本文選題：開(kāi)采沉陷　切入點(diǎn)：動(dòng)態(tài)預(yù)計(jì)　出處：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：開(kāi)采沉陷是一個(gè)隨時(shí)間、空間變化的復(fù)雜過(guò)程,為進(jìn)一步探究開(kāi)采沉陷的機(jī)理,減小開(kāi)采沉陷對(duì)環(huán)境的影響,需對(duì)由地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)變形動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行研究。本文中選取了兩淮礦區(qū)三個(gè)工作面,以工作面地表移動(dòng)變形觀測(cè)站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析開(kāi)采沉陷地表下沉的動(dòng)態(tài)規(guī)律。根據(jù)地表下沉的速度特點(diǎn)將其分為四個(gè)階段:采前穩(wěn)定期、加速下沉期、減速下沉期和采后穩(wěn)定期,各階段特征和占總下沉?xí)r間的比例根據(jù)工作面地質(zhì)采礦條件和地表點(diǎn)位與工作面相對(duì)位置不同而改變。推導(dǎo)并分析了目前在開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)預(yù)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛的Knothe時(shí)間函數(shù),利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)求取Knothe時(shí)間函數(shù)所需參數(shù),反演地表動(dòng)態(tài)下沉過(guò)程并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較,結(jié)果表明:Knothe時(shí)間函數(shù)在描述地表下沉速度方面有一定缺陷,利用其預(yù)計(jì)地表動(dòng)態(tài)下沉過(guò)程往往會(huì)造成較大的誤差。鑒于Knothe時(shí)間函數(shù)的不足,本文在Knothe時(shí)間函數(shù)的基礎(chǔ)上添加了一個(gè)新的參數(shù)τ,其意義為地表點(diǎn)位下沉速度峰值出現(xiàn)的時(shí)刻,以τ為間斷點(diǎn)利用分段函數(shù)建立改進(jìn)的Knothe時(shí)間函數(shù)模型,改進(jìn)的Knothe時(shí)間函數(shù)能夠克服原始Knothe時(shí)間函數(shù)在描述地表下沉速度方面的不足,以更高的精度預(yù)計(jì)或反演地表下沉的動(dòng)態(tài)過(guò)程。分析了改進(jìn)Knothe時(shí)間函數(shù)中各參數(shù)的作用,該函數(shù)模型通過(guò)地表最終下沉量W0控制函數(shù)的上下邊界;時(shí)間因素影響系數(shù)C和最大下沉速度出現(xiàn)時(shí)刻τ共同影響函數(shù)曲線的形態(tài)。探討了各參數(shù)的求取方法,其中地表最終下沉量W0可利用概率積分法模型或D-Insar方法獲取;時(shí)間因素影響系數(shù)C可通過(guò)觀測(cè)站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合解算或根據(jù)工作面地質(zhì)采礦條件計(jì)算其取值范圍;最大下沉速度出現(xiàn)時(shí)間τ根據(jù)礦區(qū)最大下沉速度滯后角公式求取也可通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析而得。根據(jù)實(shí)驗(yàn)工作面地表移動(dòng)觀測(cè)站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)解算改進(jìn)Knothe時(shí)間函數(shù)所需參數(shù),根據(jù)求參結(jié)果建立工作面地表下沉動(dòng)態(tài)預(yù)計(jì)模型,將預(yù)計(jì)值與實(shí)測(cè)值對(duì)比,分析改進(jìn)Knothe時(shí)間函數(shù)精度,結(jié)果表明改進(jìn)的Knothe時(shí)間函數(shù)能夠以較高的精度模擬開(kāi)采沉陷地表下沉的動(dòng)態(tài)過(guò)程,模擬結(jié)果符合地表下沉動(dòng)態(tài)規(guī)律。最后以地表積水范圍和建筑物損壞等級(jí)預(yù)計(jì)為例探究了改進(jìn)Knothe時(shí)間函數(shù)的應(yīng)用。
[Abstract]:Mining subsidence is a complex process with time and space variation. In order to further explore the mechanism of mining subsidence and reduce the impact of mining subsidence on the environment, the dynamic process of surface movement and deformation caused by underground mining should be studied.In this paper, three working faces in Lianghuai mining area are selected, and based on the measured data of ground surface movement and deformation observation station, the dynamic law of surface subsidence in mining subsidence is analyzed.According to the velocity characteristics of surface subsidence, it is divided into four stages: pre-mining stable period, accelerated subsidence period, deceleration subsidence period and postharvest stable period,The characteristics of each stage and the proportion of the total subsidence time vary according to the geological and mining conditions of the working face and the relative position of the surface point and the working face.The Knothe time function, which is widely used in the prediction of mining subsidence dynamic, is derived and analyzed. The parameters of Knothe time function are obtained from the measured data, and the dynamic subsidence process of the ground surface is retrieved and compared with the measured data.The results show that the time function of: Knothe has some defects in describing the subsidence velocity of the earth's surface, and using it to predict the dynamic subsidence process of the earth's surface often results in large errors.In view of the shortage of Knothe time function, a new parameter 蟿 is added to the Knothe time function, which means the time when the peak value of subsidence velocity of surface point occurs.The improved Knothe time function model is established by using the piecewise function with 蟿 as the discontinuity point. The improved Knothe time function can overcome the shortcoming of the original Knothe time function in describing the subsidence velocity of the earth's surface.The dynamic process of predicting or retrieving ground subsidence with higher accuracy.The function of the parameters in the improved Knothe time function is analyzed. The function model controls the upper and lower boundaries of the function by controlling the final subsidence of the surface W _ 0, and the influence coefficient C of time factor C and the time of maximum subsidence velocity 蟿 jointly affect the shape of the function curve.The methods of obtaining the parameters are discussed, in which the final subsidence W0 can be obtained by using the probabilistic integration model or D-Insar method.The influence coefficient C of time factor can be calculated by fitting the measured data of observation station or calculating the range of values according to the geological and mining conditions of the working face.The occurrence time 蟿 of maximum subsidence velocity can also be obtained by regression analysis of measured data according to the formula of lag angle of maximum subsidence velocity in mining area.According to the measured data of the ground movement observation station of the experimental working face, the parameters needed to improve the Knothe time function are calculated, and the dynamic prediction model of the surface subsidence of the working face is established according to the result of the calculation of the parameters. The accuracy of the improved Knothe time function is analyzed by comparing the predicted value with the measured value.The results show that the improved Knothe time function can simulate the dynamic process of mining subsidence with high precision, and the simulation results accord with the dynamic law of surface subsidence.Finally, the application of the improved Knothe time function is explored by taking the scope of surface water and the prediction of building damage grade as examples.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD327

