基于改进Knothe时间函数的地表动态移动变形预测模型研究

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作者 张仲杰 陈振南 +3 位作者 刘江斌 马子韬 闫伟涛 陈俊杰 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期82-89,共8页

目的为进一步探究地表动态移动变形特征,加深认识矿山开采沉陷基本规律,更好地服务于矿山安全绿色生产,方法针对原Knothe时间函数模型表达地表下沉及其速度变化规律的缺陷,基于矿山开采过程中地表下沉盆地动态形成机理,分析时间函数参数... 目的为进一步探究地表动态移动变形特征,加深认识矿山开采沉陷基本规律,更好地服务于矿山安全绿色生产,方法针对原Knothe时间函数模型表达地表下沉及其速度变化规律的缺陷,基于矿山开采过程中地表下沉盆地动态形成机理,分析时间函数参数c对地表下沉量、下沉速度和下沉加速度影响规律;以地表下沉速度达到最大值时刻,将地表动态移动变形分为两个阶段,进一步改进Knothe时间函数模型,在此基础上,建立地表动态下沉、倾斜、曲率移动变形预测模型,并以某矿2201开采工作面为例,进行地表动态移动变形预测和精度分析。结果结果表明:改进后的Knothe时间函数形态与矿山开采沉陷地表动态移动变形一致,可以较好地描述采动地表“稳定→变化→稳定”全过程动态演化特征;参数c是该函数模型的重要参数,与覆岩力学性质、开采条件和开采速度等地质采矿条件有关,对描述地表动态移动变形量较敏感,随着参数c增大,地表下沉量和下沉速度显著增大;运用改进的Knothe地表动态移动变形预测模型计算,得到的地表下沉量误差为厘米级精度,倾斜值误差在5 mm/m以内,曲率误差在0.7 mm/m2以内,其相对误差均在6.0%以内,预测结果与实测结果较吻合。结论提出的预测模型具有一定可靠性与实用性,可较准确分析地表动态移动变形全过程的规律,从而为“三下”采煤及保护煤柱留设提供参考。 展开更多

关键词 开采沉陷 Knothe时间函数 动态预测模型 地表移动变形

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极坐标系下预计地表移动变形的综合模型 被引量：2

2

作者 赵国旭 谢和平 余学义 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 1999年第4期380-383,共4页

以非连续介质力学为基础，应用叠加原理建立一种在极坐标系下预计开采引起的山区和平原地区、水平和倾斜煤层条件下的地表移动变形的综合模型，并给出有关参数的确定方法。

关键词 叠加原理 模拟预计 地表移动 极坐标系 综合模型

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非充分开采地表移动预计模型 被引量：50

3

作者 戴华阳 王金庄 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期583-587,共5页

在概率积分预计方法的基础上,通过引入开采沉陷率和拐点偏移距关于宽深比的玻兹曼函数,建立了顾及不同开采充分性的开采沉陷预计模型.为各类非充分开采(大采深煤层开采、条带开采、房柱式开采等)的岩层和地表移动计算提供了新的统一的... 在概率积分预计方法的基础上,通过引入开采沉陷率和拐点偏移距关于宽深比的玻兹曼函数,建立了顾及不同开采充分性的开采沉陷预计模型.为各类非充分开采(大采深煤层开采、条带开采、房柱式开采等)的岩层和地表移动计算提供了新的统一的数学模型. 展开更多

关键词 非充分开采 地表移动预计模型 开采充分性 玻兹曼函数

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基坑工程开挖引起地表移动变形的随机介质模型及工程实例 被引量：10

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作者 贺跃光 刘宝琛 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期489-493,共5页

基坑工程开挖引起的地表移动与变形,在特定的工程条件下,可选用随机介质理论模型进行分析。在分析随机介质理论基础上,对基坑工程开挖引起的地表移动与变形的两种因素:疏水以及基坑侧壁失去支撑的地表移动与变形的随机介质模型加以研究... 基坑工程开挖引起的地表移动与变形,在特定的工程条件下,可选用随机介质理论模型进行分析。在分析随机介质理论基础上,对基坑工程开挖引起的地表移动与变形的两种因素:疏水以及基坑侧壁失去支撑的地表移动与变形的随机介质模型加以研究,并结合工程实例验证模型的可靠性。 展开更多

