东滩煤矿3305工作面地表移动变形规律研究

在东滩煤矿3305工作面地表岩移观测的基础上,分析得出了该工作面的地表变形特征,详尽地分析了东滩煤矿3305工作面地表移动基本规律及移动参数,并完成对相邻建筑物的损害等级评估。通过概率积分法对3305工作面地表移动变形进行变形预计,并运用数值模拟法准确还原了工作面推进对地表移动变形的影响,深入研究了该工作面的地表移动变形规律与开采沉陷变形机理。     

基于FLAC~(3D)的建筑物下煤柱回收方案

为合理开发煤炭资源,提高矿井煤炭资源回收利用率,济宁某矿就3采区条带开采后的煤柱回收技术进行研究,利用FLAC3D软件对垮落式全采和充填开采两种方案进行模拟,得到了稳定后地表下沉图和水平移动图。并结合概率积分法预计结果,分析地表变形规律,并进行两种方案可行性对比分析,综合考虑开采安全、开采后对地表与建筑物的影响及企业经济效益、社会效益等因素,最终确定采用充填开采方案进行煤柱回收。     

综放开采地表移动参数的稳健回归分析

采用稳健回归技术研究了兖州矿区综放开采地表移动盆地角值参数变化规律 ,克服了观测资料中异值点或盲目消除异值的影响 ,获得了稳定、可靠的综放开采地表移动边界角、移动角回归方程 ;为综放开采条件下保安煤柱设计和建筑物下安全开采 ,提供了可靠依据     

灰色模型在矿山沉陷中的应用

目前煤炭仍然是最主要的消耗性能源,为世界经济的发展提供动力。由于我国东部浅部煤层的枯竭以及深部煤层开采技术的不成熟,国内外学者将目光放在了"三下"压煤以及薄煤层上,这将是将来煤炭发展的主要目标之一。煤炭的地下开采会对地面造成不同程度的损害,为解决我国建筑物下压煤问题,评估因建筑物下采煤对地表所造成的损害,研究建筑物下采煤的地表移动规律是非常有必要的。通常会沿工作面主断面的走向和倾向安插观测站,但是受地表建筑物的影响,会使部分观测站缺失或没法安插。为了有效预计这种情况下的地表沉陷变形,本文提出将灰色理论模型应用于矿山沉陷监测,并通过后验差方法和关联度分析法两种方式的查验精度,最后联系工程实例验证可行性。相关研究可为矿山沉陷给予理论支撑。     

条带开采地表沉陷预计参数的确定

概率积分法是条带开采地表移动和变形预计常用的方法,而概率积分法预计的精度取决于其预计参数的确定。以国内大量的条带开采实测资料为基础,应用相似理论对条带开采地表沉陷的相似现象进行了模糊聚类分析,计算出了条带开采地表沉陷预计参数。根据所得条带开采地表沉陷相似现象的分类及其地表沉陷预计参数,应用模式识别对待求条带开采地表沉陷预计参数进行了求取。工程实例表明,用模糊优化确定的预计参数进行条带开采地表移动和变形预计,其预计结果更加可靠、准确。     

基于D-InSAR方法求取深部开采地表移动参数研究

深部开采有着地表沉陷时间长、范围大,地表测点难以长时间保存的特点,目前我国几乎没有深部开采的正规观测站。为解决这一问题,本文采用了D-In SAR技术获取了徐州矿区张小楼千米深部开采地表沉降数据,通过将监测结果与地表水准测量进行对比,证明了D-In SAR结果的正确性,并结合测点缺失情况下地表移动参数的求取方法,基于D-In SAR数据求取了千米深部开采地表移动参数。结果表明采用D-In SAR方法对深部开采地表移动的监测可以解决深部开采地表移动参数的求取问题。     

