概率积分法在矿区开采沉陷预测中的应用

下沉 (mm ) 5692 2411
倾斜 (mm /m )
22. 55 1. 069
曲率 (10 - 3 /m )
32. 08 4. 08
水平移动 (mm ) 1706 724
水平变形 (mm /m ) 10. 28 2. 718
最大下沉速度 (mm / d) 58 58
(2)地表移动持续时间 地表上受开采影响的点 ,从下沉开始至结束有
discussed and a number of considerations are described. ( Cao Q inglei et al. )
47
第 2期 矿 山 测 量 2011年 4月
表 1 地表移动变形模式输入参数
序号
参 数
符号
单位
参数值
备 注
1
初采下沉系数
2
主要影响正切
3
水平移动系数
4
拐点偏移距
5
影响传播角
7
一次重采下沉系数
8
二次重采下沉系数
参考文献 :
典型工作面
一采右一片 五采右一片
起始期的 活跃期 衰退期 移动总时间
( d)
( d)
( d)
( d)
25
247
165
437
25
126
80
231
3. 3 预测结果 首采区 (一采右一片 )开采后形成的地表最大下
沉值 5692 mm;最大倾斜值 22. 55 mm /m;最大水平 移动值 1706 mm;最大水平变形值 10. 28 mm /m; 首 采区 (五采右一片 )开采后形成的地表最大下沉值 2411 mm;最大倾斜值 1. 069 mm /m; 最大水平移动 值 724 mm;最大水平变形值 2. 718 mm /m。
1 地表沉陷预测模型
根据七台河矿区多年开采实测资料分析 ,同时 类比相邻矿井龙湖矿区实际情况 ,向阳矿区煤炭开 采地表沉陷符合概率积分法模型 。稳定态预计模型 描述如下 :
3 黑龙江科技学院引进高层次人才科研启动基金项目 (200501) 。
如图 1所示的倾斜煤层中开采某单元 i,按概率
积分法的基本原理 ,单元开采引起地表任意点 ( x, y)
第 2期 2011年 4月
矿 山 测 量 No12
M INE SURVEYING
Ap r12011
doi: 10. 3969 / j. issn. 1001 - 358X. 2011. 02. 016
概率积分法在矿区开采沉陷预测中的应用 3
开采 沉 陷 预 测 可 分 为 基 于 实 测 资 料 的 经 验 方 法 、影响函数法及理论模拟法 [ 1 ] 。经验方法是利用 大量实测资料的数据处理后进行预测的 ,这种方法 是当前最为可靠的一种预测方法 [ 2 ] 。而目前在矿山 开采沉陷领域 ,概率积分法预计模型已成为我国较 为成熟 ,应用最为广泛的预测方法 [ 3 ] 。本文结合经 验法和概率积分法对七台河向阳煤矿开采沉陷进行 实测 。
别对首采区的二个采区各作一个典型工作面开采的 动态预 计 。首 采 工 作 面 采 宽 为 50 m , 走 向 采 长 2160 m ,采深约 400 m。通过计算获得 :
(1)地表动态移动变形最大值 (参见表 2) 。
表 2 典型首采工作面开采后地表动态变形最大值
典型工作面
一采右一片 五采右一片
A New Method of Height Surveying of Tower Building or Structure ———The use and appearance of total - station,
especially intelligence total - station instrument, bring great
的下沉 (最终值 )为 :
W e0i ( x, y)
=
1 -π
(
x
-x r2
i)
2
-π
(
y
-
y i+li) r2
2
r e e 2
式中 : r为主要影响半径 , r = Htgβ0 , H0 为平均采 深 , tgβ为预计参数 ,为主要影响角 β之正切 ; li = Hi · c tgθ,θ为预计参数 ,为最大下沉角 ; ( xi , yi ) 为第 i单 元中心点的平面坐标 ; ( x, y) 为地表任一点的坐标 。
on the foundation p it engineering on Q ingdao, the author introduces the technology p rogram of foundation p it horizon2 tal disp lacement monitoring surveyed by TCA2003 total sta2 tion. Some p roblem s that must be taken care and some technical measures that are taken to reduce errors are de2 scribed. An analysis is carried out on the p recision of hori2 zontal disp lacement monitoring, the monitoring results are
[ 1 ] 何国清等 1矿山开采沉陷学 [M ]1徐州 :中国矿业大学 出版社 , 19911
[ 2 ] 汪云甲 ,郭广利 1开采沉陷预测参数的稳健统计分析 [ J ]1金属矿山 , 1998 (8) 1
[ 3 ] 吴侃 ,黄珍珍 ,王欣 1 矿山开采沉陷的完备预计模型 [ J ]1煤矿开采 , 2006 (4) 1
and so on. The author puts forward the personal views and
suggestions for the mapp ing technical requirements and the
Matters which we should pay attention to in work, and it
作者简介 :谷金锋 ( 1973 - ) , 男 , 吉林省德惠市人 , 讲师 , 硕 士 ,东北林业大学在读博士 。主要研究方向是矿区生态恢 复 、土壤学等 。