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王君利;;淺談煤礦開(kāi)采沉陷防治和控制技術(shù)[J];職業(yè);2008年14期

2 從�？�;陳娜;朱磊;;煤礦開(kāi)采沉陷及其治理對(duì)策[J];陜西煤炭;2008年03期

3 張?zhí)焐?;淺談煤礦開(kāi)采沉陷防治和控制技術(shù)[J];河北煤炭;2010年04期

4 郭廣禮;何國(guó)清;;開(kāi)采沉陷主要環(huán)境影響因子選擇方法及應(yīng)用[J];煤礦環(huán)境保護(hù);1993年03期

5 崔德仁;長(zhǎng)壁重復(fù)開(kāi)采沉陷“活化”機(jī)理和規(guī)律研究[J];礦山壓力與頂板管理;1996年03期

6 鄭南山,胡振琪,顧和和;煤礦開(kāi)采沉陷對(duì)耕地永續(xù)利用的影響分析[J];煤礦環(huán)境保護(hù);1998年01期

7 李海龍;;關(guān)于煤礦開(kāi)采沉陷及減沉控制研究[J];山東煤炭科技;2014年01期

8 朱孔盛,郭恒慶,張東儉;濟(jì)寧礦區(qū)開(kāi)采沉陷與綜合治理[J];礦山壓力與頂板管理;2000年01期

9 吳侃,靳建明,王卷樂(lè);開(kāi)采沉陷時(shí)序預(yù)測(cè)技術(shù)[J];測(cè)繪工程;2001年04期

10 陸晉湘,張志宏;煤礦開(kāi)采沉陷對(duì)地面環(huán)境和建筑物的破壞損失[J];機(jī)械管理開(kāi)發(fā);2002年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 胡振琪;吳侃;顧和和;胡鋒;劉德輝;;開(kāi)采沉陷對(duì)耕地破壞的機(jī)理及其復(fù)墾對(duì)策研究[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊(cè)）[C];1999年

2 王金莊;戴華陽(yáng);郭增長(zhǎng);;開(kāi)采沉陷若干理論與技術(shù)問(wèn)題研究進(jìn)展[A];第六屆全國(guó)礦山測(cè)量學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2002年

3 李廷春;石朝霞;張金泉;;多斷層區(qū)煤礦開(kāi)采沉陷的數(shù)值模擬分析[A];現(xiàn)代爆破理論與技術(shù)——第十屆全國(guó)煤炭爆破學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

4 余學(xué)義;種可;李邦邦;;陜北侏羅紀(jì)煤田開(kāi)采沉陷損害控制及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)重建[A];中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第三卷）[C];2009年

