基于概率积分法对矿区岩移参数的预计
矿区岩移参数规律研究
第５ 卷 第５ ９ 期
有 色 金 属 （ 矿山部 分）
２７ 月 ０ 年９ ０
矿 区岩移参数规律研究
王 其 芳
（ 山东 科技 大学 ）
摘 要： 采用 回归分析方法 ， 究 了矿 区利用概 率积分 法进行开采 引起 的地表移动变形的计算参数 、 研 角值参 地表移动 参数 文章编号 ：６１ ４７ （０７ ０ — ３ — ３ １７ — １２ ２０ ）５ ０ １ ０
系数使 得偏 差最 小 ， 据最小 二乘 原理 即要满 足 ： 根
ｍ
．
据是与具体的地质采矿条件有关 ， 也与所设 的地表 移 动观测 站类 型有 关 ， 得 到 的各 种参 数 具 有 特 殊 所
性， 主要表 现在 ：
从 观 测站 的类 型 上 ， 为 研 究 岩层 与 地 表 移 动 有 变形规 律 而设置 的一 般 地 表移 动观 测 站 ， 为某 特 有 殊 目的而设 置 的专 门观测站 ； 从观测 站 布设形 式上 ， 有 主断面观 测站 ， 有任 意剖 面线观测 站 ， 也有 散点 型
合影响； 从采动程度上 ， 有充分采动 ， 也有非充分采 动 ； 观测 时间上 ， 从 有短 期观测 ， 也有 长期 跟踪观 测 ；
从 回采工作面开采形式上， 有全部开采 ， 也有条带开
采。
的地表移动变形观测资料总结获得的岩移参数规律 进行分析研究 ， 影响了矿区的生产实践 ， 现以肥城矿
区为例加 以分 析研究 。
不 同 的影 响 因素 ， 决定 了观 测数 据 的复 杂性 ， 也 使得 数据 处理 的理 论 、 内容 与 方法 具 有 特殊 性 。在
１ 参 数 数 据 分析
根据各 生产 矿井建 立 的多种类 型地 表移 动观测
基于概率积分法的矿区地表沉陷预计分析
基于概率积分法的矿区地表沉陷预计分析刘欣;吴昊;贾勇帅;魏超【摘要】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.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P123-126)【关键词】沉陷预计;概率积分法;采动影响;破坏等级分区范围【作者】刘欣;吴昊;贾勇帅;魏超【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】P258随着我国经济的发展，煤炭的需求量将越来越大，“三下”开采已成为大势所趋，合理的解决“三下”采煤问题显得尤为重要。
但由于煤矿地下开采范围大、开采层数多而开采深度有限，开采的影响一般都能发展到地表，波及上覆岩层与地表的一些与人类生产生活有密切相关的对象。
针对矿区开采造成的沉陷及其诱发的自然地质灾害，沉陷预计工作显得尤为重要。
开采引起的岩层与地表移动过程，类似于松散介质的移动过程。
这种移动过程是一种服从统计规律的随机过程，可以用概率论的方法来揭示岩层与地表移动随机分布的规律性。
从统计的观点出发，可将整个采区的开采分解为无数个无限小的“单元开采”。
在“单元开采”上的地表形成“单元盆地”。
整个采区开采对岩层与地表的影响，相当于这无数个“单元开采”对岩层与地表形成的影响之和。
地表无数个“单元盆地”叠加构成总的地表移动盆地[1]。
这个过程的叠加与计算可以用概率分布密度曲线的积分来完成。
基于等价采高概率积分原理的充填开采沉陷预测
建 下 压 煤 的 可 采性
，
、
开采 方
法 和 开 采后 地 表 移 动 变 形 动 态 预 测
断
研 究 表 明 与 完 全垮 落 法 覆 岩 形 态 相 比
固
体 充填后 只 有
，
裂带 和 弯 曲 带
固
，
基 于 等 价 采 高 的 概率 积 分 理 论 能 够修 正 完 全垮 落 法 覆岩 移 动 参 数
，
ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ
