复杂开采条件下复变函数在地表沉陷预计的应用研究
大埋深条件下地表沉陷规律相似模拟研究
大埋深条件下地表沉陷规律相似模拟研究刘文静;屈晓荣;杨栋;朱少杰【摘要】以山西河东煤田北部某大埋深煤矿为研究对象,采用相似材料模拟实验,分析了受采动影响的采场上覆岩层移动变形规律以及地表移动变形规律.结果表明,采动结束后的上覆岩层依次形成垮落带、裂隙带、弯沉带；采空区上方地表形成一个比采空区大得多的下沉盆地,并从地表移动的力学过程及工程技术问题的需要出发,地表移动及变形采用下沉、水平移动、倾斜、曲率、水平变形来描述下沉盆地的动力学状态.【期刊名称】《山西煤炭》【年(卷),期】2012(032)002【总页数】4页(P41-43,54)【关键词】深部开采;相似模拟;上覆岩层移动;地表移动与变形【作者】刘文静;屈晓荣;杨栋;朱少杰【作者单位】太原理工大学采矿工艺研究所,山西太原030024;山西省煤炭地质勘查研究院,山西太原030006;太原理工大学采矿工艺研究所,山西太原030024;太原理工大学采矿工艺研究所,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TD325.4由于深部开采地质条件复杂，使得采场围岩环境恶化、事故发生几率增加、上覆岩层及地表移动与变形，都会带来很大威胁。
深部开采条件下，岩石处于高围压、高温度、高孔隙压力的“三高”环境，与浅部开采相比,随着开采深度的增加,地应力、构造应力急剧增加，深部开采工程的灾害形式和频度并不同于浅部。
因此，研究其上覆岩层及地表活动规律，显得尤为重要。
相似材料模拟试验，能够模拟整个研究区域的上覆岩层及地表在开采过程中受采动影响，以及后续地表稳定的整个变形过程。
根据河东煤田某深部开采的地质背景和目前技术水平，选择某工作面为模拟对象，煤层倾角6°～8°，属于近水平煤层，平均采深718 m，煤层均厚7.2 m，工作面走向长2120 m，倾向长230 m，实行大采高一次采全高综合机械化采煤，顶板管理采用全部垮落法，工作面推进速度4.8m/d。
开采沉陷形成机理及其预测方法
地表出现的裂缝、台阶或塌陷坑，对位于其上的建筑物危害极大。有铁路通 过此处时，会影响列车正常运行，若不能及时发现，将造成行车事故。所以在建 筑物下、铁路下或水体下采煤时，应极力避免出现大的裂缝、台阶和塌陷坑。
图 5 地表塌陷漏斗示意图
二、地表移动盆地的形成及特征 (一)地表移动盆地的形成 地表移动盆地是在工作面的推进过程中逐渐形成的。一般是当回采工作面自
开切眼开始向前推进的距离相当于 1/4~1/2H0(H0 为平均采深)时，开采影响即波 及到地表，引起地表下沉。然后，随着工作面继续向前推进，地表的影响范围不 断扩大，下沉值不断增加，在地表就形成一个比开采范围大得多的下沉盆地。
图 6 展示了地表移动盆地随工作面推进而形成的过程。当工作面由开切眼推 进到位置 1 时，在地表形成一个小盆地 W1。工作面继续推进到位置 2 时，在移 动盆地 W1 的范围内，地表继续下沉，同时在工作面前方原来尚未移动地区的地 表点，先后进入移动，从而使移动盆地 W1 扩大而形成移动盆地 W2。随着工作 面的推进相继逐渐形成地表移动盆地 W3、W4。这种移动盆地是在工作面推进过 程中形成的，故称动态移动盆地，即还在移动中的盆地。工作面回采结束后，地 表移动不会立刻停止，还要持续一度时间。在这一段时间里，移动盆地的边界还 将继续向工作面推进方向扩展。移动首先在开切眼一侧稳定，而后在停采线一侧 逐渐形成最终的地表移动盆地 W04。通常所说的地表移动盆地就是指最终形成的 移动盆地，又称为静态移动盆地。在工作面的推进过程中，如果图 7 所示的工作 面停在 1、2、3、4 的位置上，待地表移动稳定后，其对应的每一个位置都会有 一个相应的静态移动盆地 W01、W02、W03、W04。
地表沉陷控制技术研究现状及展望
１ 地表 沉 陷控 制技术 的研 究现 状
我 国的“ 三下 ” 开采 技术研究者 对矿 区开采沉 陷 、 减沉 的发 展进行 了研究 ， 如部分 开采 ， 覆岩离 层注浆 、 水砂 充填 、 矸 石充 填、 膏体 （ 似膏体 ） 充填等各种减沉措施。同时也进行 了大量 的工
下 沉系数下降 ， 一般为 Ｑ ＝ Ｏ ． １ ０ ０ ． ２ ０ ， 当煤柱 宽度减小 ， 地表 下沉 系数将增加 。相 比之下 ， 水砂充填可 以进一步提高控制地面沉降 的影 响。 目前 ， 中国的煤条带开采宽度一般 限制 在 １ ／ １ ０ ～ １ ／ ５开采深度 范围内， 回收率为 ４ ０ ％～ ６ ８ ％． 矿井开采深度 的增加 ， 煤层越厚 ， 回 收率约低 。条带开采 可有效控制地表沉 降 ， 但最大的缺点是煤的
科学之友
Ｆ ｒ ｉ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ａ ｍ ａ ｔ ｅ ｕ ｒ ｓ
２ ０ １ ３ 年 Ｏ ９ 月
地 表 沉 陷控 制技 术 研 究 现 状及 展 望
张卫 东
（ 大同市 国土资源局 ，山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ０ ８ ）
摘 要 ： 虽然矿产资源的开采给地方经济带来短暂 的经济效益 ， 但从长远 角度 分析 ， 矿产 开采所 引起的地表 沉陷也造成 了一 系列的灾害和环境 问题 ，同时给我 国经济带来 了巨大 的损 失 。 地 表 沉 陷控 制 技 术 是矿 山 开 采沉 陷的 主要 研 究领 域 ， 其 目的是 选 择 合 适 的 采矿 方
１ ． １ 开 采方 法
永久损失率 。 １ ． １ ． ２ 房 柱 式 开 采 房式采煤是挖掘区每 隔 ３ － ６ ｍ挖掘一个煤房 ， 好的情况下煤 房宽度能达到 ３ ０ ｍ。煤房 和煤柱尺寸取决 于围岩 、 煤 的硬 度 、 开 采深度 的性质 、 煤厚 、 开采技术等 。 煤房 的长度等于半区段或 区段 的长度 。 用联络巷煤房煤柱 相连接 ， 形成类似 于一个矩形 ， 煤柱宽 度从几米 到十米 。煤柱按预留条件或煤和煤 房挖掘后 ， 根据一定