(收稿日期 : 2010 - 11 - 22)
48
ENGL ISH ABSTRACTS O F M A IN ART ICL ES IN TH IS ISSUE
9
三次重采下沉系数
10
四次及以上
q
/
tgβ
/
0. 70 1. 7
0. 6～0. 8 β=δ- (0. 6～0. 7)α
b
/
0. 3
0. 2～0. 4
S
m
0. 15H0
/
θ
°
90 - 0. 68α
α为煤层倾角 ( °)
q复 1
/
q复 2
/
q复 3
/
q复 ≥4
/
0. 84 0. 924 0. 97 0. 97
has some reference and guidance to the field verification of M ineral R ights and m ineral policy management. ( Zhang Shuqing)
Monitoring and Analysis of the Foundation Pit Horizontal D isp lacement Based on TCA2003 Total Station ———Based
该矿位于七台河市茄子河区东部 ,地处完达山 西麓 ,东临三江平原 ,属低山丘陵区 。南北方向为两 端高而中间低的马鞍状地形 ,东西方向大体以 F∶10 号断层为界 ,形成小区分水岭 ,河谷向东西两端延 展 ,构 成 中 间 高 两 侧 低 的 地 形 , 地 形 标 高 190 ～ 300 m。本区赋存的地层为中侏罗统万隆组 ( JW ) 、 上侏罗统鸡西群滴道组 ( Jad) 、城子河组 ( Jach) 、白 垩系桦山群东山组 ( k1d)及第四系 (Q ) 。向阳煤矿 由东方红和龙西两个勘探区组成 ,其井田境界为 :北 以 F1断层为界 ;南以 44号煤层 - 400 m等高线垂直 投影及 F19 断层为界 ;西以东方红区 F12 断层为界 与富强矿相邻 ;东以龙西区第 9 勘探线为界与龙湖 矿相邻 ;走向长 8. 7 km ,倾斜宽 2. 0 ～3. 2 km ,井田 面积约 22. 0 km2 。由于 F19 及 F12 断层控制可靠 , 所以不存在井田境界摆动的可能性 。
中硬覆岩 中硬覆岩 中硬覆岩 中硬覆岩
注 :δ为走向移动角 ,中硬岩层取 70°～75°,表土层移动角为 45°。
3 地表沉陷预测结果
随着采空区面积的增大 ,塌陷区的范围不断扩 大 ,在这一过程中 ,地表点承受的移动变形情况可分
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 1 地表移动变形最大值预测 (稳定态 ) 本井田煤层开采深度为 - 100 ～ - 400 m ,据煤
层开采厚度 、采深 、采动次数及有关预计参数 ,分别 对一采区及五采区各煤层开采后产生的地表移动变 形最大值进行了计算 。结果表明 :对于同一煤层 、随 着开采深度的增加其地表变形最大值逐渐减小 。 3. 2 动态移动变形预测
为以下三类 :动态变形 ;永久变形 ;半永久性变形 。 为了准确地评价开采沉陷的动态过程 ,本文分
a new method surveying the Height of Tower Building or Structure by the total - station to reference. ( Guo Zonghe et al. )
Survey Problem s D iscussion in the M ine R ights checking ——— In the field verification of M ineral R ights, it is the Characteristics of the tight time、heavy task、highly technical、more p rofessional and no experience to draw on
一个时间过程 ,该过程与工作面开采速度 、回采深度 及开采厚度 、重复采动次数等一系列因素有关 。本 矿区典型某一点移动变形持续时间预计见表 3。
表 3 典型首采工作面开采后地表 移动变形持续时间预计结果
4 结 论
以概率积分法为基础 ,采用实测数据作为确定 参数依据 ,既能得到精度较高且较可靠的预测参数 及预测结果 ,又便于研究认识开采沉陷规律 ,是一种 值得推广的开采沉陷监测数据处理方法 。
changes to the survey work, the difficult survey jobs could
be comp leted easily by special functions of total - station
instrument. Therefore, in the paper, the author introduces
谷金锋 1, 2 ,高振森 1 (1. 黑龙江科技学院 ,黑龙江 哈尔滨 150027; 2. 东北林业大学 ,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘要 :文中利用概率积分法 ,并结合七煤集团的实测数据 ,确定了向阳煤矿开采沉陷参数 ,并对可能 产生的沉陷进行了预测 ,同时分析了动态沉陷过程 ,为该矿井的开采沉陷预防和将来的恢复提供参 考。 关键词 : 开采沉陷 ; 概率积分法 ; 预测 ; 参数 中图分类号 : TD 327 文献标识码 : B 文章编号 : 1001 - 358X (2011) 02 - 0047 - 02
图 1 倾斜煤层中开采某单元
2 地表沉陷预测参数选取
向阳煤 矿 井 田 位 于 七 台 河 矿 区 规 划 的 井 田 之 一 ,其地质条件 、煤层赋存情况以及开采煤层与七煤 集团目前的生产矿井情况基本相同 。七煤集团对现 有生产矿井的地表移动变形进行了大量监测 ,积累 了比较丰富的岩移观测资料 。因此本次地表沉陷预 测参数的选取根据七煤集团矿区长期积累的实际观 测经验参数 、结合龙湖煤矿的实际开采情况进行确 定 。模式输入参数见表 1。