基于概率积分法的矿区地表沉陷预计分析

为了预防矿区开采造成的沉陷及其诱发的自然地质灾害,进行必要的沉陷预计工作。以兖州某煤矿10303工作面开采为例,选取适宜本区域的概率积分法作为预计模型,采用该矿地表观测站实测分析得到的岩移参数作为预计参数,进行地表移动变形预计,根据预计结果绘制村庄地表破坏分区图,并根据临界变形值标准划分实际的地表破坏等级范围,为进一步确定开采方案提供参考。     

萍乡煤矿区矿山环境遥感监测研究

经过多年的开采,萍乡煤矿区的矿山环境问题较为严重。采用2014和2016年国产高分辨率遥感影像,对萍乡市煤矿区矿山环境进行监测。结果表明:违法开采矿产资源是矿山占地增加的主要因素;煤矿开采导致严重的地面塌陷,影响了人们的生产和生活;各区县矿山环境恢复治理程度差异明显,安源区治理程度最高,湘东区呈现边治理边破坏的现象。     

煤矿开采岩层与地表变形数值模拟分析

岩层与地表变形研究是一个综合性的课题,涉及多个领域的专业知识。我国煤矿对覆岩破坏与地表沉降进行研究的很多,而对中间岩层的变形进行分析的还比较少。本文运用FLAC3D分别对3上、3下煤开采岩层与地表变形情况进行模拟计算,并用MATLAB软件对地表与中间岩层的变形规律进行分析,经误差分析,最终确定了地表与内部岩层变形的最佳拟合函数。     

基于FLAC3D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。     

FLAC在矿区地表沉降测量数据分析中的应用

为了深入了解深部条带开采地表变形特征,有效控制煤矿开采引起的地表沉陷变形,防止矿区开采灾害的发生。以山东某矿地质采矿条件为研究基础,采用FLAC数值模拟软件结合TATLAB数据处理软件进行模拟研究,最后得到不同采动程度等因素对矿区深部条带开采地表变形特征的影响,为后续的深部条带开采地表沉陷研究提供了一定的依据。     

煤矿开采对地表变形影响预测分析——以乔子梁煤矿为例

煤矿开采必然会对地质环境造成一定损害。为减少损害程度,需要对地表移动变形值进行预计。运用目前常用的地表移动变形计算方法对乔子梁煤矿运用概率积分方式进行预计,为地质灾害影响的评估工作提供切实可靠的理论依据。     

让“毁容”的土地变“靓”—以徐州市为例探讨建立采煤塌陷地复垦投资机制

徐州是一个开采百年以上的老煤矿区,是江苏省主要煤炭生产基地。从20世纪70年代开始,煤炭开采造成的地表下沉、塌陷使耕地逐年减少,农田水利设施及公共基础设施遭到不同程度破坏。到2006年6月全市采煤塌陷地己超过20多万亩,其中绝产面积约11万亩,有27万多农民完全失去了土地。人地矛盾加剧,土地资源对经济社会发展的制约瓶颈凸显,采煤塌陷地复垦已刻不容缓。     

高时间跨度地类变迁与压占恢复遥感分析

以宣下矿区为研究区,基于1972年、2003年、2013年、2018年4期地类数据,利用遥感技术分析了整个矿区在建矿前、生产中、闭坑后的地类变迁情况以及高时间跨度上的地类流量变化。结果表明,1972年研究区开展了大规模煤矿建设和开采活动,城乡居民与工业用地快速扩展,占用了大量耕地。分析土地的破坏与占用面积以及地貌类型发现,研究区矿山及其相关用地压占土地资源较多,破坏了地形地貌与生态环境,影响程度严重。     

全尾砂充填矿山地表移动研究

矿区地表沉降对开采区地表的可持续发展有着重要的影响,会宝岭铁矿利用全尾砂充填技术来减少采空区地表塌陷,但是回采和充填过程仍对地表有一定的破坏。本文利用GPS-RTK技术以及水准方法来监测会宝岭铁矿开采区域所布设地表移动观测站,分析监测成果并确定开采区域的地表移动特征及移动参数,将概率积分方法用于预测变形并将其与测量数据进行比较。研究表明全尾砂充填下开采区域地表下沉轻微,变形造成的破坏较小。     

动态矿区DEM生成方法及其在土地复垦中的应用研究

首先根据我国矿区土地复垦工作中存在的不足,通过研究提出"动态土地复垦"的概念,并确定了动态土地复垦方案制定的数据基础——动态矿区数字高程模型。动态矿区数字高程模型应该包含煤矿生产对地表的累积影响结果数据和地表的原始地形信息,开采沉陷预计结果可以提供前者,地面测量可以提供后者,经过数据处理可以按时间间隔生成描述塌陷区的一系列数字高程模型(DEM)(准动态),然后运用DEM的空间分析技术提取塌陷区在不同时间段的土地破坏类型、范围和位置数据,并根据这些数据进行动态土地复垦方案决策数据的提取,经实例验证该方法可行。     