深部开采地表沉陷预测与控制存在的问题及对策探讨
第 １ 卷 第 １ 期 ６ ２
２０ ０ ７年 ｌ ２月
中 国 矿 业
ＣＨ Ｉ ＮＡ Ｉ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＩ Ｍ ＮＥ
Ｖｏ ＇ ６，Ｎｏ １ ｌ１ ．２
Ｄ ｅ ｅ ｂ ｒ ２ ０７ ｃ ｍ ｅ ０
深部 开采 地表 沉 陷预 测 与控 制 “ 存 在 的 问题 及 对 策探 讨
． ～ ～ 一Ⅺ 一一 一 一 一 ～～ ¨ ～
Ｈｅ ａ ｏｙ ｅ ｈ ｉ Ｕｎｖ ｒｉｙ Ｊａ ｚ ｏ ４ ４ ０ ｎ ｎＰ ｌｔｃ ｎｃ ｉｅ ｓｔ ， ｉｏ ｕ ５ ０ ３，Ｃｈｎ ） ｉａ
据煤 炭资源 开发 和保护 研究 预测 ，我 国煤炭 资
源总储 量 中 ７ ． 埋 深 在 １ ０ ｍ 以下 ，浅部 储 量 ３２ ００
性 ，以煤柱压 缩 和岩梁 弯 曲为 主 ，具有 均匀 、整体
响 日趋 严 重 。在深 部开 采条 件下 ，如果 仍照 搬浅部 煤层 开采 的地表 移动参 数 和方法进 行沉 陷预 测与控
收 稿 日期 ：２ ０ ０ —３ ０７ ８ ０
基 金项 目 ： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （０ ７ １７ ；河 南 省 教 育 ４６２７ ） 厅 科 技攻 关 项 目 （ ０ ６４ ０ ２ ２ ０４ ０ ０ ）
一～ 一一 一～ 一一
Ｐｒ ｂ ｎ ｎ ｏ ｐｒ ｂ ｅ ｓ ａ ｄ ｃ ｕ ｅ ｍ ｅ ｓ ｒ ｓａ ｏ ｔｐ ｅ ｉｔｏ ｎ ｏ ｉ ｇ ｉ ｔ ｏ ｌｍ ｎ ｏ ｎｔｒ ａ ｕ ｅ ｂ ｕ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｎｔｏ ｆｓ ｒ ａ ｅｓ ｂ ｉ ｅ ｅｍ ｉ ｉ ｇ ｉ ｅ —ｙ ｎ ｏ ｒ ｌｏ ｕ ｆ ｃ ｕ ｓｄ ｎｃ ｎ ｎ ｎ Ｄｅ ｐ ｌ ｉ ｇ
深部开采条件下地表沉陷预测及控制探讨_邓喀中
第29卷第1期 中国矿业大学学报 V o l.29 N o.1 2000年1月 Journal of Ch ina U niversity of M ining&T echno logy Jan.2000文章编号:100021964(2000)0120052204深部开采条件下地表沉陷预测及控制探讨α邓喀中1,张冬至2,张周权3(1.中国矿业大学采矿工程系,江苏徐州 221008;2.广东省建筑设计院,广东广州510000;3.徐州矿务集团旗山矿,江苏徐州 221132)摘要: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;极不充分开采;沉陷控制中图分类号:TD325 文献标识码:A 近年来,矿井开采深度已从最初的200～300m 增大到700～800m,有的甚至已超过1000m.矿井开采深度增大,带来了地表沉陷预测及控制问题,如下沉系数与开采深度之间有无关系?深部条带开采宽度如何确定?等等1这些问题的解决对于深部开采条件下建(构)筑物下采煤具有重要的理论和实际意义.本文将对这些问题进行论述.1 岩体内部动态移动过程当工作面推进距离未达到岩体破裂所需的极限宽度时,岩体不断裂破坏.当达到岩体破裂所需的极限宽度时,岩体破裂,垮落充填采空区,岩体内部达到新的平衡,不再移动.随着工作面推进,新的平衡被打破,岩体再一次破裂充填采空区,再达到新的平衡.岩体移动就是破裂→平衡→再破裂→再平衡的过程,直到移动达到地表.通过多台相似材料模型试验,得出岩体移动破裂特征如下[1～3]:1)岩体破裂范围以同一波形线向外扩展,其与水平线之间的夹角基本保持不变,这一规律也表明离煤层越远的岩体,达到破裂时所需的工作面开采范围越大,离煤层越近的岩体,达到破裂时所需的工作面开采范围越小.2)由于岩体移动受硬岩层控制,其破裂过程也受到硬岩层的控制作用,呈现岩层成组破坏的特性.当硬岩层破裂后,带动其上的软岩也破裂,使岩体内部移动具有突陷性.以上规律表明,硬岩层控制着岩体内部的移动,从而对地表移动有控制作用.对地表移动有控制作用的岩层称为地表移动控制层.只有当地表移动控制层破裂后,地表移动才显著增大.而地表移动控制层是否破裂与控制层岩性、厚度、层位及工作面推进距离有关.使地表移动控制层断裂的工作面推进距离称为地表移动控制层断裂距.根据概率积分法的特点,将地表移动程度分为4个阶段:1)工作面推进距离小于启动距时,地表下沉小于10mm,可以认为不移动;2)工作面推进距离小于地表移动控制层断裂距,此时,地表移动大于10mm,但不能用充分采动时的概率积分参数直接进行地表移动预测,称此时地表移动为极不充分采动;3)工作面推进距离大于地表移动控制层断裂距,小于地表充分采动时的工作面推进距离,此时可采用充分采动的概率积分参数直接进行地表移动预测,称此时的地表移动为似充分采动;4)工作面推进距离大于或等于充分采动时的工作面推进距离,地表充分采动,可直接采用概率积分法进行预测.因此,可定义极不充分采动为:工作面推进距离小于地表移动控制层断裂距的开采为极不充分开采.此定义包含两方面的含义:α收稿日期:19990427 基金项目:国家自然科学基金重点项目资助(59634030);煤炭科学基金资助项目(97采10101) 作者简介:邓喀中(19572),男,四川省资中县人,中国矿业大学教授,工学博士,从事“三下”采煤研究. 1)只有当工作面推进距足够大时,才能采用概率积分法预测地表移动,否则必须对预测参数进行修正或采用其它预测方法12)由于岩性的组合不同,地表移动控制层的位置不同,似充分开采要求的工作面推进距离不同,应根据实际情况确定.《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定:D r≤0.6 (r为主要影响半径)时应对下沉系数进行修正[4,5].这一规定没有考虑地表移动控制层处于不同的位置和不同矿区岩性的差异时使地表进入似充分采动所要求的工作面推进距离不同.