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煤炭学报 2020年第S02期45卷 766-772页

作者：贺福帅胡海峰廉旭刚张凯太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

动态预计为煤炭开采过程中工作面上方的建构筑物保护提供依据,时间函数作为动态预计的核心尤为重要。传统时间函数研究对象为单点,对开采过程中时间参数随位置变化规律研究不足。基于正态分布时间函数具有较好的时空完备性,通过引入超... 详细信息

动态预计为煤炭开采过程中工作面上方的建构筑物保护提供依据,时间函数作为动态预计的核心尤为重要。传统时间函数研究对象为单点,对开采过程中时间参数随位置变化规律研究不足。基于正态分布时间函数具有较好的时空完备性,通过引入超前影响距L1和最大下沉速度滞后距L2,在优化后的正态时间函数基础上建立了与位置x有关的时间函数模型并给出了参数开始移动时间tp和移动持续时间tc的计算公式。结合某工作面走向点实测数据,运用最小二乘拟合法探究了形态参数c随位置x的变化规律,并选取不同地质条件下的工作面验证规律可靠性。研究结果表明:形态参数c在模型范围内分为两段,第1段表现为减函数,第2段为稳定值,分界点为超前影响距与充分采动距之和。拟合参数代入模型后,将观测点预测值与实测值比较,预测相对中误差保持在5%~9%;在较软弱地质条件下的另一工作面,预测相对中误差保持在1%~5%。正态时间函数单点精度优于或等于传统的Knothe时间函数、双参数Knothe时间函数、Logistic函数,且模型整体精度稳定,精度能够满足实际预测需要。通过处理工作面实测数据,将预测值与实测值对比,其相对中误差在合理范围内,证实了模型的可靠性。因此正态分布时间函数模型可为矿区地表沉陷精确动态预计服务。

关键词：开采沉陷超前影响距最大下沉速度滞后距正态时间函数形态参数

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厚松散层下采高对地表动态沉降特征的影响

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煤炭科学技术 2016年第12期44卷 191-196页

作者：侯得峰李德海许国胜张彦宾中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

为了研究厚松散层下采高对地表动态沉陷的影响,以赵固矿区地表移动观测数据为基础,研究了厚松散层地质采矿条件下采高对地表下沉量、地表最大下沉速度、地表最大下沉速度滞后距以及不同阶段地表移动持续时间的影响。结果表明:在厚松散... 详细信息

为了研究厚松散层下采高对地表动态沉陷的影响,以赵固矿区地表移动观测数据为基础,研究了厚松散层地质采矿条件下采高对地表下沉量、地表最大下沉速度、地表最大下沉速度滞后距以及不同阶段地表移动持续时间的影响。结果表明:在厚松散层条件下,随着采高的增加,地表下沉系数由0.67增大到0.74,增大了约11%;地表最大下沉速度由24.5 mm/d增大到51.1 mm/d,增大了109%;地表最大下沉速度滞后距由182 m缩减到94 m,缩短了约49%;地表移动的活跃期由206 d延长到252 d,延长了约23%,而衰退期持续时间由112 d缩短到62 d,缩短了约45%,由此得出在厚松散层下开采时,随着采高的增加地表显现出下沉系数增大、下沉速度加快、活跃期延长而衰退期缩短,地表残余变形减小并且稳定快等特征。

关键词：厚松散层采高地表动态沉陷特征最大下沉速度滞后距地表残余变形

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基于正态时间函数的动态沉陷预测模型构建及应用研究

基于正态时间函数的动态沉陷预测模型构建及应用研究

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作者：贺福帅太原理工大学

学位级别：硕士

近年来,煤炭资源的不断开采形成了大量采空区,对地表造成了多种形式的破坏,包括:滑坡、地裂缝、塌陷坑等,同时开采对采空区上方建构筑物造成了不同程度的损坏,导致矿区与周围居民矛盾尖锐。传统的解决方法是进行静态预测,而开采沉陷在... 详细信息

近年来,煤炭资源的不断开采形成了大量采空区,对地表造成了多种形式的破坏,包括:滑坡、地裂缝、塌陷坑等,同时开采对采空区上方建构筑物造成了不同程度的损坏,导致矿区与周围居民矛盾尖锐。传统的解决方法是进行静态预测,而开采沉陷在时间和空间上是一个复杂的四维变化过程,静态预测因无法体现动态变化在实际应用中存在缺陷,此时依据动态移动变形规律建立动态沉陷预测模型就显得尤为重要,矿方可根据动态预测模型对受扰动的建构筑物及时采取措施加以防护。时间函数是动态预测模型的核心,传统时间函数主要研究对象为单特征点,对开采过程中时间参数随位置变化规律研究不足,基于正态分布时间函数具有较好的时空完备性,速度曲线呈现0?V ?0的规律且具有对称性,加速度曲线表现为0?(10)a ?0?-a ?0与地表沉陷动态发展规律一致,本文在优化后的正态时间函数基础上建立了与位置有关的动态沉陷预测模型,取得了一系列研究成果如下:(1)本文通过引入超前影响距和最大下沉速度滞后距,建立了与位置有关的正态函数动态预测模型并给出了参数开始移动时间t和移动持续时间t的计算公式,模型构造简单且可与多种静态预测方法相结合。(2)文中结合大同某工作面走向点实测数据,运用最小二乘拟合法探究了形态参数c随位置的变化规律,并选取不同地质条件下的忻州地区工作面验证规律可靠性。研究结果表明:形态参数c在移动盆地模型范围内为分段函数,将拟合参数代入模型后通过大同某工作面观测点时间函数值与实测下沉占比对比,其相对中误差保持在4%-9%之间;对于忻州地区工作面,其相对中误差保持在1%-5%范围内。通过处理工作面实测数据发现模型相对中误差在合理范围内,模型整体精度比较稳定。(3)基于地理位置相近且地质采矿条件类似,将正态时间函数模型参数应用于大同地区另一工作面的动态预测可及时为矿方提供参考,文中将概率积分法获得的静态下沉值与正态时间函数值相乘得到各点各期动态预测值,同时与工作面上方埋设的观测点各期实测值比较分析,结果表明:正态时间函数动态预测模型预测下沉值与各期实测下沉值比较接近,精度能够满足实际要求。(4)本文基于正态时间函数动态预测模型使用matlab语言设计了算法,在结合静态下沉值的基础上程序经过计算可将动态预测结果可视化,程序具有绘制主断面下沉图及三维下沉盆地的功能。正态时间函数动态沉陷预测模型可为矿区精确预测地表动态移动变形服务,同时为矿区建构筑物保护提供重要参考。

关键词：开采沉陷正态时间函数动态预测超前影响距最大下沉速度滞后距

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