ｉ
？
ｇ
ｒｏ
ｕ ｎ ｄ ｓ ｕ ｒ
ｆａ ｃ ｅ ｓ
ｕｂ
ｓｉ
ｄ ｅ ｎ ｃ ｅｐ ｒ ｅ ｄ
ｉ
ｉ
ｃｔ
ｉ
ｏ ｎ ａ
ｇ ｒｏ
ｆｔ
ｅ ｒ ｓ ｏ
ｌ ｉ
ｄ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ
基 于等价 采 高 的 概 率积分 预测 原 理
，
可以用 薄板近似替代覆岩进 行力 学运
，
煤 炭开 挖之后 岩层 失 去 支 撑
地 表依 次 发 生 裂 隙 扩 展
、
在 薄板 假设前 提下 破 断 垮 落 和 缓 慢 弯 曲 下 的 挠 度 微 分 方 程
，
从 井 下 煤 层 处 向 算
．
，
井 田 南 北 式 中
ｍ
２
：
岩 层 分 层厚 度
７
；
，
东西宽
５
．
３ ｋ
ｍ
，
面积
４ ３ ０ ８ ７ ｋ
．
。
三 ｘ
厚松散层下开采地表移动预计及岩移参数分析
度 的增 加， 地表 移动范 围逐渐加 大， 由盆 地半长 １０ｍ 增加 到 ４ ０ｍ（ 山半盆 地） 地表下 沉量 也 ５ ２ 下 ，
收稿 日期 ０ １ ６ １ ２ ０ 一ｏ —２ 作者简介： 李德海（９ ８ ） 男． １５ － ， 河南民权＾ 、 留渡博 士， 教授． 从事岩层移动和三 下开采 的教学科 研工作 。
摘
要： 私散 层薄基岩下开采 引起 的地表 移动规 律噩地 表移动参数 ， 明显的 自身特点和规律 。在 厚 ｝ 有其
厚松散层地 层结构条件 下 可将其视为 随机介质 采用概率积分 法预 计地表 移动变彤。针对 永夏ｌ 区和焦作 矿 矿 区内赋存有 巨厚松散层 的地层 蒂件 ． 以地表移动 实测 资料为基础 用数学方 法分析 了 巨厚松散 层薄基岩下 开采地表移动特征厦地表移动参数 并得 出了地 表移动参数 与地质采矿条件之间的 函数关 系式。 关键词 ： 地表 移勘 ； 厚橙赦层； 随机 阱质 穆础参数
地， 有两个 盆底 ， 盆 底 明显地偏 向下方 向。 表下 但 地 沉 盆 地 的 中心 随开 采 阶段 的 增 加 （ 采 水 平 的降 开
低） 向下 山方 向偏 移 地 表未观测 到裂 缝
进 行分 析并求 其与厚 松散 层及开 采深 度的关 系 。
（ ）下 沉系 数 １ 下 沉系数是 充 分 采 动 （ 或换 算 到充 分 采动 ） 条
３ 厚松散层薄基岩下开采地表移动特征 ３ １ 地表移动盆地的形成及其发育特征 ． 实测 资 料表 明， 地下 开采 ３个 月 后 ， 表 开始 地
下沉 ， 两年后 形 成大面积 的平 缓盆 地 。随着开 采深
结构简单 ， 为一单斜构造。开采工作面采用走向长
壁法 开采 ， 全部 跨落法 管理 顶板 。
辽宁灯塔西马煤矿充填式开采地表变形预测
辽宁灯塔西马煤矿充填式开采地表变形预测题正义;柳东明;王振【摘要】针对建筑物保护煤柱的煤炭资源回收问题,根据西马煤矿具体地质采矿条件,选择概率积分法对西马峰村保护煤柱开采后引起地表移动变形进行预计;并以1326工作面似膏体充填开采结果为基础,计算出充填采区工作面的等效采高;预计结果表明,如按设计开采方案布置工作面,西马峰村建筑物损害等级为Ⅱ级,不符合预先制定的标准;将开采方案进行一定的调整后再进行预计,结果表明,西马峰村建筑物所处地表的移动变形值均在建筑物损坏等级Ⅰ级所规定的范围内,即建筑物在不用维修或简单维修的情况下可以正常使用,则西马峰村保护煤柱似膏体充填开采是可行的.【期刊名称】《中国地质灾害与防治学报》【年(卷),期】2014(025)004【总页数】6页(P66-71)【关键词】充填开采;概率积分法;开采沉陷预计;地表移动变形【作者】题正义;柳东明;王振【作者单位】辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TD820 引言“三下”开采一般指建筑物、铁路、水体下矿体的开采［1-2］。
