风积沙非充分采动地表移动规律研究

作     者：郭文兵 葛志博 胡玉杭 杨伟强 胡超群 王宇 

作者机构：河南理工大学能源科学与工程学院 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心 

出 版 物：《河南理工大学学报(自然科学版)》 (Journal of Henan Polytechnic University(Natural Science))

年 卷 期：2025年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U21A20108) 

主　　题：大采深 风积沙地貌 地表持续移动时间 地表沉陷 移动变形规律 

摘      要：目的 为研究风积沙地貌非充分采动地表移动变形规律，方法 以门克庆煤矿11-3105工作面为研究背景，通过建立地表移动观测站对研究区域地表移动进行连续监测，结合理论分析对风积沙地貌地表移动变形规律进行研究。结果 实测数据表明：大采深风积沙地貌非充分采动条件下，地表走向、倾向最大下沉值分别为423，464 mm，地表沉降量较小，说明地表沉降响应表现反应缓和，计算得出最大下沉速度滞后距，为401 m，最大下沉速度滞后角为60.97°；结合关键层理论和固支梁挠度分析，发现工作面上覆岩层在沉降传导过程中会出现离层空间，揭示了地表在风积沙缓冲作用下沉降较小的机理。通过对地表移动持续时间进行深入研究，以微积分和几何学为基础构建了地表移动持续时间“面积计算模型，给出了地表移动持续时间计算公式，并对11-3105工作面（超）充分采动区域的测点和10个不同矿区进行地表移动持续时间分别进行预测，该工作面部分测点预测值与实测值最小误差为 5d，最大误差为10 d；针对10个不同矿区预测值与实测值最小误差为4 d，最大误差为34 d，与实测结果吻合程度较高，验证了“面积计算模型的预测精度和合理性。结论 研究结果丰富了煤矿开采地表移动规律的内容，对开采沉陷区建筑物利用保护及土地复垦等具有重要指导意义。