由于这些缺陷,使极不充分开采地表移动预计精度不高.2 极不充分开采概率积分法参数计算深部开采时,概率积分法参数发生两方面的变化:一是工作面长度与采深之比变小,使地表处于极不充分开采,不满足概率积分法中松散介质的假定,为采用概率积分法必须改变参数;另一方面,由于深部开采,岩体竖向变形增大,地表下沉系数相应减小,改变了原有的地表移动参数,必须加以修正.对于上面两种情况下参数的改变,下面分别讨论.2.1 极不充分开采时概率积分参数的确定概率积分法包括5个参数:下沉系数q,水平移动系数b,主要影响角正切tanΒ,拐点平移距s和开采影响传播角Η.文献[6]研究了5个参数随宽深比的变化规律,得到关系式如下:1)下沉系数qq=a ln(D H)+b,(1)式中:D为工作面采宽;H为采深;a,b为系数(部分矿区的a,b系数见表1).表1 部分矿区的a,b值Table1 a,b values for so m e coal m i n i ng areas 矿区a b D H峰峰0.2420,7360.2～1.4东煤矿区0.3670.6560.3～1.4鹤壁0.2280.6570.2～1.4云南田坝0.3050.6220.3～1.4双鸭山0.5790.5530.9～1.3鸡西0.8030.5751.03～1.3鹤岗0.1280.5780.48～1.42)水平移动系数b走向方向水平移动系数b与采动程度关系不大,但倾斜方向水平移动系数b随采动程度有增大的趋势.其关系为:鹤壁矿区:b=0.0427D H+0.2507,(2)鸡西矿区:b=0.2044D H-0.0297,(3)平顶山矿区:b=0.3776D H+0.0193,(4) 充分采动后,水平移动系数与煤层倾角有关,与岩性关系不明显.3)拐点平移距s拐点平移距与覆岩岩性、采深、采厚、采煤方法、顶板管理方法、回采工作面尺寸及邻区开采有关,其关系比较复杂,但总的趋势符合对数函数关系.部分矿区拐点平移距与采动程度的关系为:东煤矿区:s1 H0=-0.162-0.180ln(D1 H0)(0.2<D1 H0<1.0),(5)s2 H0=0.151+0.182ln(D1 H0)(D1 H0>1.4时取1.4);(6)峰峰矿区:s2 H0=0.121+0.124ln(D1 H0),(7)s1 H0=-0.187-0.158ln(n1.n2),(8)n1=0.8D H0,n2=0.8D2 H0;(9)平顶山矿区:s1 H0=0.132-0.126ln D1 H0;(10)云南田坝矿:s1 H0=-0.065-0.052ln(D1 H0)(D1 H0>1.2时取1.2);(11)式中:s1,s2分别为下山、上山拐点平移距;D1为工作面斜长;H0为平均采深;n1,n2分别为走向、倾向采动系数.4)主要影响角正切tanΒ现场实测表明,随采动程度增加,tanΒ逐渐减小.部分矿区tanΒ与采动程度的关系满足对数关系:东煤矿区:tanΒ=-0.30ln(D H)+1.61,(12)峰峰矿区:tanΒ=-0.597ln(D H)+2.208,(13)云南田坝:tanΒ=-0.244ln(D H)+1.903,(14)鸡西矿区:tanΒ=-2.336ln(D H)+1.97.(15) 覆岩岩性较硬的矿区,tanΒ随D H的增加可能发生突变(图1),其原因是地表移动控制层断裂导致地表突然沉陷,使tanΒ发生突变.因此,研究35第1期 邓喀中等:深部开采条件下地表沉陷预测及控制探讨 地表移动控制层断裂距是进行极不充分开采预测的关键.图1 鹤岗矿区实测tan Β与采动程度的关系F ig .1 T he relati on betw een tan Βand m ining degreein H egang m ining district5)开采影响传播角Η矿区的地表实测资料表明,Η角除与煤层倾角有关外,还与工作面开采尺寸有关,随开采程度的增加而增加.部分矿区Η角回归关系如下:东煤矿区:Η=7.609D H+74.3,(16)阳泉矿区:Η=4.040D H+81.0,(17)峰峰矿区:Η=0.378D H+74.31(18)2.2 深部开采时下沉系数的计算对于深部开采而言,由于覆岩厚度增加,采动岩体破裂碎胀量增大,必然导致地表下沉系数减小.在充分采动条件下,根据东煤矿区等30个观测站的资料回归得[7]:q =1-0.239235×H -h M0.054573,(19)式中:h 为表土层厚度,m ;M 为采厚,mm .用以上方法对参数进行修正后,可采用概率积分法进行深部开采条件下地表移动与变形预计.3 深部开采的地表沉陷控制对深部大采宽、大留宽条带开采,国内外学者已进行了一些研究,但尚存在一些问题:1)大采宽、大留宽条带开采,地表沉陷预测方法问题;2)采宽留多大,对地面建筑物不造成损坏1下面分别对这两个问题进行讨论.3.1 大采宽条带开采时地表沉陷预测方法现场实测表明,在大采宽、大留宽条件下,采用条带开采的地表移动预测方法求出的地表移动值小于实测值,而采用似充分采动的概率积分法预测出的值大于实测值.其原因为:由于采宽加大,地表移动变形机理已不同于小尺寸条带开采,采用小尺寸条带开采的预测方法已不适宜.但由于宽深比较小,地表属极不充分开采,采用充分开采的概率积分预测方法也不适合.正确的方法是根据宽深比的不同,采用不同的预测方法.1)当采宽较小,垮落裂隙范围不波及地表移动控制层时,采用条带方法进行预测1其原因是:此时地表移动以煤柱压缩和岩梁弯曲为主.2)当采宽较大,垮落裂隙范围已波及地表移动控制层,但小于地表移动控制层断裂距,此时应采用极不充分开采地表移动预测方法,即对概率积分参数用前述方法进行修正.3)当采宽大于地表移动控制层断裂距时,可采用常规的概率积分法进行预测,如果无深部开采下沉系数,可用式(19)求取.3.2 深部条带开采时采宽的确定条带开采采宽的确定实际上决定了地表移动的大小,而地表移动量大小受地表移动控制层决定,因而采宽的确定取决于地表移动控制层.地表移动控制层是距地表较近的能支撑其上覆岩层重量的坚硬岩层.关于它的确定方法将另文叙述.将位于工作面上方H 1高处的地表移动控制层看成是一弹性基础上的梁,梁的极限跨距为L l 1由于岩体破裂范围与水平线之间具有一定夹角,当工作面宽度为D 时,梁的实际跨距:L 1=D -2H 1co t Ω.