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采动覆岩动态运移对地表沉陷的影响

黑龙江科技大学学报 2025年第1期35卷 26-31页

作者：李佳臻杨志涛刘刚傅永帅张峰黑龙江科技大学矿业工程学院哈尔滨150022 宝泰隆新材料股份有限公司博士后科研工作站北京100000 山西工程技术学院矿业工程系山西阳泉045000

为研究采动覆岩动态运移对地表沉陷的影响,采用数值模拟方法着重分析了采动主关键层和地表下沉过程中的下沉拐点及最大下沉点的变化规律。结果表明:采动主关键层弯曲下沉条件下,覆岩下沉拐点连线为指向采空区的内凹曲线形态,覆岩和地表... 详细信息

为研究采动覆岩动态运移对地表沉陷的影响,采用数值模拟方法着重分析了采动主关键层和地表下沉过程中的下沉拐点及最大下沉点的变化规律。结果表明:采动主关键层弯曲下沉条件下,覆岩下沉拐点连线为指向采空区的内凹曲线形态,覆岩和地表最大下沉值缓慢增大;采动主关键层破断下沉条件下,覆岩下沉拐点连线变为指向采空区的指数曲线形态,覆岩和地表最大下沉值快速变化;主关键层动态运移结构决定了地表下沉形态,主关键层破断块体不充分回转导致地表沉陷“偏态”效应。

关键词：采动覆岩动态运移地表沉陷动态影响

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地表沉陷预测的自适应模型

铁道学报 1997年第6期19卷 98-102页

作者：王明年关宝树西南交通大学

基于神经网络的地表沉陷预测自适应模型，具有自组织、自学习和自适应功能，通过严格的训练和知识积累，该模型具有很好的预测、推理能力。

关键词：地表沉陷神经网络自适应模型预测地下铁道

厚松散层底含直覆薄基岩开采地表沉陷预计及特征研究

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煤炭学报 2022年第12期47卷 4417-4430页

作者：彭世龙程桦姚直书荣传新蔡海兵张亮亮安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽合肥230601 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601

针对厚松散层底含直覆薄基岩条件下开采地表沉陷机理与特征问题,采用开采沉陷理论、土体固结理论和随机介质理论,分析了厚松散层底含疏水固结过程中的水土耦合受力变形机制,根据叠加原理建立了厚松散层薄基岩煤层开采与底含疏降水共同... 详细信息

针对厚松散层底含直覆薄基岩条件下开采地表沉陷机理与特征问题,采用开采沉陷理论、土体固结理论和随机介质理论,分析了厚松散层底含疏水固结过程中的水土耦合受力变形机制,根据叠加原理建立了厚松散层薄基岩煤层开采与底含疏降水共同作用下地表沉陷预计模型,讨论了该类条件开采地表沉陷特征及其主要影响因素。研究表明:提出的厚松散层底含直覆薄基岩开采沉陷预计模型,考虑了煤层开采与厚松散层底含疏水固结沉降共同作用,并得到工程验证;厚松散层底含疏水固结沉降作用,加大了地表沉陷盆地沉降量,减缓了盆地边缘收敛速度,大幅增加了地表下沉和水平移动范围,出现下沉系数大于1,且地表下沉10 mm边界点明显向采区外侧延伸现象,其地表沉陷曲线呈“中间小开口深盆地,两侧大开口浅盆地”复合型特征;采煤和底含疏降水共同作用地表沉陷范围与底含疏降水引起的地表沉陷范围相近,地表移动盆地边界角δ随厚松散层厚度Hls增大而减小;最大水头下降Δh_(m)与地表最大下沉量呈正相关,但对沉陷范围影响较小;底含疏水影响半径Rw主要影响地表沉陷范围;底含厚度M主要影响地表沉陷程度。研究结果可为科学留设类似条件工广立井井筒与建筑(构)物保护煤柱,以及开采沉陷区环境影响评价提供理论依据。