矿山生产过程中，通常在建筑物下、铁路下、水体下预留保护煤柱，不仅造成大量煤炭资源的积压，而且影响矿井生产的合理布局和接续。
我国“三下”资源储量巨大，据统计煤炭资源中，“三下”压煤约137.9×108t，其中建筑物下压煤量最大，约为94.63 × 108t［3-5］。
近年来，“三下”开采技术发展迅速，随着充填技术及充填工艺的不断发展，“三下”压煤充填开采已经成为一种必然趋势。
充填开采不仅能有效控制地表移动变形，而且资源回收率最高可达90%以上。
充填开采技术主要有似膏体充填、超高水材料充填和固体废物充填等，特别是似膏体充填开采技术在我国的矿井生产应用最为广泛。
沈阳焦煤集团西马煤矿在南一采区1326工作面、1327工作面成功地进行了似膏体充填开采，为该项技术应用于北翼充填采区西马峰村保护煤柱开采提供了宝贵的经验。
概率积分法在煤矿采空区地表变形动态评价中的应用
第27卷 第1期2007年3月西安科技大学学报JOURNAL OF XI’AN UN I V ERSI TY OF S C I E NCE AND TECHNOLOGYVol.27 No11Mar12007 文章编号:1672-9315(2007)01-0039-04 概率积分法在煤矿采空区地表变形动态评价中的应用杨梅忠,任秀芳,于远祥(西安科技大学地质与环境工程系陕西西安710054)摘 要:开采沉陷是由于煤矿地下煤层的开采导致的一种主要的地质灾害类型,对土地的破坏非常严重。
由于目前我国土地资源的日益紧张,在开采沉陷区修建建筑物成为发展方向,所以研究开采沉陷造成的地表变形,并对其稳定性进行评价,具有非常重要的意义。
本论文应用概率积分法对肥城曹庄煤矿造成的地表变形稳定性进行了评价,取得了良好的效果。
关键词:开采沉陷;地表变形;概率积分法中图分类号:P694 文献标识码:AAppli cati on of probability i n tegrati on to danam i c appra is alof surface distorti on i n coal depleti on regi onY ANG Mei2zhong,REN Xiu2fang,Y U Yuan2xiang(D ept.of Geology and Environm ent engineering,X i’an university of Science and Technology,X i’an710054,China)Abstract:The m ining settle ment is one of the main geol ogical disaster which caused by m ining coal bedin the undergound,and the land was destructed seri ously.China’s land res ource is tight day by day,andconstruct the buildings in m ining settle ment areas has becomed a concep ti on,s o the research on the sur2face dist orti on,and the stability app raisal,is very significant.W e use the p r obability integrati on t o givean app raisal for the surface dist orti on stability of Feicheng Caozhuang coal m ine,and has obtained a goodeffect.Key words:m ining settle ment;surface dist orti on;p r obability integrati on0 引 言开采沉陷是煤矿开采引发的一种主要地质灾害类型,对矿区环境的破坏(尤以对土地的破坏)非常严重,随着我国土地资源的日益紧张,充分利用它们是形势发展的必然。
