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大采深开采控制变化对地表变形的差异性影响研究
2022-05-03 09:34  

1 项目简介

以峰峰矿区万年矿、九龙矿、新三矿等多个矿井为工程背景,根据现场实测数据,求得峰峰矿区多工作面开采地表时空演化规律和角量参数,构建基于地表移动延续时间计算模型;通过实测资料分析和计算机仿真推演,建立采动程度与地表下沉率之间的回归函数模型;采用改进的优化分段Knothe时间函数实现地表动态沉陷过程的动态、定量预计。要求研究成果能够显著提升矿山开采沉陷预测结果的精准度,避免或减轻采动地面塌陷和民房受损程度。研究目标如下:

1)分析万年矿132153工作面等多个矿井工作面的地质采矿条件,以及与四邻的采掘关系,厘清地表观测站下沉量与工作面间的关系,提取工作面开采后的地表变形特征。

2)在分析现场实测数据的基础上,求得峰峰矿区多工作面开采地表时空演化规律和角量参数,进而建立基于Logistic时间函数的地表移动延续时间计算模型。该模型应可以给出地表残余下沉的起始时间、界定地表移动延续期和残余变形期。

3)针对复杂地形的数值建模问题,基于矿区地形图采用MATLAB编程的方法,提出一种建模新方法,操作步骤全部采用程序模块处理,解决问题的思路可以推广到FLAC3D及其他的

2.应用前景

随着煤矿尤其是我国东部煤矿区采深的不断加大,工作面容易达到非充分采动甚至极不充分采动,地表移动变形值小,有利于地表建(构)筑物下压煤开采。这对于解放地下煤炭资源,减轻地表建(构)筑物损害具有积极意义,也是进行大采深开采控制变化对地表变形的差异性影响研究的意义所在。据不完全统计,我国已有峰峰、平顶山、淮南和等43个矿区的120座矿井开采深度超过600m,逐步进入深部开采的范畴,而开滦、北票、新汉、沈阳、长广、鸡西、抚顺、阜新和徐州等171处矿井开采深度超过800m。其中,开滦矿局赵各庄煤矿开采深度为1160m,沈阳彩屯煤矿开采深度为1199m,新汶孙村煤矿开采深度为1055m,北票冠山煤矿开采深度为 1059m,北京门头沟矿开采深度为1008m,长广矿开采深度为 1000m。随着开采规模的扩大和机械化水平的不断提高,矿井向深部发展的步伐正在加快,深部开采己经成为煤矿生产的必然过程。本项目利用深部开采不同采动程度条件下的地表移动变形规律及相关技术开展“三下”开采研究,不仅能带来显著的经济效益和社会效益,同时也能为类似地质采矿条件下减轻矿区采动损害提供具有针对性的基础依据,对于解放我国深部开采条件下村庄下压煤开采和矿区保护煤柱留设具有技术指导意义,具有广阔的推广应用前景。

 


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