关键词：厚松散层薄基岩疏水固结地表沉陷预计模型沉陷特征

覆岩主关键层运动对地表沉陷影响的钻孔原位测试研究

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岩石力学与工程学报 2009年第2期28卷 403-409页

作者：朱卫兵许家林施喜书王晓振刘文涛中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

通过神东矿区补连塔煤矿31401工作面内部岩移的地面钻孔原位观测与地表沉陷观测的对比研究,就覆岩主关键层运动对地表沉陷的影响进行实测研究。研究结果表明:厚47.01 m的粉砂岩主关键层控制了上覆基岩直至地表的移动变形,上覆岩层的运... 详细信息

通过神东矿区补连塔煤矿31401工作面内部岩移的地面钻孔原位观测与地表沉陷观测的对比研究,就覆岩主关键层运动对地表沉陷的影响进行实测研究。研究结果表明:厚47.01 m的粉砂岩主关键层控制了上覆基岩直至地表的移动变形,上覆岩层的运动随主关键层破断出现周期性跳跃变化;受主关键层的控制作用,地表沉陷测站观测时间间隔长短显著影响了测点的下沉速度曲线,观测时间间隔越短,其对应的下沉速度曲线呈现的周期跳跃性变化越强;观测时间间隔越长,其对应的下沉速度曲线更为均化。因此,在浅埋煤层开采中,为了准确反映地表下沉的动态过程,应该缩短观测时间间隔,才能正确掌握采动覆岩内部移动与地表沉陷的内在联系,推动开采沉陷预计的发展。

关键词：采矿工程关键层岩层移动地表沉陷浅埋煤层绿色开采

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偏最小二乘回归在地表沉陷预测中的应用

重庆大学学报（自然科学版） 2010年第9期33卷 92-97页

作者：蒋建平陈功奇章杨松上海海事大学海洋环境与工程学院上海201306 南京理工大学理学院土木工程系江苏南京210094

考虑地下开采引起的地表沉陷的众多影响因素,基于偏最小二乘二次多项式回归这一非线性方法,对地表沉陷的最大值进行了预测。以地表最大沉陷值为因变量,以采高、采深、煤层倾角、硬度系数等为自变量,得出了地表最大沉陷值的预测模型。结... 详细信息

考虑地下开采引起的地表沉陷的众多影响因素,基于偏最小二乘二次多项式回归这一非线性方法,对地表沉陷的最大值进行了预测。以地表最大沉陷值为因变量,以采高、采深、煤层倾角、硬度系数等为自变量,得出了地表最大沉陷值的预测模型。结果发现,Press残差值随潜变量个数的增加而降低,由两者关系图可确定潜变量的个数为4对;采高的标准回归系数最大,说明4个影响因素中采高对地表沉陷值的影响最大;预测模型的决定系数为0.9157,预测值的误差率为±10.41%,表明用偏最小二乘二元多项式回归方法预测地表沉陷是可行的。

关键词：地表沉陷偏最小二乘回归预测非线性

综述前苏联关于地表沉陷的煤炭地下气化经验（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2015年第10期16卷 839-850页

作者： Yury DERBIN James WALKER Dariusz WANATOWSKI Alec MARSHALL Department of Civil Engineering University of Nottingham Faculty of Engineering University of Nottingham

1.相比于传统的煤矿开采方法,煤炭地下气化的适用范围更广,但同时也可能引起地下水污染和地表沉陷。2.前苏联在煤炭地下气化方面拥有一段很长的研究和使用历史,由于当时的国际环境,前苏联的研究相对比较封闭,所以对其研究成果的综述目... 详细信息

1.相比于传统的煤矿开采方法,煤炭地下气化的适用范围更广,但同时也可能引起地下水污染和地表沉陷。2.前苏联在煤炭地下气化方面拥有一段很长的研究和使用历史,由于当时的国际环境,前苏联的研究相对比较封闭,所以对其研究成果的综述目前仍然很有价值。3.综述了不同煤层参数(如煤层深度、倾斜度、高度、宽度、含灰量和地质剖面等)和气化燃烧相关参数(如岩土材料导热性、热损耗、热冲击和体积变化等)与地表沉陷的相关性研究。