概率积分法在某煤矿项目开采沉陷预测分析中的应用
概率积分法在某煤矿项目开采沉陷预测分析中的应用作者：边金云来源：《商情》2019年第32期【摘要】以8.0Mt/a 某煤矿项目为例，采用概率积分法对井田近期、中远期的沉陷影响进行了预测，结果表明煤矿开采会导致地表形态变化，地表将产生动态裂缝，地表沉陷影响范围较大，损毁程度较为严重，重度损毁主要发生在林地、草地，上述预测结果能为后续提出合理的矿山地质环境治理与土地复垦措施提供理论依据。
【关键词】煤矿项目 ;沉陷预测一、项目概况某煤矿设计规模8.0Mt/a，服务年限74.4年，开采方式为井工开采。
全井田范围内共含可采煤层6层，不可采煤层5层。
井田范围内无文物古迹、重大设施及其他需特殊保护的敏感目标，井下保护煤柱类型主要包括井田境界煤柱、工业场地保护煤柱、主要井巷保护煤柱、断层煤柱等。
二、预测模式本预测采用的是根据概率积分法编制的“地表移动与变形计算”程序，输入相关参数，程序自动计算各种变形数据。
预测模式采用国家煤炭局《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中所推荐的模式。
三、地表移动变形参数的选取地表移动变形计算的主要参数有下沉系数q、主要影响角正切tgβ，水平移动系数b，拐点偏移距S和开采影响传播系数k等。
这些参数的取值主要与煤层开采方法、顶板管理方法、上覆岩层性质、工作面宽度、重复采动次数以及采深采厚比等因素有关。
本矿区为新建矿区，基本尚未开发，矿区无岩移观测资料。
因此本预测根据井田勘探报告，参考《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》确定地表沉陷预测参数，见表1。
四、预测与影响分析（一）地表形态变化预测结果为了体现远粗近细、边生产边复垦的思想，并为工程量计算提供基础，根据开采工作面接续情况，结合复垦时序要求，将开采时间划分为近期、中远期，各阶段的开采最大变形值见表2。
（二）地裂缝分析开采前30年内预计工作面最大水平变形为88.95mm/m，结合岩性特征，一般地表水平变形拉伸值大于4mm/m将可能出现裂缝，矿区煤层开采时，地表将会产生动态裂缝。
概率积分法在下花园玉带山煤矿老采空区地表变形预测中的应用
概率积分法在下花园玉带山煤矿老采空区地表变形预测中的应用概率积分法在下花园玉带山煤矿老采空区地表变形预测中的应用365返利网【摘要】我国在煤矿采空区地表变形预测方面积累了丰富的经验，并形成了较为成熟的预测方法，常用的预计方法主要有负指函数法、典型曲线法概率积分法、和数值法等，其中基于随机介质理论数学模型的概率积分法应用最为广泛、也最为成熟。
本文采用概率积分法预计模型对下花园玉带山煤矿向斜翼部地段进行了地表变形预测，对玉带山工业园区的生产建设有重要的借鉴意义。
【关键词】概率积分法地表变形主要影响角1引言下花园煤矿是河北省煤矿采空区最发育的区域之一，也是河北省资源枯竭城市向现代化工业城市转型的典型代表，故对下花园煤矿老采空区进行地表移动进行预测和研究是一项极为重要的课题。
概率积分法基于随机介质理论数学模型，适用于缓倾斜开采煤层，故在下花园煤矿局部范围内采用概率积分法进行地表移动研究是较为合适的。
2概率积分法预计模型2.1概率积分法预计模型的理论假定[1]概率积分法将采空区上覆岩土层看成不连续的散体介质。
该理论成立的基本假定条件为:(1)假定岩体是均质的、各项同性、不连续的散体介质。
(2)承认线性叠加原理。
(3)弯曲带内岩体只发生形变而不产生体积变化。
2.2概率积分法预计模型的公式推导概率积分法把煤层分为若干个质点，先计算每个质点对地表变形的影响，接着把所有质点对地表变形值进行累加，累加后的值就是地表变形值。