(20)式中:D 为采宽;H l 为地表移动控制层距煤层的高度;Ω为破裂范围角,接近充分采动角.当L 1<L l 时,控制层不断裂,此时地表移动量较小.因而条带的极限采宽为:D <L l +2H 1co t Ω.(21) 极限采宽确定后,可根据预计结果确定留宽和实际的采宽,以控制地表沉陷量,保护地面建筑物.深部开采地表沉陷的控制应在岩层层位、组构上作文章,充分利用控制层抑制地表沉陷的特点,使设计出的地表沉陷控制方法更经济合理.4 主要结论通过以上分析,得到如下结论:1)地表是否处于极不充分开采,除与工作面开采尺寸有关外,还与地表移动控制层的位置有关,为此,给出了极不充分开采的定义和极不充分开采与似充分开采转换的条件.2)概率积分参数与采动程度密切相关,下沉系数q 与宽深比D H 成对数关系变化;走向水平移动系数与采动程度无关;倾向方向水平移动系数45 中国矿业大学学报 第29卷随D H 线性增大;tan Β随采动程度增加逐渐减小;上山方向拐点平移距随采动程度增加而减小,走向和下山方向拐点平移距与D H 成对数关系.3)下沉系数随(H -h ) M 增大而减小,深部开采时可采用式(19)计算地表下沉系数.4)深部条带开采时其采宽由式(21)确定,并应视不同采宽采用不同的方法进行地表移动预测.5)控制地表沉陷的关键是使地表移动控制层不断裂破坏.参考文献:[1] 邓喀中.开采沉陷中的岩体结构效应[M ].徐州:中国矿业大学出版社,1998.62272.[2] 邓喀中,周 鸣,谭志祥,等1采动岩体破裂规律的试验研究[J ].中国矿业大学学报,1998,27(3):2612264.[3] 吴立新,王金庄,赵士胜,等1托板控制下开采沉陷的滞缓与集中现象研究[J ]1中国矿业大学学报,1994,23(4):10219.[4] 煤炭科学研究院北京开采研究所.煤矿地表移动与覆岩破坏规律及其应用[M ].北京:煤炭工业出版社,1981.50261.[5] 中华人民共和国煤炭工业部制定.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[M ].北京:煤炭工业出版社,1986.110.[6] 张冬至.极不充分开采地表移动机理及参数研究[D ].徐州:中国矿业大学采矿工程系,1998.33245.[7] 王悦汉,邓喀中,张冬至,等1重复采动条件下覆岩下沉特性的研究[J ].煤炭学报,1998,23(5):4702475.Study on P redicti on and Con tro lof Su rface Sub sidence in D eep M in ingD EN G Ka 2zhong 1,ZHAN G Dong 2zh i 2,ZHAN G Zhou 2quan3(1.D epartm ent of M ining Engineering ,CUM T ,Xuzhou ,J iangsu 221008,Ch ina ;2.Guangdong D esign Institute of A rch itecture ,Guangzhou ,Guangdong 510000,Ch ina ;3.Q ishan CoalM ine ,Xuzhou M ining A dm inistrati on ,Xuzhou ,J iangsu 221132,Ch ina )Abstract :P ractice and test show that strata m ovem en t is con tro lled by hard strata .O n ly w hen m in ing w idth is large enough to m ake the hard strata crack ,w ill the su rface m ovem en t increase obvi ou sly .T he m in ing w h ich doesn ’t m ake hard strata crack is called u ltra 2subcritical m in ing .B ased on the field data ,the fo r m u las of calcu lating the param eter of p robab ility functi on m ethod in u ltra 2subcritical m in ing and sub sidence coefficien t in deep m in ing w ere estab lished .T hese supp ly a m ethod to p redict su rface m ove 2m en t in deep m in ing .F rom the defin iti on of u ltra 2subcritical m in ing ,the m ethods of design ing m in ing w idth and stri p size and con tro lling su rface sub sidence in deep m in ing w ere given .Key words :m in ing sub sidence ;u ltra 2subcritical m in ing ;con tro l of m in ing sub sidence55第1期 邓喀中等:深部开采条件下地表沉陷预测及控制探讨 。
开采沉陷形成机理及其预测方法
�)8 图见(域区个三为分划可地盆动移表地态静的成 形终最�下件条的造构质地大有没内围范响影动采、动采分充超到达、坦平表地 方上区空采在。同相尽不小大及质性形变和动移的位部个各�内地盆动移在 。角倾的 层煤于决取置位对相的区空采和地盆动移 。角倾层煤和状形的区空采于决取状形 的地盆动移表地。围范区空采的应对于大远围范的地盆动移表地�明表测实 征特的地盆动移表地)二(