5 崔保鋒;;張北井田開(kāi)采沉陷對(duì)環(huán)境影響及綜合治理分析[A];全國(guó)開(kāi)采沉陷規(guī)律與“三下”采煤學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

6 劉梅;曾勇;;礦區(qū)開(kāi)采沉陷地質(zhì)災(zāi)害與防治對(duì)策[A];煤礦環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)論文集[C];2005年

7 柴華彬;鄒友峰;;模糊綜合評(píng)判在開(kāi)采沉陷對(duì)土地影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[A];第七屆全國(guó)礦山測(cè)量學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

8 黃樂(lè)亭;;開(kāi)采沉陷力學(xué)的研究與發(fā)展[A];第六屆全國(guó)礦山測(cè)量學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2002年

9 隋旺華;;開(kāi)采沉陷厚松散層應(yīng)力變形分析[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第七屆土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1994年

10 吳侃;靳建明;;開(kāi)采沉陷中土體的失水固結(jié)研究[A];第六屆全國(guó)礦山測(cè)量學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2002年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 盤(pán)縣斷江煤管站 譚旭;淺談煤礦開(kāi)采沉陷防控技術(shù)[N];貴州政協(xié)報(bào);2008年

2 山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司屯蘭礦 仝金厚;論煤礦開(kāi)采沉陷防治和控制的技術(shù)[N];科學(xué)導(dǎo)報(bào);2010年

3 記者 高文靜 劉飛;治理塌陷地[N];中國(guó)煤炭報(bào);2009年

4 盤(pán)縣紅果鎮(zhèn)煤管站 秦忠雄;煤礦區(qū)沉陷防治技術(shù)初探[N];貴州政協(xié)報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 任麗艷;開(kāi)采沉陷預(yù)測(cè)與數(shù)值分析中的三維地質(zhì)建模研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

2 任松;巖鹽水溶開(kāi)采沉陷機(jī)理及預(yù)測(cè)模型研究[D];重慶大學(xué);2005年

3 蔡來(lái)良;適宜傾角變化的開(kāi)采沉陷一體化預(yù)測(cè)模型研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2011年

4 王建學(xué);開(kāi)采沉陷塑性損傷結(jié)構(gòu)理論與冒矸空隙注漿充填技術(shù)的研究[D];煤炭科學(xué)研究總院;2001年

5 賈瑞生;礦山開(kāi)采沉陷三維建模與可視化方法研究[D];山東科技大學(xué);2010年

6 宋世杰;基于關(guān)鍵地礦因子的開(kāi)采沉陷分層傳遞預(yù)計(jì)方法研究[D];西安科技大學(xué);2013年

7 劉玉成;開(kāi)采沉陷的動(dòng)態(tài)過(guò)程及基于關(guān)鍵層理論的沉陷模型[D];重慶大學(xué);2010年

8 閆大鵬;基于D-InSAR技術(shù)監(jiān)測(cè)云駕嶺煤礦區(qū)開(kāi)采沉陷的應(yīng)用研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

9 周大偉;煤礦開(kāi)采沉陷中巖土體的協(xié)同機(jī)理及預(yù)測(cè)[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

10 劉振國(guó);DInSAR技術(shù)在礦區(qū)地表重復(fù)采動(dòng)開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉宏磊;煤炭資源開(kāi)采沉陷地質(zhì)環(huán)境響應(yīng)研宄[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

2 彭亞捷;黃沙煤礦開(kāi)采沉陷規(guī)律離散元法預(yù)測(cè)[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 吳晨亮;基于Matlab的開(kāi)采沉陷預(yù)測(cè)交互式可視化分析系統(tǒng)[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

4 趙偉穎;面向礦區(qū)沉降監(jiān)測(cè)的InSAR技術(shù)應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

5 李翠竹;基于礦井三維模型的開(kāi)采沉陷數(shù)值模擬軟件耦合方法及應(yīng)用[D];東北大學(xué);2014年

6 周新鶴;煤礦開(kāi)采沉陷預(yù)測(cè)模塊研發(fā)及在錢(qián)家營(yíng)礦的應(yīng)用[D];東北大學(xué);2013年

7 劉哲;基于D-InSAR的煤礦開(kāi)采沉陷形變監(jiān)測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用[D];安徽理工大學(xué);2016年

8 馮婷婷;D-InSAR技術(shù)在神東礦區(qū)開(kāi)采沉陷監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[D];河南理工大學(xué);2015年

9 陳博;開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)預(yù)計(jì)方法研究[D];山東理工大學(xué);2013年

10 郄晨龍;井工煤炭開(kāi)采對(duì)土壤關(guān)鍵物理性質(zhì)的影響規(guī)律研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1722442