关键词 基坑工程开挖 地表移动 地表变形 随机介质模型 变形监测

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煤矿地表移动三维力学预计模型 被引量：3

5

作者 栾元重 班训海 王有良 《金属矿山》 EI CAS 北大核心 2000年第7期9-10,37,共3页

针对开采沉陷的力学预计问题 ,给出预计的力学模型优化的判别准则 ,并进行了开采沉陷移动值的计算分析 ,表明本文所提出的方法是可行及最合理的。

关键词 开采沉陷 三维力学模型 预计 煤矿 地表移动

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生产矿井无沉陷观测资料的地表移动与变形预计参数分析 被引量：2

6

作者 黄治云 吴再生 李美海 《矿业安全与环保》 北大核心 2007年第2期56-58,共3页

通过对受开采影响的建筑物破坏程度与地表移动及变形值的关系进行分析,获得地表移动与变形分析值。在此基础上,选择几组预计参数初值分别对已获得地表移动与变形值的地表点进行预计,取预计值与分析值差值平方和最小的一组对应的预计参数... 通过对受开采影响的建筑物破坏程度与地表移动及变形值的关系进行分析,获得地表移动与变形分析值。在此基础上,选择几组预计参数初值分别对已获得地表移动与变形值的地表点进行预计,取预计值与分析值差值平方和最小的一组对应的预计参数,作为本矿井地表移动与变形预计参数。实例证明,该分析方法是正确的,且使用方便。 展开更多

关键词 开采沉陷 破坏程度 地表移动与变形 沉陷预计 预计参数

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开采引起的山区地表移动与变形预计 被引量：11

7

作者 何万龙 《煤炭科学技术》 CAS 1983年第6期46-52,60,共8页

为了推动山区“三下”采煤试验,充分合理地开发煤炭资源,必须首先解决开采引起的山区地表移动与变形预计。以下就近水平煤层开采,地面倾角小于30°的山区地表移动与变形预计问题作一些探讨。“开采影响下的山区地表移动”

关键词 变形预计 盆地 水平移动 曲率 地质构造 山区地表移动 地表倾斜 水平变形 变形值

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倾向主断面地表残余移动变形数学模型 被引量：2

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作者 朱广轶 侯杰 +1 位作者 陈瑞三 吕士华 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期663-675,共13页

目的研究走向长壁冒落式开采的老采区地表沉陷盆地倾向主断面残余移动变形.方法通过对倾向主断面覆岩冒落、断裂、离层、弯曲过程的机理分析,采用概率积分法、随机介质理论和等影响原理构造了倾向主断面地表残余移动变形的数学模型,并... 目的研究走向长壁冒落式开采的老采区地表沉陷盆地倾向主断面残余移动变形.方法通过对倾向主断面覆岩冒落、断裂、离层、弯曲过程的机理分析,采用概率积分法、随机介质理论和等影响原理构造了倾向主断面地表残余移动变形的数学模型,并采用实际观测数据与预测数据对比、不同数学模型分析对比两种方式进行了数学模型的验证.结果缓倾斜煤层和大倾角煤层倾向主断面实际观测数据与预测模型计算的误差均在允许范围10%以内.得出倾向主断面地表残余下沉、倾向主断面地表残余倾斜变形、倾向主断面地表残余曲率变形、倾向主断面地表残余水平移动、倾向主断面地表残余水平变形数学模型.结论各数学模型不仅能够把矿区已有岩移参数转化为残余移动变形预测参数,而且可以定量描述倾斜煤层倾向主断面地表残余移动变形规律,可推广性强. 展开更多

关键词 老采区 倾向主断面 地表残余移动变形 机理 数学模型

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预测地表与岩层移动变形的数学模型 被引量：7

9

作者 余学义 《西安矿业学院学报》 北大核心 1993年第3期195-201,共7页

给出了实用“三下”采煤DMBCH软件的计算机模拟预测数学模型和有关参数的确定方法,并对其实用性进行了论证评价,表明这种数学模型适应矿井实际开采情况,预测准确度高,应用方便。

关键词 地表与岩层移动变形 数学模型 “三下”采煤 动态预测 地表变形移动理论 DMBC软件

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费尔哈斯模型预测地表移动变形 被引量：2

10

作者 李德海 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2004年第3期58-59,57,共3页

根据地表移动变形的特点 ,用灰色系统理论中的费尔哈斯模型方法建立地表移动变形预测模型 ,能运用较少的地表移动观测数据建立起可靠性很好的预测模型 ,具有理论和实践意义。