况情的大很厚采或小很深采在。坑陷塌状漏现出能可也�时坏破性续连非有表地 �采开层煤斜倾或斜倾缓部浅在但。下件条采开层煤斜倾急在现出多坑陷塌 坑 陷 塌) 三(
征特动移表地采开层煤斜倾急 3图
。示所 3 图如�阶台或缝裂现出能可表地�时 薄较层散松是别特�征特动移的岩基于决取动移表地�下件条层煤斜倾急在
11 图
图意示地盆动移表地的时动采分充非层煤斜倾
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观地实于由。法数函面剖即�法方验经的形变和动移表地计预下件条矿采质地同 不合适出结总渐逐�识认的律规形变和动移表地对深加断不�累积的料资测观着 随�象现陷沉采开表地识认段手的测观过通要主们人�期初究研陷沉采开在 。法数函面剖为称统 法方的形变和动移表地计预种这�式公的形变和动移表地计预为作�地盆沉下述 描于用数函面剖的同不定确来 �状形面剖地盆沉下表地下件条采开同不据根 法数函面剖、1 。法线曲型典和法数函面剖有要主法方计预和算计验经的性表代有具且而泛广 较比用应�前目。式公验经计预算计及以格表者或线曲、式公析解括包式形数函 的值形变和动移种各计预定确�系关的件条采开下地与形变和动移表地出找�析 分和结总行进料资测观际实的量大对过通�础基为料资测实以是法方验经 法方验经的料资测实于基 �一� �有法方的形变 和动移表地计预的用常 。务任的计预陷沉采开是值形变和动移种各的内地盆沉下 算计件条矿采质地体具据根�形变和动移种各现出内围范地盆沉下表地在。地盆 沉下个一成形表地在�表地到展发动移层岩�候时的大够足围范采开下地当 法方计预陷沉采开 、一 。的同不是值的数参计预�说来采开的同不对�数常是数参 计预�说来采开的定特个一对。的定确素因和据数矿采质地的采开个那的计预所 据根是据数些这�据数列系一的到用中)等形图或式公析解(数函计预在指是�数 参计预。中数参和数函的计预在映反�素因和据数矿采质地些这�时计预在 。等度进进推面作工和 � 。H、H、2H、1H 度深采开的均平和的上面断主向走、界边山上、界边山下区空 采� 。α 角倾层煤�m 度厚采开向法的层煤�有件条矿采质地的到用时计预 状形面作工�质性的层岩覆上�法方理管板顶�2D 长斜向倾、1D 长向走区空采
开采沉陷预计方法概述
开采沉陷预计⽅法概述开采沉陷预计⽅法概述摘要：本⽂主要介绍了当前使⽤的开采沉陷预计⽅法（基于实测资料的经验⽅法、影响函数法和理论模拟法）的原理、特点及应⽤情况，并简要介绍了开采沉陷预计的发展趋势，相信会对开采沉陷⼯作具有⼀定的帮助意义。
关键词：开采沉陷；预计⽅法；概率积分法；理论模拟法1 引⾔开采沉陷预计是矿⼭开采沉陷的核⼼内容之⼀，它对开采沉陷的理论研究和⽣产实践都有重要意义[1]。
由于采矿引起的地⾯沉陷损坏地⾯建筑、公路、铁路等，不但给⼈民⽣活带来了威胁，⽽且破坏环境。
开采沉陷的预计，对建筑物和⽣态环境的保护有重要意义。
因此，有必要对开采沉陷预计⽅法进⾏探讨，以指导矿⼭的开采。
开采沉陷预计⽅法很多，按建⽴预计⽅法的途径可分可分为三类：基于实测资料的经验⽅法、影响函数法和理论模拟法[2-4]。
2 开采沉陷⽅法简介基于实测资料的经验⽅法是通过对⼤量的已知开采沉陷实测资料进⾏数据处理，确定开采沉陷中各种移动变形值的函数形式和计算预计参数的经验公式。
这种⽅法在预测时，⾸先根据开采的地质条件，确定经验公式中的预计参数，再代⼊公式确定预计函数进⽽求出移动和变形值。
这种⽅法是当前最为可靠的⼀种预测⽅法，常见的经验⽅法有：典型曲线法和剖⾯函数法等。
理论模拟法把岩体抽象为某个数学的、⼒学或数学-⼒学的理论模型，按照这个模型计算受开采影响岩体产⽣的移动、变形和应⼒的分布情况。
如认为岩层和地表是⼀种连续的介质，则此模型属于连续介质模型；否则，就属于⾮连续介质模型。
此法所⽤的函数⼀般均由理论研究得出，所⽤的参数常⽤实验室试验或理论推导求得，⼀般与现场实测资料没有直接关系，常⽤的理论模型法主要有连续介质⼒学法等。
影响函数法是介于经验⽅法和理论模型⽅法之间的⼀种⽅法，它的实质是根据理论研究或其他⽅法确定微⼩单元开采对岩层或地表的影响（以影响函数表⽰），把整个开采对岩层和地表的影响看作采区内所有微⼩单元开采影响的总和，并据此计算整个开采引起的岩层和地表的移动和变形，⽬前此⽅法中所⽤的参数根据实测资料获得。
采矿方法及地表沉陷预测探究
采矿方法及地表沉陷预测探究【摘要】随着煤炭资源的开采和利用，地球浅部的资源已经不能满足人类使用需求量了，因此开采人员已经在研究深度开采煤矿的技术。
由于深部开采会对地表沉陷带来影响，所以解决地表沉陷预测成为深部开采煤矿的关键。
只有解决好技术上的难题，才能安全的进行采矿工作。
【关键词】采矿方法；地表沉陷；预测；模型；系统我国目前已经普遍使用剖面函数法、典型曲线发和影响函数法预测地表沉陷，由于深部开采存在高地应力、高地温、高瓦斯、高水压、高冲击地压以及开采后覆岩破坏的技术问题，目前还没有办法通过理论方法获得概率积分法参数，只能通过资料反演获得概率积分法参数。
我国建立了大量的地表移动观测站，对研究地表沉陷有很大的帮助。
进行地表沉陷预测的探究式为了给采矿工人一个安全的工作环境，也为采矿技术的改良提供参考依据。
一、采矿方法研究我国目前有几十种采矿技术，但是综合来看，可以分成三大类。
第一类是空场采矿法，这种采矿的方法就是将矿区分为矿房和矿柱，分成两个步骤进行采集。
在回采矿房时形成的空区利用矿柱进行支撑，控制地表压力，保证矿石和围岩的稳固。
第二类是填充采矿法，随着回采工作面的扩大，利用地面构件对空区进行支撑，防治矿石掉落。
第三类就是崩落采矿法，对空区的围岩进行崩落，再填充空区，这样既可以避免围岩意外崩落伤害工人，还可以有效的利用围岩控制地压。
另外一种分类方法就是将采矿方法分为浅部开采和深部开采。
开采深度小于300米的开采为浅部开采，此时进行煤矿矿床开采产生的地表沉陷不明显，就算有异样，也是可以及时进行处理的。
开采深度大于300米的开采就是深部开采，开采的过程中，在300到600米之间可能会发生轻度的岩爆，600米以上就会频繁发生岩爆。
因此对深部开采而言，地表沉陷的预测就显得尤为重要。
