。并简述了今后一段时间内开采沉陷预计的主导方法,给开采沉陷的预计带来一定的指导意义。     

急倾斜矿体开采岩体移动规律与变形机理

为了研究急倾斜矿体开采的岩移规律与变形机理,采用数值模拟的方法,对急倾斜矿体在高构造应力和自重应力2种条件下的岩移特征进行对比分析.研究结果表明:当开采区在竖直方向上的高度远小于矿体在水平方向上的长度时,在这2种应力条件下都具有类似水平矿体开采的地表岩移特征;反之,在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采地表出现双沉降中心的现象,而在自重应力条件下只存在单沉降中心;在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采在地表移动变形量、移动变形影响区规模及地表宏观变形破坏特征上与自重应力条件下相比都有较大差异,原岩应力场中作为特征量的最大主压应力的取向对岩移行为的影响是产生这差异的根本原因.     

水平煤层开采地表移动盆地主断面性质的研究

根据随机介质理论,本文详细地讨论了水平煤层开采时地表移动盆地主断面内移动及交形的性质,得出一些有月的结论,并从理论上分析了空间问题转化为平面问题的条件。本文对地表移动及变形的计算有一定的指导意义。图2,参3。     

信阳牢山寨花岗岩岩体节理发育特征及构造应力分析

信阳牢山寨花岗岩岩体位于大别造山带北麓,北淮阳构造带内,属燕山晚期第一次岩浆侵入的产物,主要岩性为中粒二长花岗岩。研究区规划为五岳抽水蓄能电站上水库,明确花岗岩的节理特征及构造应力场对水库的防渗处理和设计施工具有重要的指导意义。本次研究统计分析了库区范围内的351条节理,查明节理的优势方位为NNW-SSE向,倾角均为大倾角,节理面在浅部风化较为强烈,风化程度随深度增加而降低;节理张开度主要是微张—闭合,充填物主要为石英脉、岩屑和泥质,透水性较差。利用共轭剪节理的配套和分期,反演得出研究区构造应力演化史：燕山晚期主应力方向为NEE—SWW,至喜山期主应力方向转变为近E—W向;此两期构造应力与大别山地区构造运动应力方向一致。在喜山期之后,研究区主应力方向转变为NNE—SSW,此为该地区小范围的构造应力场特征。水压致裂法试验测试得出研究区构造应力略大于自重应力,属于低应力场区域。压水试验结果显示,随着深度的增加,岩体透水率降低,但在节理密集段其透水率伴随节理的发育而增大。这表明,研究区近地表中—强风化花岗岩岩体,风化程度高、卸荷严重、节理裂隙发育,岩体较破碎,透水率较大;随着深度的增加,岩体的风化程度降低,卸荷减弱;同时,自重应力和围压的增加迫使岩体节理张开度减小,NNW和近NWW向、填充度小的节理成为深部岩体的主要透水通道。因此,水库设计中应针对该类型节理进行防渗处理。     

大连地铁地表沉降规律

为研究地铁隧道施工引起的地表沉降问题,目前主要采用选取某一地区具有典型性的地质特征,结合实际现场施工总结出与该地区类似地质条件下的概算方法.以随机介质理论为基础,以大连地区地铁隧道开挖大量地表沉降实测数据推导出了可以运用于大连地铁隧道施工引起的地表沉降理论计算公式参数,并对实测沉降值与理论沉降值进行对照,得到了较为满意的成果,该成果对地铁隧道施工具有一定的参考价值和指导意义.     

构造应力对煤矿区采动损害的影响探讨

采动损害是指由于地下采动在地表产生的开裂、沉降和塌陷等严重损害地表生态环境的地质灾害。在构造介质、构造界面特征相似,开采强度也相同的条件下,煤矿区采动损害与其所处的构造应力场性质有关。在构造挤压区,一定的地下开采强度可能不会对地表造成强烈损害;而在构造伸展区,同样强度的地下开采则可能对地表生态环境造成严重破坏。     

关于地表最大下沉值计算的研究

在地表最大下沉值的计算中,用推导出的通用公式对过去使用的一般计算公式进行归类分析,得出以往的各类公式都可归为通用公式的特例的结论,又由于通用公式的内涵酝藏着诸多影响地表最大下沉值的因素,故使得计算的准确性大大地得到提高.图3,参19.     