关键词 地表移动变形 灰色系统 费尔哈斯模型 预测

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Verhulst模型模拟地表移动变形的时间过程 被引量：3

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作者 赵忠明 李德海 《焦作工学院学报》 2003年第1期1-4,共4页

利用费尔哈斯模型的特点,把少量的原始数据作各种处理并基于关联空间、光滑离散函数等概念,建立灰微分方程模型来模拟地表移动的时间过程,求得地表移动的时间响应模型,用生物生长过程来模拟地表移动的时间过程,对预防开采沉陷,对减少地... 利用费尔哈斯模型的特点,把少量的原始数据作各种处理并基于关联空间、光滑离散函数等概念,建立灰微分方程模型来模拟地表移动的时间过程,求得地表移动的时间响应模型,用生物生长过程来模拟地表移动的时间过程,对预防开采沉陷,对减少地表构筑物的损害及保护地面设施,对减少开采沉陷造成的经济损失是有益的. 展开更多

关键词 地表移动变形 费尔哈斯模型 地下开采 矿山 采矿条件 岩层

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山区开采地表动态移动变形规律 被引量：7

12

作者 廉旭刚 胡海峰 郭博婷 《金属矿山》 CAS 北大核心 2016年第9期151-156,共6页

我国约有1/3的煤矿位于山区,开采造成的山区地表移动变形与平原地区有较大区别。为探究山区开采地表移动变形的时空特征,揭示山区开采地表动态移动变形规律,首先通过分析山区地表移动变形特征,确定了山区开采滑移影响函数,并应用叠加原... 我国约有1/3的煤矿位于山区,开采造成的山区地表移动变形与平原地区有较大区别。为探究山区开采地表移动变形的时空特征,揭示山区开采地表动态移动变形规律,首先通过分析山区地表移动变形特征,确定了山区开采滑移影响函数,并应用叠加原理构建了顾及山区地形与平原因素的山区地表移动变形预计模型;然后结合Knothe时间函数,推导了山区开采地表动态移动变形预计公式;最后分析了正坡、反坡2种模型的地表动态移动变形规律。采用山西某矿的现场实测数据对山区地表移动变形预计模型进行了验证,取得了较好的一致性。山区开采地表动态移动变形规律的分析,为最大限度确保矿区地表建(构)筑物免于地表动态移动变形破坏提供了技术依据。 展开更多

关键词 开采沉陷 山区开采 地表动态移动变形 地表移动变形预计模型 Knothe时间函数

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急倾斜矿层开采地表移动变形预计 被引量：7

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作者 薛丽晨 卢浩 +1 位作者 王远坚 徐永梅 《金属矿山》 CAS 北大核心 2019年第10期32-36,共5页

常用预计方法不适用于急倾斜矿层开采地表下沉预计,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数,由于该模型所需的计算参数较多且求取方法较为复杂,在实际工作中并未... 常用预计方法不适用于急倾斜矿层开采地表下沉预计,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数,由于该模型所需的计算参数较多且求取方法较为复杂,在实际工作中并未得到广泛应用。采用改进的皮尔森Ⅲ型函数进行急倾斜矿层地表移动变形预计,改进后的皮尔森Ⅲ型函数与经典皮尔森Ⅲ型函数具有相同的性质,参数物理意义明确且方便求解应用。根据某金矿地表移动观测资料,采用改进的皮尔森Ⅲ型函数为预计模型,应用MATLAB软件进行了模拟计算,预计了急倾斜金矿层开采引起的地表下沉、倾斜和曲率,分析了地表移动变形预计的特点,为金矿建(构)筑物下安全开采提供了依据,为实现急倾斜矿层开采地表移动变形精确预计奠定了基础。 展开更多

关键词 开采沉陷 急倾斜矿层开采 皮尔森Ⅲ型函数 地表移动变形预计

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新三矿村庄保护煤柱充填开采地表移动变形预计分析 被引量：2

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作者 要书其 于健浩 赵学义 《中国煤炭》 北大核心 2011年第10期112-115,127,共5页