二、地表沉陷预测方法1．剖面函数法剖面函数法就是利用剖面函数来描述地表下沉盆地。
具有清晰直观的特点，借助计算机软件轻松快捷的获取地表沉陷参数。
FLAC在煤矿开采沉陷预测中的应用及对比分析
第18卷 第4期岩石力学与工程学报18(4):397～401 1999年8月Chi nese Journal of Rock Mechanics and Engi neeri ng A ug.,1999FLAC在煤矿开采沉陷预测中的应用及对比分析谢和平1 周宏伟1 王金安1 李隆忠2 M.A.Kwasniewski3(1中国矿业大学(北京校区)岩石力学与分形研究所 北京 100083) (2鹤壁矿务局 鹤壁 456600) (3西里西亚工业大学 波兰)摘要 应用FLAC2D3.3和FLAC3D1.0对河南省鹤壁矿务局4矿开采沉陷进行了预计,通过对比分析经典预计方法(概率积分法)与FLAC计算结果,发现FLAC能真实地模拟现场地质条件,弥补一般经典方法不能考虑断层影响的不足,是一种简单易行的开采沉陷预计方法。
关键词 FLAC,开采沉陷,开采沉陷预计,数值模拟分类号 TD325.21 前 言目前我国建筑物下压煤特别是村庄下压煤量呈上升趋势[1],煤层开采前对开采沉陷作出预计对保护地面建筑物和地面环境具有十分重要的意义。
我国对开采沉陷学的研究经过最近几十年的发展已逐步成熟,形成了独立的学科范围和独特的研究方法,有关开采沉陷的理论和方法也已经在现场生产实践中发挥了重要作用。
尤为值得一提的是,60年代我国学者引入波兰学者提出的开采沉陷的随机介质理论,并加以改进和完善,提出了地表移动预计的概率积分法,该方法直到目前仍被我国采矿行业广泛应用[2,3]。
现有的开采沉陷理论基本上都是以均匀连续介质假设作为理论研究前提,不能考虑岩层中存在的不连续面,如节理、裂隙以及断层的影响。
而实际上岩层中存在大量的节理裂隙和规模不等的断层,这些不连续面的存在影响了开采沉陷规律,尤其是当开采区域断层比较发育时,断层对开采沉陷规律的影响十分明显,在这种情况下就不得不考虑断层等不连续面的影响。
另一方面,由于目前的开采沉陷预计理论(如概率积分法)的关键参数必须经过现场观测才能确定,因而给实际预测工作造成了一定的难度。
矿山开采地表下沉与变形预计新方法
Ｒ产Ｒ。【焘』
（７）
Ｒ０一彘
（８）
式中日。——平均采深； 尺。——地表处的开采影响半径； 氏——开采影响边界角； 咒——与覆岩性质有关的参数。
综上所述，可建立起任一层位采动覆岩下沉概 率密度函数空间模型：
｜ｆ（刎，≈）一丽１丽ｅ筹
１
＜ａ（ｚｉ）＝音Ｒ（麓）
（９）
ｏ
ｋ，＝Ｒ。（最厂
对地表而言，ｚｉ＝Ｈ。，则得地表空间和平面下沉概 率密度函数：
作者简介：姜岩（１９６２一），教授，德国矿山测量协会（ＤＭＶ）会员，中国测绘协会矿山测量专业委员会委员，２００２级辽宁工程技术大学在
站博士后，德国洪堡奖学金获得者，现任山东科技大学地球信息科学与工程学院副院长。
·７４．
２００３．№３矿山压力与顶板管理
万方数据
假设水平岩层各向同性，则对同一岩层有以 （≈）一Ｇｙ（麓），故空问概率密度函数为：
参考文献：
［１］北京开采所．煤矿覆岩破坏规律及其应用ＥＭ］．北京：煤炭工 业出版社，１９８７．
［２］杨本水．缩小防护煤柱开采的机理研究［Ｊ］．矿山压力与顶板 管理，１９９９，（２）：６９－－７１．
［３］ 杨本水，梁广龄．综放工作面缩小防水煤柱开采的可行性研 究［Ｊ］．煤田地质与勘探，２０００，（１）：３６－－３８．
距采面距离／ｍ 图４倾斜预计与实测比较图
图５曲率预计与实测曲线图
参考文献：
［１］王家臣．采矿工程中的不确定性及其应用［Ｊ］．矿山压力与顶
板管理，１９９９，（３—４）：２２２～２２６．
［２］Ｊｅｒｚｅｇｏ Ｋｗｉａｔｋａ，ＯＣＨＲＯＮＡ ＯＢＩＥＫＴＯＷ ＢＵＤＯＷＬＡＮＹＣＨ
ＮＡ ＴＥＲＥＮＡＣＨ ＧＯＲＮＩＣＺＹＣＨ， ＷＹＤＡＷＮＩＣＴＷＯ
煤矿开采沉陷预计理论与方法研究评述
引言：煤矿开采沉陷是指由于地下煤层开采引起的地表沉降和变形现象。煤 矿开采沉陷不仅对矿区生产安全和地面设施造成影响，还涉及到土地资源、水资 源和生态环境的保护。因此，对煤矿开采沉陷预计理论与方法进行研究，对于保 障矿区生产安全、保护矿区生态环境具有重要意义。本次演示将重点探讨煤矿开 采沉陷预计理论与方法的研究现状、研究成果、不足和建议。
三、管理措施
1、完善制度
加强煤矿开采沉陷控制的制度建设，制定相关法规和标准，明确企业对环境 保护的责任。同时，建立健全的监管体系，确保制度的严格执行。
2、加强监测
增设监测设备，对矿区进行实时监控，及时发现并解决潜在的安全隐患。同 时，对开采沉陷进行定期评估，以便及时调整控制措施。
四、经济效益
一、研究现状
目前，国内外对于煤矿开采沉陷自动化监测系统的研究已经取得了一定的成 果。其中，基于GPS、GIS、RS等技术的监测系统是研究的重点。这些技术可以实 现对开采沉陷区域的实时监测，获取地表变形数据，为开采沉陷的分析和控制提 供数据支持。
二、应用
煤矿开采沉陷自动化监测系统的应用十分广泛。首先，在采煤作业中，该系 统可以实时监测地表变形情况，及时发现和解决安全隐患，保障采煤作业的安全。 其次，在矿区环境保护方面，该系统可以监测矿区地表塌陷、裂缝等问题，为矿 区环境治理提供数据支持。此外，自动化监测系统还可以应用于矿区土地复垦、 灾害预警等方面。
2、生态失衡
煤矿开采沉陷会对周边生态造成严重的影响，导致植被破坏、水资源污染等 问题。通过采取新的控制途径，可以在一定程度上保护矿区生态环境，降低生态 失衡的风险。
六、结论和建议
煤矿开采沉陷有效控制的新途径为矿业领域提供了一种新的解决方案。通过 采用充填开采和条形煤回采等技术手段，结合完善的管理制度和加强监测等措施， 不仅可以提高煤炭资源的利用率、降低企业成本，还能有效保护矿区环境，减少 对周边社区的影响。
煤矿开采地表沉陷预测及其防治研究
煤矿开采地表沉陷预测及其防治研究摘要：为了进一步提升煤矿开采的安全质量，需要进行地质灾害防治策略的优化。
地质灾害防治策略不仅能够控制地质灾害发生的几率，而且能够提升煤矿开采和环境保护工程的发展。