构造应力与采动损害关系的数值试验研究

采用岩石破裂与失稳分析系统（RFPA），对不同构造应力条件下煤矿区地表环境损害特征进行数值试验，结果表明：处于伸展构造背景下的煤矿区，煤层覆岩受到拉张构造应力作用，在煤层开采过程中，覆岩运动、变形和对地表地质环境的损害相对比较强烈；而处于挤压构造应力作用下的煤矿区，覆岩运动、变形及其对地表地质环境的损害相对较弱，或表现滞后。     

考虑附加应力的采动沉陷区建筑物设计

针对地下矿产开采后形成采空区导致覆岩及地表沉陷,对地面建筑物造成不同程度破坏的问题,以一栋四层砖混结构办公楼为模型,从理论上分析该模型在承受地表变形时,墙体和基础所受到的附加应力。以此为基础进行抗变形结构设计,分析Ⅰ~Ⅳ级地表变形对建筑物结构构件设置的影响,给出具体设计的墙壁圈梁配筋。     

厚黄土层矿区采动失水引起的地表沉降计算方法

西部厚黄土层覆盖矿区的采煤沉陷具有特殊性处于地下水位以下的饱和黄土层在开采沉陷过程中产生失水固结变形,将引起地表发生明显的附加沉降以渭北黄土覆盖矿区条件为模型,根据地下水位下降曲面特征分析了采动饱和黄土层失水固结的土力学机理,提出了采动黄土层压缩量的计算方法利用随机介质理论建立了采动黄土层失水固结引起的地表附加沉陷变形的计算模型实例计算表明,开采沉陷区黄土层的失水固结导致地表发生较大的沉陷,这种附加变形增大了地表变形程度和移动影响范围,对地面建筑物的保护造成不利影响     

条带开采沉陷预测分析与工程应用

为了合理确定条带开采留宽长度,模拟条带开采引起的地表变形,开挖环境的工程措施要求、保护对象的空间位置和开采岩层的情况,选用相应的条带开采沉陷机理、计算模型和计算方法,用以预测设计开采区的地表变形以及采后数据整理.全部工作是在自行研发的软件包的基础上完成,实现了地表变形计算的可视化分析系统.依据马蹄沟煤矿地面观测资料及采区的地质开采条件为基础,应用该系统,指导该矿成功的在河流及建筑物下开采,做到了准确预测预报.     

基于时间函数的高寒矿区地表动态下沉规律研究

高寒地区因为其冻土的特殊性质导致其经历开采后随着季节变化易导致上覆岩层破坏,因此,为准确预测高寒地区矿区上覆岩层的动态沉降的发展趋势,本文选取高寒矿区地表富水区作为研究对象,基于Weibull时间函数与分段函数的思路,结合矿区地表InSAR监测数据建立高寒矿区地表动态沉降模型,讨论了该函数模型的适用性。结果表明:高寒矿区冻胀地表沉降的三个阶段沉降量与时间的关系曲线与Weibull时间函数模型对应曲线相符;对Weibull时间函数的双参数取值进行探讨并优化,最终确定当初始、加速阶段的λ取值2.5,η取值0.068,稳定阶段λ取值2.3,η取值0.048时误差处于限差范围内,能较为准确地模拟预测地表的动态沉降过程,该研究可为高寒矿区的防灾减灾及治理工程提供参考。     

停采后覆岩及地表下沉率随时间变化实验分析

根据实验结果分析了开采停止后覆岩及地表下沉率随时间变化过程。下沉率随着开采面积的增大而增大,在采动过程中,从煤层顶板到地表的下沉率由大变小,当达到充分开采后,地表和岩层的下沉率基本趋近为一常数。根据下沉率随时间变化的特点,建立了其相应的函数形式,最后根据动态下沉率推导出动态下沉值的计算公式。