为研究村庄保护煤柱膏体充填开采后地表变形对建筑物的破坏情况,以冀中能源峰峰集团新三矿为例,运用概率积分法对新三矿西赵庄保护煤柱采后地表移动变形进行计算。为了使计算结果更加接近实际,对开采沉陷预计参数进行了详细分析,重点研... 为研究村庄保护煤柱膏体充填开采后地表变形对建筑物的破坏情况,以冀中能源峰峰集团新三矿为例,运用概率积分法对新三矿西赵庄保护煤柱采后地表移动变形进行计算。为了使计算结果更加接近实际,对开采沉陷预计参数进行了详细分析,重点研究了膏体充填开采工作面沉陷量对下沉系数的影响。根据计算结果,绘制了地表下沉等值线图、地表倾斜等值线图和水平变形等值线图。经计算,地表变形值均在Ⅰ级破坏范围以内,对地表建筑物影响轻微,可以正常使用。 展开更多

关键词 膏体充填开采 地表移动变形 预计 沉陷量

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岩层与地表移动的矢量预计法 被引量：15

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作者 戴华阳 王金庄 蔡美峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期473-478,共6页

矢量预计法是基于倾角变化的开采沉陷模型及其岩层移动参数分析方法 ,把煤层倾角作为预计模型的变量 ,视水平煤层和竖直煤层开采的对称下沉盆地为模型的边界条件 ,依据随机介质理论 ,构建了闭区间 [0° ,90°]上的岩层与地表移... 矢量预计法是基于倾角变化的开采沉陷模型及其岩层移动参数分析方法 ,把煤层倾角作为预计模型的变量 ,视水平煤层和竖直煤层开采的对称下沉盆地为模型的边界条件 ,依据随机介质理论 ,构建了闭区间 [0° ,90°]上的岩层与地表移动预计方法 .引入的岩层移动参数独立于开采煤层的几何要素 ,是对顶、底板岩层岩性的综合反映 ,因此矢量法参数对于不同级别倾角煤层具有继承性 ,本方法不仅为解决大倾角煤层开采沉陷问题提供了预计依据 。 展开更多

关键词 岩层 地表移动 矢量预计法 开采沉陷模型 煤层

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三维物理模型模拟深部巨厚砾岩下综放开采地表移动 被引量：6

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作者 柴敬 雷武林 +3 位作者 李昊 袁强 张丁丁 张吉 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第2期204-211,F0002,共9页

为了研究深部开采巨厚砾岩关键层对矿山地表移动变形的影响机理。以千秋煤矿为背景,采用三维物理模型试验,利用压力传感器、多点位移计、分布式光纤传感等多种手段监测了覆岩及地表移动变形动态演化过程,对采动巨厚砾岩与矿山地表移动... 为了研究深部开采巨厚砾岩关键层对矿山地表移动变形的影响机理。以千秋煤矿为背景,采用三维物理模型试验,利用压力传感器、多点位移计、分布式光纤传感等多种手段监测了覆岩及地表移动变形动态演化过程,对采动巨厚砾岩与矿山地表移动变形的内在联系机理进行了研究。结果表明,分布式光纤可准确监测到关键层和地表的移动变形量,巨厚砾岩作为主关键层,控制着地表移动变形,并有效减缓了覆岩变形由下向上传递给地表,且由于煤层埋藏深度大,主关键层未破断,地表下沉量和变形值都较小;预测随着工作面继续推进,巨厚砾岩主关键层将会达到极限跨距而破断失稳,采场将发生强矿压动力显现现象,地表出现台阶性下沉,甚至会产生地表裂缝。 展开更多

关键词 巨厚砾岩 地表移动变形 关键层 三维物理模型

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杨河煤业水库下开采地表移动变形及其对堤坝的影响研究 被引量：5

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作者 张彦宾 韩亚鹏 +1 位作者 李德海 张进 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第2期16-21,共6页

针对郑煤集团杨河煤业31采区东翼上部魔洞王水库及水库堤坝的采动损害问题,通过概率积分法函数对31071工作面上方地表移动观测站实测数据进行曲线拟合,得到地表移动和变形的概率积分法参数和角量参数。利用地表移动变形曲线分析了受采... 针对郑煤集团杨河煤业31采区东翼上部魔洞王水库及水库堤坝的采动损害问题,通过概率积分法函数对31071工作面上方地表移动观测站实测数据进行曲线拟合,得到地表移动和变形的概率积分法参数和角量参数。利用地表移动变形曲线分析了受采动影响下地表移动和变形规律。结果表明,通过对水库和堤坝区域内进行限采措施以后,试采工作面对水库和堤坝产生一定的损害,达到Ⅰ级,采区内各工作面开采后对堤坝损害程度最大达到Ⅱ级,未超过"三下规程"允许变形值。 展开更多

