厚松散層礦區(qū)采煤沉陷預(yù)測模型研究——以淮南礦區(qū)為例.pdf

1、采煤引起的地表沉陷問題總會引起人們的關(guān)注,對一般條件下采煤引起的巖層及地表移動規(guī)律已有比較深刻的認(rèn)識。但自20世紀(jì)80代起,我國許多礦井在厚松散層下開采出現(xiàn)了一些特殊的現(xiàn)象,如地表下沉系數(shù)大于1,地表移動范圍擴(kuò)展廣、邊界部分收斂緩慢、水平移動范圍大于下沉范圍、地表移動穩(wěn)定時間長。這些特殊現(xiàn)象,引起有關(guān)各界的重視和關(guān)注。
　　本文以淮南礦區(qū)為例首先分析了厚松散層礦區(qū)采煤沉陷的機(jī)理,發(fā)現(xiàn)開采空間向地表傳遞過程中,松散層土體會出現(xiàn)固結(jié)沉

2、降,而且土體作為荷載附加在采空區(qū)上方的基巖上,與基巖產(chǎn)生協(xié)同作用產(chǎn)生附加沉降。
　　利用收集的觀測站資料證明了概率積分法模型在淮南厚松散層礦區(qū)使用存在缺陷,邊界部分收斂較快,為建立適用于淮南厚松散層礦區(qū)的預(yù)計模型,先對概率積分法模型進(jìn)行了修正,通過添加松散層影響因子,使其較原模型有所改進(jìn)。再次,基于 Boltzmann函數(shù),提出了全新的預(yù)測模型。通過實例,對比分析新建立的兩個模型的預(yù)測精度、擬合精度、模型參數(shù)的選取和物理意義,結(jié)果

3、表明,在淮南厚松散層礦區(qū),基于 Boltzmann函數(shù)的開采沉陷預(yù)測模型比概率積分法模型的擬合精度提高了20％-30%,預(yù)測精度提高了10%-20%。最終把基于 Boltzmann函數(shù)的開采沉陷預(yù)測模型作為淮南厚松散層礦區(qū)的預(yù)計模型,并確定了淮南礦區(qū)參數(shù)的選取原則。
　　再者,分析了 Boltzmann函數(shù)模型參數(shù)的全局靈敏度,抗差能力和適用性。研究表明,參數(shù)的靈敏性符合開采沉陷規(guī)律,該模型抗差能力優(yōu)于概率積分法。相似材料試驗表明