向斜沟造煤层开采地表移动规律研究

现行的地表移动预计方法，都是建立在开采工作面主断面为线性分布的基础上，因此，对于非线性分布煤层的预计将会产生较大的误差，本文以随机介质理论为基础，利用曲线积分的方法建立了地表移动与变形预计公式，并且利用数值积分法和叠加原理算地表移动与变形值，扩大了地表移动预计理论的应用范围，同时也大大提高了预计值的精度。     

地表移动与变形曲线形态分析

本文根据地表移动基本原理及褶曲构造矿层开采地表移动预计方法,给出了向斜构造和背斜构造矿层开采时的地表移动与变形曲线,总结出下沉盆地中地表沉陷的分布特征;从地表移动机理方面对三种基本构造形式的下沉曲线形态进行分析,合理地解释了产生曲线形态差异的基本原因;并给出了一些重要结论。     

大采深硬岩层条件下地表移动变形规律研究

论文针对滕东矿区具体的采矿地质条件,通过建立地表移动观测站、获取地表移动观测数据并进行数据处理与分析,研究了相邻工作面先后开采过程中关键层对上覆岩层与地表变形的影响规律,得到了可靠地结果,为相似采矿地质条件下开采设计提供了有益的参考。     

矿山开采沉陷地表移动观测站的设计与实现

合理地设计地表移动观测站,是准确预测矿山开采沉陷引起地表移动、变形的基础。本文分析变形观测站设计方法,对该方法做了详尽剖析。结合淮南矿区的地质以及地表综合条件,设计适合淮南地区地表移动变形观测站设计的算法模式,并采用VB和MapObjects进行了实现。最后,以淮南市潘北矿区地表移动观测站设计为实验对象,结果表明:采用软件设计的地表移动观测站,能够有效反映沉陷区特征,且具有高效、可视化特点。     

高充填率开采地表下沉系数研究

为解决"三下"压煤问题,本文以邯矿集团亨健煤矿2515工作面为研究对象,对现场进行实测,计算地表实测下沉系数;采用文克儿地基假设方法,对比分析了不同开采方法采空区上覆岩层破断规律.结果表明:采用全部垮落法开采,推进距离等于直接顶的极限跨距(l=25.7 m)时极限挠度约为1.057 m,随着工作面推进,直接顶出现破碎;...     

利用DS-InSAR技术监测沛北矿区地表形变

针对采空区地表散射特性不稳定、高相干点目标少且分布不均匀的特点,本文基于相干矩阵特征值分解（T-EVD）的DS-InSAR技术,利用Sentinel-1A数据获取并分析了徐州沛北矿区2017年1月-2018年12月的地表沉降特征。与常规时序InSAR监测对比表明,融合分布式目标的DS-InSAR技术监测点数量显著增加且空间分布更加均匀,能够更好地反映矿区地表沉降的时空分布特征,为煤炭枯竭型矿区地表沉降规律分析和机理研究提供了先进的技术支撑,在采空区地表沉降监测方面具有良好的应用前景。     

黄土山区煤层群分层开采地表位移规律分析

为了研究黄土山区地形对煤层群开采地表位移的影响,以榆林某矿为地质原型,利用数值软件模拟地表为近水平、正坡、负坡、凸面和凹面五种地形条件下煤层群开采。结果表明:黄土山区地形的变化,对煤层群开采顶板垂直应力影响不明显,对地表位移影响较大;单向坡开采,斜坡滑移引起的下沉量在坡顶与开采沉陷量形成“叠加”,在坡底形成“抵消”;在组合坡中,煤层群开采地表位移量相差很大,说明在变坡点附近地表位移较为复杂。     

济宁地区高速公路沉降监测与分析

针对煤炭开采导致地面沉降比较严重的问题,以济宁地区为研究区,利用2008年1月至2010年2月共6景ALOS PALSAR数据,开展高速公路沉降监测与分析。通过双轨D-InSAR进行差分干涉处理,提取了地面形变图。研究发现,挖掘煤炭、开采地下水等人为因素造成的地表沉降明显,年均沉降量达55mm;高速公路沉降程度较轻,年均沉降量为4.7mm;还发现,矿区开采等人为因素会对高速公路产生影响,不同的地质条件也会导致高速公路发生不同程度的沉降。     