关键词 开采沉陷 地表移动变形 水库下开采 概率积分法 预计参数

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综放开采地表移动变形规律实测研究 被引量：7

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作者 谭志祥 邓喀中 +2 位作者 白振明 王宗盛 孙新民 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2003年第9期20-22,共3页

为了研究综放开采条件下地表移动变形规律、指导矿井生产,鲍店煤矿专门在1310综放工作面上方设立地表移动观测站。通过对观测资料的分析研究,获得该区条件下综放开采时的地表移动变形规律和有关参数,为矿区"三下"采煤提供可... 为了研究综放开采条件下地表移动变形规律、指导矿井生产,鲍店煤矿专门在1310综放工作面上方设立地表移动观测站。通过对观测资料的分析研究,获得该区条件下综放开采时的地表移动变形规律和有关参数,为矿区"三下"采煤提供可靠的依据。 展开更多

关键词 综放开采 地表移动 变形规律 预计参数 采煤 观测

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地表移动实验平台研制与矿区房屋实验研究

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作者 阎跃观 戴华阳 朱元昊 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期505-517,共13页

煤矿区村庄房屋采动影响状况关系到当地民生和社会稳定,需要深入研究地表移动变形对房屋损坏的影响规律和保护措施,但目前国内外尚缺乏矿区村庄房屋损坏定量实验研究的有效物理模拟手段。为此,提出了基于支撑柱时序加载与三向移动定量... 煤矿区村庄房屋采动影响状况关系到当地民生和社会稳定,需要深入研究地表移动变形对房屋损坏的影响规律和保护措施,但目前国内外尚缺乏矿区村庄房屋损坏定量实验研究的有效物理模拟手段。为此,提出了基于支撑柱时序加载与三向移动定量计算的地表移动实验平台设计思路,研制了多点支撑和三向加载控制的地表移动实验平台(SPSM),构建了房屋模型“砖块(点)-砌体墙(面)-房屋(体)”多尺度的几何和力学相似理论,研究了村庄房屋模型制作工艺,并以峰峰矿区A村房屋为例进行模拟实验,制作了有底梁大跨度房屋、无底梁大跨度房屋和小跨度自然间房屋模型,定量分析了不同移动变形作用下3种类型房屋的损坏特征。实验结果表明:石膏粉与水7∶1混合为骨料、酒精胶为黏结剂,可作为房屋最优模拟材料与参数配比;在同等量级地表变形加载条件下,小跨度和有底梁房屋抗变形能力较强,组合变形作用的房屋损坏程度大于单一变形;受水平拉伸变形影响,墙面出现正八字形斜向裂缝,屋顶与墙体连接处水平开裂;地表正曲率变形时,房屋墙面顶部、屋顶和窗角出现裂缝,房顶和门角裂缝易连通;揭示了屋顶裂缝宽度与地表正曲率变形呈线性正相关关系,门窗墙裂缝宽度与地表拉伸变形呈“S”型正相关关系。通过与现场实测对比,房屋裂缝发育形态和位置与模型实验结果基本吻合,验证了模拟实验平台的可靠性。自动控制的地表移动机械化模拟实验平台的研制、房屋模型制作和变形损坏实验研究成果,可为矿区建(构)筑物采动影响物理模拟和评价提供新的手段,为房屋损坏机理研究与加固维护提供参考。 展开更多

关键词 地表移动实验平台研制 房屋模型制作工艺 房屋变形实验 房屋损坏特征

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开采沉陷预计中参数误差对移动变形值的影响 被引量：3

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作者 梁明 黄朝华 《西安科技学院学报》 北大核心 2001年第1期51-54,共4页

针对开采沉陷预计中的概率积分法 ,分析了由于主要预计参数的误差而导致移动变形值的误差 ,并且分析了其对应的变化规律和关系。

关键词 概率积分法 地表移动理论 预计参数 误差 移动变形值 开采沉陷预计 矿山开采学 开采下沉值 采动程度 最大变形值预计公式 水平动值

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