因此，分析煤矿开采过程中常见的地质灾害类型，并建立在地质灾害勘查方法的角度进行分析，不仅是本文论述的重点，也是进一步推进煤矿安全管理以及绿色煤矿建设工程的重点研究课题。
关键词：开采煤层;地标沉陷;防治引言通过对煤矿矿区地质环境现状的调查，收集矿区的地形地貌、水文、植被、地质构造、煤矿及周边其他人类重大工程活动资料，提取数据，依据相关公式计算，获得煤矿开发活动范围内的各类地质灾害种类及危害程度，对煤矿地质环境进行针对性治理，使煤矿地质环境保护成为可能。
1煤矿开采地表沉陷防治的重要性地矿工作过程中，加大地质环境的保护以及煤矿地质灾害的防治力度，发挥着极其重要的作用，除了能够预防各类灾害和保证工作人员安全之外，还能够为企业提供与防治地质灾害有关的信息，进而制定更加科学的采矿路线。
例如，某煤矿处于地质与水质环境较为复杂的地区，周围存在许多暗河，采矿前应明确掌握该地段暗河数量与未知，防止产生突水等情况，科学规划路线，如此便能够在保证工作人员安全的同时，提高采矿效率。
立足于企业角度进行分析，加大地质环境保护以及煤矿地质灾害防治力度，可以最大化节省物力与人力，有效控制企业成本，并保障员工安全性，与传统探测方式相比之下，具备许多优越性，因此需增强对煤矿地质灾害防治与地质环境保护的探究。
2煤矿地质环境特点随着我国矿业经济的快速发展，煤矿地质环境问题日益突出。
煤矿地质环境的治理是一个复杂的系统工程，不仅要考虑到对生态环境的影响程度，还要从根本上解决好与当地居民的利益关系，使其在保护矿区资源的同时也能兼顾社会效益和生态效益。
目前，在国内，煤矿地质环境的现状主要有以下几个特点：（1）矿产开发过度，煤矿开采不合理，导致地质灾害频发；（2）煤矿的规模不断扩大，但由于管理不到位，造成了地下水位下降，水土流失严重；（3）采矿区的植被破坏，水土流失，土地沙漠化，土壤肥力降低，对地下水的补给能力减弱，加剧了地表水和地下水的污染；（4）采空区的塌陷、乱石、滑坡现象频发，给周边的生物多样性的生存带来极大的威胁等。
矿区开采沉陷预计方法与治理对策研究
矿区开采沉陷预计方法与治理对策研究作者：朱明非,陈小轶,秦礼明来源：《科技创新与生产力》 2016年第5期朱明非，陈小轶，秦礼明（安徽理工大学测绘学院，安徽淮南 232001）摘要：介绍了灰色系统理论法、剖面函数法、典型曲线法、函数影响法、相似材料模拟法5种矿区开采沉陷预计方法，并结合各自特点分析了实际应用情况，提出了选择绿色环保的开采方式、恢复和再利用已破坏土地、加大矿区生态环境保护的执法力度等治理对策，这样可以降低开采沉陷带来的损害，实现对矿区环境的保护。
关键词：开采沉陷；沉陷预计；沉陷治理；矿区生态环境中图分类号：TD327；TD82 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2016.05.112收稿日期：２０16－02－26；修回日期：２０16－04－03作者简介：朱明非（1993-），男，安徽亳州人，在读硕士，主要从事开采沉陷损害评价系统研究，E-mail：281095506@。
近年来我国国民经济飞速发展，煤矿的开采在其中发挥了重要的作用，然而随之而来的是对生态环境的消极影响，如耕地数量减少、土壤盐渍化、对路面交通和村庄房屋的损害以及矿区水资源破坏等，因此，做好开采沉陷预计工作刻不容缓。
在矿区开采中，开采沉陷的预计是一个重要的课题，对开采沉陷的理论和实践都有重要意义。
讨论预计方法并找出治理对策，能够为安全生产提供必要的信息，便于相关人员对生产过程中出现的问题做出相应的决策，有利于矿区的可持续发展。
1 矿区开采沉陷预计方法在开采之前，根据地质采矿条件选择预计函数，计算出岩层和地表变形，称为开采沉陷预计。
在我国，主要有以下5种开采沉陷预计方法[1]。
1.1 灰色系统理论法灰色系统又称为贫信息系统，顾名思义，它含有很多未知或不确定信息，同时又含有部分已知信息。
难以建立数学模型的系统都可以归入灰色系统。
对于灰色系统，只需要对其内部参数、系统结构进行总体的研究，而不需要完全了解系统的物理机制，可以充分体现已有信息的价值，利用已有信息判断系统的发展，并对局势进行决策。
煤矿地质研究中的土地沉陷预测
煤矿地质研究中的土地沉陷预测作者：张克学来源：《中国新技术新产品》2018年第02期摘要：在我国经济发展特别是我国工业经济发展的过程中，有一个非常大的支撑就是我国煤炭资源的不断供给，通过煤炭资源的不断供给，最大限度的提升了我国工业经济发展的速度。
因此在我国的经济发展过程中，煤矿开采行业的贡献非常大。
在我国煤矿开采的过程中，煤炭地质的研究工作是一项非常重要的工作。
本文主要针对煤矿地质研究中的土地沉陷预测进行详细的阐述以及分析，希望通过本文的阐述以及分析能够有效地提升我国煤矿地质研究工作中关于土地沉陷预测的精准度，同时也为我国煤矿地质研究工作进一步的提升以及发展贡献力量。
关键词：煤矿地质研究；土地沉陷；预测研究；可持续发展；预测模型中图分类号：TD82 文献标志码：A作为我国经济发展的重要支撑点之一，我国的煤矿开采工作已经变得越来越重要。
伴随着我国煤矿开采工作的不断创新以及发展，我国越来越重视在煤矿开采过程中的煤矿地质研究。
这一项工作逐渐受到重视，主要是由于随着我国煤矿开采时间的不断增长，在这一过程中会导致较为严重的煤矿地质问题，严重的情况会出现土地沉陷的危险。
一旦出现了煤矿区土地沉陷就会造成非常严重的后果，不仅煤矿企业会受到生产以及安全受到严重的影响，同时煤矿周边的居民以及周边的生态环境也会受到严重的影响。
因此在我国煤矿行业中，进行煤矿地质研究工作已经成为一种常规性以及强制性的工作之一。
只有在煤矿开采作业前，进行缜密的煤矿地质研究中的土地沉陷的相关预测，会让后续的煤矿开采工作安全进行并且顺利进行，同时也能够最大限度地实现煤矿区域生态环境以及自然环境的可持续发展。
在煤矿地质研究工作中重点针对土地沉陷问题进行有效以及科学的预测能够最大限度地保障煤矿区的环境不遭受破坏，正符合我国对于环境保護的要求。
因此我国的煤矿行业中一项必不可少的工作就是针对土地沉陷进行煤矿地质的研究以及预测。