基于单视线向D-InSAR技术的倾斜煤层开采地表沉陷监测方法

基于合成孔径雷达差分干涉测量（differential interferometric synthetic aperture radar,D-InSAR）技术的开采沉陷监测理论和方法是矿山变形监测领域研究的热点,当前已有学者融合单视线向D-InSAR技术和开采沉陷规律成功构建了开采沉陷三维监测模型,然而由于该模型仅融合了水平煤层开采地表沉陷规律,其并不适用于倾斜煤层开采地表沉陷监测。针对上述问题,根据D-InSAR监测的视线向变形与三维变形的关系,融合倾斜煤层开采地表沉陷规律,提出了基于单视线向D-InSAR技术的倾斜煤层开采地表沉陷监测方法。模拟实验表明,所提出的方法下沉监测相对误差绝对值小于9.53%,平均为1.31%,南北方向和东西方向水平移动监测相对误差绝对值小于9.78%,平均为3.71%,满足开采沉陷监测精度要求。并利用该方法成功监测了中国山东省兖州矿区南屯煤矿9310工作面在2012-01-27—2012-02-07期间开采引起的地表移动与变形。     

基于弹性薄板的地表沉陷预计模型

在分析地表沉陷基本规律的基础上,依据弹性薄板理论,建立非充分采动条件下岩层和地表沉陷预计的一类新模型,并推导出地表任意点倾斜、曲率、水平移动以及水平变形的计算公式。该模型充分考虑到地质采矿因素（煤层倾角）及煤层上方各岩层的影响,克服传统预测方法的缺陷,特别是概率积分法关于拐点反对称要求。最后,应用实例证明该方法的应用效果。     

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。     

基于3S技术的采煤沉陷区土地利用变化分析——以淮北闸河矿区为例

以淮北闸河矿区为例,以煤炭资源开发引起的土地资源与环境的演变为研究对象,采用3S技术获取该区主要土地利用类型信息,建立土地利用变化转移矩阵,并对该区的土地利用变化及驱动力因素进行初步分析。研究表明,因矿区内煤炭开采和经济的持续发展,使得矿区土地遭受不同程度的毁损。通过采取合理的城乡规划和土地环境整治工程,矿区的土地仍然得到高效利用。     

相关性的组合预测模型在开采沉陷中的应用

针对当前开采沉陷不同阶段的单点沉陷变形预计精度不高的问题,该文首次从基于相关性的组合预测模型的思想出发,建立了面向沉陷不同阶段的基于相关系数的组合预测模型。实例验证结果表明,基于相关系数的组合预测模型在开采沉陷预测中的应用克服了单一模型的局限性,能够有效利用不同单一模型的信息,有较高的精度和可信度;能够满足不同阶段的开采沉陷预测,更适用于对沉陷变形数据要求高的场合。     

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。     

基于GIS的矿山开采沉陷信息可视化应用

矿山地下煤层开采引发地表沉陷变形,可造成土地破坏、房屋倒塌等一系列灾难性后果。基于概率积分法开采沉陷预计结果,利用ArcGIS的ArcScene模块实现地表变形预计数据的三维可视化表达,并以预计的下沉量为例进行可视化结果的等值线绘制、任意剖面图制作、任意点位形变信息提取应用分析。     

SBAS-InSAR方法支持下的矿区地表沉降监测及参数反演

煤矿开采极易诱发各类地质灾害,从而对矿区人民的生命财产安全带来严重影响。因此,对矿区地表进行形变监测及对其开采面参数进行反演获得形变规律,可有效防止矿区地质灾害的发生。本文选取山西省的店坪煤矿和汾源煤业作为研究区域,基于Sentinel-1A卫星影像数据,使用小基线集（SBAS）方法提取研究区的形变结果。使用Okada模型对5-101工作面参数进行反演和分析,并将反演结果与采工图实测数据进行对比验证。结果表明：①煤矿开采引起的地表形变程度与煤矿开采长度成正比;②急倾斜厚煤层开采引发的地表形变程度要比近水平薄煤层引起的地表形变程度大,更容易造成地表塌陷;③Okada模型反演较短近水平薄煤层的开采参数精度较高,说明该模型适用于此类型煤矿开采参数的反演。     

基于极限综合评价法的土地复垦适宜性评价研究与实践

土地复垦适宜性评价是开展土地复垦的基础性工作,而不同评价方法的选取将影响土地复垦适宜性评价结果的准确性和客观性,进而影响土地复垦的决策工作。作者对现有的极限条件法、指数和法、可拓法、模糊综合评价法和人工神经网络评价法等适宜性评价方法进行了对比分析,并在此基础上,提出了一种新的极限综合评价法,并将该方法应用于鹤壁市第八煤矿的土地复垦工作中,取得了良好的效果。该方法比传统的评价方法有更好的适用性,且操作简单,得出的评价结果更加科学。     

基于GIS的梁北煤矿底板突水危险性评价

我国有60％的煤矿不同程度地受到底板岩溶承压水的威胁,尤其是奥陶系和寒武系灰岩含水层水量大、水压高,已经发生多次重大突水事故。底板突水的控制因素很多,主要有矿山压力、含水层水压、隔水层阻水能力、原始导高、构造复杂程度等,本文以梁北煤矿突水为例,在分析矿井突水因素基础上,综合选取上述因素作为评价指标并定量化,利用ArcGIS平台,构建了底板突水危险性多因素评价模型。评价结果表明,该矿在现有疏水降压条件下,从2008年8月,矿井东部采区11111,11151,21031工作面由中等危险区转为安全区,疏水降压取得显著效果。研究表明,GIS可在矿井防治水工作中发挥重要作用。