对沉陷范围村庄保护煤柱留设及建筑物损坏程度的预测

在预防为主、防治结合、清洁生产和全过程控制的现代化管理思想及循环经济理念的指引下,经济与环境和谐发展已成为矿企面临的重要课题。随着我国煤炭资源的日益减少,对于井田范围内村庄压覆资源的释放显得尤为重要。因此沉陷范围内村庄保护煤柱留设及建筑物损坏程度预测意义重大,为井下巷道合理布置、村庄搬迁规划及后期塌陷治理提供理论依据。

考虑原始地形的采煤沉陷积水范围确定方法

高潜水位矿区采煤沉陷后,将导致大面积积水,给当地的生态环境、工农业生产以及人民生活带来了严重影响。目前土地复垦方案编制过程中需要对未来沉陷积水范围进行预测,常规做法是根据预计的下沉等值线和当地潜水位埋深确定采煤沉陷后的积水范围,由于没有考虑原始地形的影响,通过这种简单预测所获得的积水范围往往与实际积水范围有所差异。本文利用GIS提供的空间分析功能,将原始地形纳入地表沉陷分析中确定了煤炭开采后地面将出现的积水区域范围,并通过高分辨率遥感影像获取实际积水信息,对以上两种方法确定的沉陷积水范围进行了精度对比分析。研究结果表明:考虑原始地形后确定的沉陷积水范围与传统未考虑原始地形方法相比,其面积相对精度提高了约13%,位置精度也由传统方法的106提高到58,因此考虑原始地形确定沉陷积水范围的方法更加科学合理,且更贴近于实际情况,这将为采煤沉陷地复垦规划与方案提供精确的基础数据,从而促进复垦工作的实施与开展。

浅埋深煤层开采沉陷预测方法应用及研究

煤炭资源开采引起的地表沉陷问题一直是绿色开采亟待解决的关键技术问题之一。为了弄清近浅埋条件下工作面回采覆岩垮断及地表沉陷规律,以店坪煤矿5号煤层开采面临的实际问题为研究背景,采用理论计算、数值模拟与现场实测相结合的方法,对5-210工作面回采条件下地表沉陷规律及其对地表保护区内建筑物的影响进行研究。基于采空区岩体应力-碎胀系数关系和开采沉陷基本原理,建立了地表下沉移动轨迹模型,理论预测工作面开采后的地表下沉规律,其最大下沉量为2.604 m。利用FLAC^(3D)数值模拟软件,建立了工作面回采地表沉陷数值计算模型,并利用Tecplot软件进行模拟结果的后期处理,模拟得出的地表沉陷最大值为2.78 m,最大下沉位于工作面中心位置。依据地表沉陷控制基准,利用几何关系计算得出地表沉陷影响范围及工作面布置的合理边界,将5-210工作面布置在+830 m水平南翼,西与830南翼运输巷相通,东至井田边界。并对回采期间地表运移沉陷规律进行了现场实测,利用GPS接收机进行RTK实时动态观测收集数据,监测结果显示,地表最大下沉量2.69 m,采空区地表沉陷区域没有影响工业广场上的建筑物的安全。基于理论计算和数值模拟相结合的方法,设计了5-210工作面合理位置和空间布局,取得了良好的实践效果,为类似地质条件的采空区地表沉陷预测提供了可靠的依据。

基于SBAS-InSAR技术的多工作面矿区地表形变特征

针对黄土沟壑地区多工作面开采条件下地表形变规律复杂的问题,以大佛寺煤矿区工作面40301为研究对象,采用差分干涉测量短基线集(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)时序分析技术对矿区15景ALOS1数据进行处理,通过迭代优化处理有效抑制噪声以获取矿区沉降速率图和时序沉降图,并从点、线、面这3个角度分析邻近工作面采动对工作面40301造成的影响。结果表明,受邻近工作面40104的采动影响,工作面40301观测点的沉降速率和沉降量呈明显增加的趋势,多工作面开采会造成已采工作面形变持续时间延长,下沉盆地范围扩大,破坏未采工作面的稳定性。SBAS-InSAR技术可为复杂矿区地表形变分析提供有效技术手段。

鹤壁二矿煤柱开采地表移动规律研究

鹤壁二矿煤炭资源面临枯竭,为延长矿井服务年限,决定开采二矿鹤壁集东部的煤柱,以解放不可再生的"三下"煤炭资源,提高矿井资源采出率。对二矿煤柱开采地表移动规律进行了研究,实践证明,基于研究结果的各项技术措施的应用创造了良好的经济及社会效益,对衰老矿井延续具有积极作用及实际意义。