1 煤矿地质研究中矿区预测土地沉陷的基本模型在煤矿地质研究以及预测的过程中，针对土地沉陷问题的预测基本模型主要是通过概率积分的方式来进行模型建立，同时根据模型得出的结果针对土地的开采复垦进行相关问题以及要求的具体提出。
煤矿开采沉陷预计理论与方法研究评述
煤矿开采沉陷预计理论与方法研究评述摘要：开采沉陷预计是矿山开采沉陷学科的核心内容之一,它对开采沉陷的理论研究和生产实践都有重要意义。
本文详细分析了煤矿开采沉陷预计理论与方法。
关键词：开采沉陷；预计方法；影响因素；预计误差开采沉陷预计理论和方法是认识采动地表移动变形规律、明确沉陷移动机理、开展采动损害评价和责任认定及采动损害控制技术研究的基础，也是开采优化设计的先决条件之一。
一、开采沉陷的预计方法1、剖面函数法。
根据不同开采条件下地表下沉盆地剖面形状,确定不同的剖面函数来描述下沉盆地,作为预计地表移动和变形的公式,这种预计地表移动和变形的方法统称为剖面函数法。
它的优点是使用方便且直观；利用数学公式便于进行数学分析和使用计算机解算；利用较少的实测资料就可以确定预报公式的参数值。
但剖面函数不一定符合实际下沉盆地的形状,特别是预报特征点变形值时可能出现较大的偏差。
该方法仅适合于相同地质采矿条件下的矩形工作面上方的地表移动变形预计。
因此,这种方法没有被广泛使用。
2、影响函数法。
目前，此法所用的参数常根据实测资料求定，可适用于任意形状的工作面，任意开采程度、地表任意点及岩层的移动和变形预计，相比剖面函数法应用范围较广，但没有剖面函数法精度高。
目前已成为我国较成熟的、应用最为广泛的预计方法之一。
3、典型曲线法。
通过建立在研究区域的观测站观测地表移动情况，把观测值绘制成无因次曲线，来表示移动盆地主断面上的变形曲线方法，称为典型曲线法。
该方法虽然预计精度比较高，但需要大量的实测数据，由于很多区域数据不足，造成这种方法局限性比较大，并未被广泛使用。
二、预计方法理论知识1、数值模拟沉陷预计理论。
以实测数据为手段的典型曲线法为基础理论，对矿区层进行科学的比例缩小，利用同等质材建立模型，并进行开采模拟，对开采进行全程观测，对地表异动情况进行数据收集、分析，与原地表结构进行比对，推算出岩层的变形函数。
该种方法优点是成本低、准确率高、周期较短、直观地表；缺点是对模型的相似程度不能给予绝对保证，因此该方法还存在受限发展的状态。
巨厚覆岩下矿产重复开采地表沉陷预测及其控制
巨厚覆岩下矿产重复开采地表沉陷预测及其控制叶永芳;刘少华;吴晓辉;陈四宝;张缓缓【摘要】基于矿区实际勘探资料,建立矿层单独开采与重复开采模型,利用FLAC3D 数值软件分别模拟两种采动条件下地表的沉陷特征.模拟结果表明:(1)矿层埋深深且采厚大时,随着采动程度的增加,地表下沉具有缓慢的特点;(2)复合矿层开采时,地表水平移动形态直接是关于采空区中央呈反对称,地表下沉量较单独开采时大.研究成果提供一种矿区地表沉陷预测的方法,并提出系统的治理控制方法,从而降低采矿引起的地表沉陷的损害.【期刊名称】《中国煤炭地质》【年(卷),期】2019(031)001【总页数】6页(P76-81)【关键词】FLAC3D;单独开采;逐步开采;地表沉陷【作者】叶永芳;刘少华;吴晓辉;陈四宝;张缓缓【作者单位】江西省煤田地质局二二四地质队,江西新余 336600;江西省煤田地质局二二四地质队,江西新余 336600;江西省煤田地质局二二四地质队,江西新余336600;江西省煤田地质局二二四地质队,江西新余 336600;江西省煤田地质局二二四地质队,江西新余 336600【正文语种】中文【中图分类】TD3250 引言在采矿工程研究领域中，地表沉陷预测是十分重要的一项工作，直接关系到采动破坏预防措施的制定和实施。
而巨厚覆岩下开采地表下沉具有连续性，在地表沉陷预测上面临更多的问题。
江西省新余市渝水区石竹山—上高县樟木桥矿区硅灰石赋存在茅口灰岩中，上覆围岩较厚，加之，该矿区有多层硅灰石矿产，且其厚度大，开采规模大。
因此，需要对该矿区矿产开采引起的地表沉陷问题进行预测分析，以提前预防，减少矿产开采对地表构建物的损害。
1 研究区矿层基本情况研究区内硅灰石为隐伏矿体，根据钻孔实际揭露情况，矿体赋存于蒙山花岗岩岩体外接触带茅口组下段中，距岩体0.5～282.0m范围内，赋存13个矿体，分别Ⅰ～ⅩⅢ，其中Ⅳ矿体为主矿体，Ⅲ、Ⅷ为次要矿体，其他为小矿体，各矿体特征见表1。
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程应 用 中，根 据研 究的 需要 和 采矿 地质 条件 ，预 计 区域 可 能是 任 意 形 状 的 多边 形 。在 以往 的预 计 程序 设 计 中 ，预 计 区域 大 多采 用矩 形 点 阵式设 计 ，这 样 增 加 了无效 预 计 点 ，延 长 了待 机 时 间。利
用 矢量 格 式向栅 格格 式转 换 的基本 原理 ，构造 一 复 变 函数 ，并 通过 推 导给 出 了确 定有 效 预 计 点 的
２１ ０ ０年第 ５期
煤
炭
工
程
复 杂 开 采 条 件 下复 变 函数 在 地 表 沉 陷 预 计 的应 用 研 究
张彦宾 ，邹友峰 ，李德 海 ，尹士献
（ 河南理工 大学 ， 河南 焦作 ４４ ０ ） ５ ０ ０
摘
要 ：概 率积 分 法预计 地表 移动 变形 ，预 计 区域 的 确 定是 第一 步 重要 的工 作 。在 具 体 的 工
判 别方 法 ，并把 这一 数 学语 言利 用 Ｃ＋＋的 运 算符 重 载技 术转 化 为 计 算机 语 言 ，消 除 了无 效预 计 点 ，加 快 了预 计 计算 速度 ，减 少 了等待 时间。
关键 词 ：概 率积 分 法 ；复 变 函数 ；采动 损 害 ；开采 沉 陷 中图分类 号 ：Ｔ ３ ５ ２ Ｄ ２ ． 文献标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１７ ０ ５ （０ ０ ０ －０ ３ ４ ６ １— ９ ９ ２ １ ）５０ ７ － ０
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