GPS-RTK用于矿山高精度沉陷监测的可行性研究

针对复杂地表条件下采用水准测量和导线测量等常规方式进行地表变形周期观测、任务量大甚至无法实施等问题,提出了建立研究区域的似大地水准面精化模型,同时采用GPS-RTK技术获取观测站三维空间信息,进而获得概率积分法预计参数。最后以内蒙古准格尔旗某煤矿的生产实践说明该技术的有效性和可行性,极大地提高了工作效率,为保护煤柱的留设提供了科学的依据。     

机载激光点云构建西部矿区开采沉陷模型研究

针对榆神矿区地形起伏而植被覆盖度较低的条件,采用无人机激光雷达(LiDAR)对采煤沉陷盆地进行地面扫描和建模,按现有的点云滤波和插值算法所构建的沉陷模型精度不足的问题,该文提出基于格网高程排序的类地面点云提取算法,通过改变格网大小和点云提取比例来优化点云滤波效果,改进了地表沉陷模型的精度。在此基础上,选用概率积分法和GaussAmp函数对沉陷模型进行最小二乘拟合,结果表明GaussAmp函数对于试验区地表动态沉陷模型的拟合精度更高。     

Interferometric SAR Time Series Analysis for Ground Subsidence of the Abandoned Mining Area in North Peixian Using Sentinel-1A TOPS Data

The North Peixian mining area of China has rich coal resources, with total proven reserves of 2.37 billion tons. However, the underground coal mining activities have resulted in ground collapse, which has caused serious harm to the environment and threatened the lives and properties of local residents. In this study, 12 Sentinel-1A terrain observation by progressive scans (TOPS) mode acquisitions between 30 July 2015 and 13 May 2016 over the abandoned mining area in North Peixian were analyzed using the interferometric synthetic aperture radar (InSAR) time series method to detect the ground subsidence, with the maximum ground subsidence reaching 83 mm/a and an average value of about 12.7 mm/a. The subsidence results derived from the Sentinel-1A TOPS mode dataset were proven to be effective in investigating and monitoring the ground subsidence in the North Peixian mining area. Compared to the rapid deformation during the ongoing period of mining excavation, the ground subsides slowly in abandoned mining areas and shows a linear relationship with time over a relatively long period of time. Spatial correlation between the subsidence distribution and land cover was found, in that the magnitude of the subsidence in urban areas was smaller than that in rural areas, which is associated with the controlled coal mining activities under buildings, railways, and water bodies. The results demonstrate that Sentinel-1A TOPS SAR images can be used to effectively and accurately detect and monitor ground subsidence in a mining area, which is critically important when investigating land subsidence in a large-scale mining area.     

注浆采区地表形变时空演化SMD-InSAR监测分析法

当前矿区合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)监测研究大多局限于以地表移动为对象,求取其他形变指标通常仍需野外测量。针对这一不足,构建出一种提取地表移动变形(surface movement and deformation,SMD)面域信息的模型——SMD模型。模型可求解的量有:①地表沿任意方向的倾斜、曲率,地表倾斜、曲率最大值与其所沿方向;②水平或近水平煤层开采下,矿区地表沿任意方向的水平移动、水平变形,地表水平移动、水平变形最大值和其所沿方向。SMD模型在垂直形变图的基础上,按照方向导数原理计算地表倾斜和曲率;地表水平移动和水平变形则根据开采沉陷先验规律计算。模拟试验显示,该模型可以较高精度获取地表移动变形值。淮北矿区某矿进行了充填开采,应用SMD模型结合时序InSAR分析该矿地表形变时空演化过程,以及充填开采的减沉减变效果,分析认为注浆活动可以有效控制地表形变。日平均注浆量、工作面推进距离与最大下沉速度之间的关系可以用多元线性回归模型来描述。SMD模型可用于分析区域地表形变综合情况,为范围评估开采沉陷对建构筑物的影响提供有力依据。