概率积分法理论认为单元开采引起的地表下沉为正态分布，符合概率密度函数[2]。
公式推导过程如下:设单一工作面开采引起的地表任意点的下沉、沿j方向的倾斜、曲率、水平移动、水平变形分别用W、ij、Kj、Uj、εj表示，其计算公式为: W(x，y)=?A F(x，y，s，t)dsdtIj(x，y)= ix cosψ+ iy sinψUj(x，y)= Ux cosψ+ Uy sinψKj(x，y)= Kx cos2ψ+ Ky sin2ψ+sxycosψsinψεj(x，y)= εx cos2ψ+ εy sin2ψ+γxycosψsinψ式中:F(x，y，s，t)= Wmaxf(x，y，s，t)/??f(x，y，s，t)dAf(x，y，s，t)=(1/r2)exp (-π/r2)[(x-s+d)2+(y-t)2]d=Hsctgθθ=90?-Kαix=W/X; iy=W/YKx=2W/X2; Ky=2W/Y2εx=Ux/X; εy=Uy/YUx=b(/X)?ArF (x，y，s，t)dsdt+ctgθW(x，y)Uy=b(/Y)?ArF(x，y，s，t)dsdtWmax ――充分采动时的最大下沉值;m――煤层采厚;α――煤层倾角;A――引起地表移动变形的有效开采面积，即考虑拐点偏移距后的计算面积;b――水平移动系数;θ――影响传播角;K――影响传播系数;Hs――积分变量s处的采深(不随t变化);x，y――地表点在工作面局部坐标系中的坐标，x指向上山方向，y平行于走向方向，由x轴顺时针转90?得到;s，t――分别是沿上山方向和走向方向的积分变量;Ost――坐标系的原点，和Oxy坐标系的原点重叠;ψ――x与j方向的夹角。
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基于概率积分法对矿区岩移参数的预计
发表时间：2018-05-21T16:23:21.373Z 来源：《基层建设》2018年第5期作者：王成华张亮和耐秋朱利超李国敬[导读] 摘要：煤炭开采破坏岩体的完整性，打破岩体力学平衡，使岩层发生位移和变形。
山东省水利勘测设计院山东济南 250000
摘要：煤炭开采破坏岩体的完整性，打破岩体力学平衡，使岩层发生位移和变形。
当开采面积达到一定范围，移动与变形波及地表，影响人民的生活生产。
为最大限度地减少因开采沉陷而造成的损失、全面把握开采中地表和岩层移动变形过程、正确预测将出现的沉陷状况，依据观测资料采用概率积分法预计岩移参数至关重要。
关键词：岩层移动；观测资料；岩移参数
动角，裂缝角无法从本次观测资料的整理分析中获得。
4 结论
依据规范及规程【4】对观测站设计、埋设、观测，以实测数据为基础，应用模型识别和参数识别的先进理论和方法，结合概率积分法原理预计适用于该类矿区特殊地质的岩移参数，为同类矿区开采提供了有利的数据，更好的指引煤矿的生产，为岩移规律的研究奠定基础。
参考文献：
[1]何国清，杨伦，凌赓娣等.矿山开采沉陷学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1991.
[2]邹友峰，邓喀中，马伟民编著.矿山开采沉陷工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.
[3]中国矿业学院，阜新矿业学院编著.煤矿岩层与地表移动[M].北京：煤炭工业出版社，1982.
[4]中华人民共和国能源部制定.煤炭测量规程[M].北京：煤炭工业出版社，1989.
[5]煤炭科学研究院北京开采研究所编著.煤矿地表移动与覆岩破坏规律及其应用[M].北京：煤炭工业出版社，1981.
[6]崔有祯编著.开采沉陷与建筑物变形观测[M].北京：机械工业出版社，2009.
作者简介：
王成华（1970-），男，河南太康，工程师，主要从工程测量与工业测量，现就职于山东省水利勘测设计院。