基于數(shù)值實驗的采煤沉陷與地質(zhì)影響因素量化關(guān)系研究.pdf

1、國內(nèi)外關(guān)于采煤沉陷機理及其規(guī)律的研究已經(jīng)取得了大量的研究成果，但由于對地質(zhì)因素考慮不周，對采煤沉陷與地質(zhì)因素之間量化關(guān)系的研究程度較低，目前已經(jīng)取得的相關(guān)研究成果，還不能滿足在采前對開采沉陷進行準(zhǔn)確預(yù)計的要求。本文主要通過計算機數(shù)值試驗，提取出在一定開采條件下構(gòu)造介質(zhì)、構(gòu)造界面、構(gòu)造應(yīng)力等地質(zhì)因素與采煤沉陷的關(guān)系數(shù)據(jù)，然后利用支持向量機軟件，構(gòu)建上述地質(zhì)因素與地表最大下沉值之間的量化關(guān)系式。本文研究工作取得以下主要成果： 在不考

2、慮構(gòu)造界面和構(gòu)造應(yīng)力情況下，如果采深(覆巖厚度)保持不變，松散層厚度與地表最大下沉值正相關(guān)，基巖層厚度與地表最大下沉值負(fù)相關(guān)。覆巖綜合硬度和土巖比是能夠綜合反映構(gòu)造介質(zhì)(覆巖)厚度特征和硬度特征的兩個因素，前者與地表最大下沉值負(fù)相關(guān)，后者與地表最大下沉值正相關(guān)。在沒有煤層覆巖中各個巖層的物理力學(xué)參數(shù)，因而無法準(zhǔn)確計算覆巖綜合硬度的情況下，可利用土巖比代表構(gòu)造介質(zhì)特征對采煤沉陷進行預(yù)計。土巖比與地表最大下沉值的量化公式如下：f4(x)=-

3、80.54*(0.49x+1)10+80.54*(0.06x+1)10-524.8776 在不考慮構(gòu)造應(yīng)力情況下，以RFPA軟件中的均值度模擬節(jié)理密度，隨著均值度增加，即節(jié)理密度減小，地表最大下沉值相應(yīng)減小。隨著節(jié)理傾角增加，地表最大下沉值先減小后增大，其最小值對應(yīng)的節(jié)理傾角在40°～50°間，且節(jié)理傾角不同，地表最大下沉點出現(xiàn)的位置有所不同。 在不考慮構(gòu)造界面影響的情況下，隨著擠壓應(yīng)力的增大，地表最大下沉值減小，但下沉

4、范圍有所擴大。在節(jié)理傾角一定的情況下，隨著擠壓應(yīng)力的增大，地表最大下沉值減??；在相同強度的擠壓應(yīng)力作用下，隨著節(jié)理傾角增大，地表最大下沉值先減小后增大。在逆斷層傾角、落差一定時，隨著擠壓應(yīng)力的增大，地表最大下沉值減小，地表下沉盆地范圍則有所增大；在一定強度的擠壓應(yīng)力作用下，隨著逆斷層落差的增加，地表最大下沉值增加。在正斷層傾角、落差一定的情況下，隨著拉張應(yīng)力的增加，拉張應(yīng)力區(qū)的分布范圍擴大，地表最大下沉值增大，下沉盆地的范圍則無明顯變化