開采沉陷動(dòng)態(tài)預(yù)計(jì)模型及其參數(shù)研究.pdf

1、開采沉陷是一個(gè)隨時(shí)間、空間變化的復(fù)雜過程，為進(jìn)一步探宄開采沉陷的機(jī)理，減小開采沉陷對(duì)環(huán)境的影響，需對(duì)由地下開采引起的地表移動(dòng)變形動(dòng)態(tài)過程進(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

2、。推導(dǎo)并分析了目前在開采沉陷動(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

3、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

4、過觀測(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可根據(jù)礦區(qū)最大下沉速度滯后角公式求取也可通過對(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采沉陷地表下沉的動(dòng)態(tài)過程，模擬結(jié)果符合地