关键词：煤炭地下气化地表沉陷岩土材料热性能煤矿开采苏联煤田

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基于变异函数的地表沉陷动态预计模型研究

煤炭科学技术 2021年第9期49卷 159-166页

作者：郭旭炜杨晓琴柴双武郭文朋梁永图太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 中国石油大学(北京) 北京102249

矿产资源开采引起的地表沉陷,危及人类生命和财产安全,研究地表沉陷随时间变化的动态过程对防治采空区地表建筑物变形破坏具有重要的指导意义。为了准确描述因开采引起的地表随时间变化的动态过程,基于变异函数理论,建立动态预计模型,... 详细信息

矿产资源开采引起的地表沉陷,危及人类生命和财产安全,研究地表沉陷随时间变化的动态过程对防治采空区地表建筑物变形破坏具有重要的指导意义。为了准确描述因开采引起的地表随时间变化的动态过程,基于变异函数理论,建立动态预计模型,并对其进行理论分析和试验验证。结合概率积分法相关理论知识推导出地表下沉时间,将其代入变异函数的变程中,为使模型描述地表点随时间变化的下沉量、下沉速度、下沉加速度符合地表下沉规律,对变异函数模型取不同的指数,并结合4个矿区下沉数据进行对比分析。研究结果表明:当模型分子指数H=4时,该模型预计下沉时间与概率积分法计算出的下沉时间接近,且分母指数K与地表点下沉时间呈正比关系,因此得出模型的最佳指数为H=4,K为待拟合值,进而提出了一种基于变异函数的地表沉陷动态预计模型;通过与2个矿区工作面实测数据对比分析得出:该模型预计地表点下沉量的均方误差分别为0.027、0.026、0.039 m,相对中误差分别为1.69%、1.62%、2.44%,最大下沉速度误差分别为4.7%、6.1%、8.1%,下沉速度均方误差分别为0.0014、0.0010、0.0014 m/d,相对中误差分别为6.16%、4.46%、6.36%;预计采空区地表随时间变化的下沉过程与实测基本符合;结果证实该基于变异函数的地表沉陷动态预计模型在描述地表点下沉量、下沉速度、下沉加速度,具有实用价值。

关键词：变异函数采动下沉时间动态预计地表沉陷

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深部开采条件下地表沉陷预测及控制探讨

中国矿业大学学报 2000年第1期29卷 52-55页

作者：邓喀中张冬至张周权中国矿业大学采矿工程系江苏徐州221008 广东省建筑设计院广东广州510000 徐州矿务集团旗山矿江苏徐州221132

基于实测资料建立了极不充分开采条件下概率积分法预测参数计算表达式和深部开采时下沉系数计算式，为深部开采地表移动预测提供了计算方法；基于极不充分开采的定义，给出了深部开采大采宽条带的设计及控制地表沉陷的方法．

关键词：开采沉陷沉陷控制深部开采地表沉陷岩石沉陷

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急倾斜煤层开采对地表沉陷影响的数值模拟

煤炭学报 2003年第6期28卷 578-582页

作者：高明中余忠林安徽理工大学资源开发与管理工程系安徽淮南232001

针对急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件,运用求解非线性大变形问题有限差分法(FLAC),对不同开采方案所引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究,总结出了岩体移动的基本特征和地表沉陷的相关参数.结果表明:煤层开采对地表沉陷的影响有一个... 详细信息

针对急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件,运用求解非线性大变形问题有限差分法(FLAC),对不同开采方案所引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究,总结出了岩体移动的基本特征和地表沉陷的相关参数.结果表明:煤层开采对地表沉陷的影响有一个发展变化的过程,呈现出较为明显的阶段性,在开采影响剧烈区内应该加强对重点部位的加固与维护;综合比较4个开采方案,煤层区段间正台阶顺序开采较为有利,地表构筑物受采动损害小,区段间相互影响小,有利于巷道布置.

关键词：急倾斜煤层开采方案地表沉陷数值模拟有限差分法