基于Knothe模型的山區(qū)開采地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形研究.pdf

1、新世紀(jì)是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的機(jī)遇期，需要大量的能源供應(yīng)，其中煤炭資源的利用占我國一次性能源消耗的60％以上。大量煤炭的采出使巖層內(nèi)部發(fā)生移動(dòng)破壞的同時(shí)也必然對(duì)采區(qū)地表和地物造成影響。
　　煤層開采引起的地表沉陷是一個(gè)隨時(shí)間和空間變化的動(dòng)態(tài)過程，以往對(duì)其的研究主要集中于采動(dòng)穩(wěn)定后的移動(dòng)變形預(yù)計(jì)，而忽略了時(shí)間變化的影響。我國大約有三分之一以上的煤礦位于山區(qū)，受山區(qū)地形地貌、地表傾向與傾角、松散層厚度及時(shí)間等因素的影響，山區(qū)開采地表沉

2、陷規(guī)律較難掌握。建立綜合地形條件和時(shí)間因素的山區(qū)開采沉陷預(yù)計(jì)模型既能反映山區(qū)地表沉陷的動(dòng)態(tài)變化過程，又能對(duì)開采過程中地表移動(dòng)變形做實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確預(yù)計(jì)，對(duì)山區(qū)地表建筑物的保護(hù)具有重要意義。
　　本文將時(shí)間函數(shù)引入山區(qū)開采沉陷預(yù)計(jì)模型，推導(dǎo)了山區(qū)開采地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形預(yù)計(jì)公式，運(yùn)用c＃編程實(shí)現(xiàn)模型算法并分別計(jì)算了不同地形模型各個(gè)時(shí)刻的移動(dòng)變形值和繪制出相應(yīng)的動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形曲線，總結(jié)工作面開采過程中及停采后地表的動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形曲線分布特點(diǎn)及規(guī)律，

3、最后通過實(shí)例應(yīng)用分析評(píng)估所建預(yù)計(jì)公式的適用性和可靠性。本文主要結(jié)論有：
　?。?）平地動(dòng)態(tài)下沉曲線整體呈現(xiàn)出非對(duì)稱性，其值均小于靜態(tài)值且最大下沉點(diǎn)位置偏離采空區(qū)中心；其他動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形極值均小于靜態(tài)極值；動(dòng)態(tài)水平移動(dòng)與傾斜變形的零點(diǎn)位置均偏離于采空區(qū)中心；動(dòng)態(tài)曲率與水平變形零值點(diǎn)位置滯后于靜態(tài)曲率與水平變形零值點(diǎn)。
　?。?）單一坡體地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形規(guī)律：與平地相比，正坡地表動(dòng)態(tài)水平移動(dòng)正值大于平地正值，負(fù)值小于平地負(fù)值，水平

4、移動(dòng)值為零的點(diǎn)統(tǒng)一向坡底方向移動(dòng)，其增量幅度隨時(shí)間的增加而減小；充分采動(dòng)條件下反坡地表的水平移動(dòng)值大致呈負(fù)值形態(tài)，鄰近停采線的水平移動(dòng)負(fù)值均大于平地負(fù)值。
　?。?）多面坡體地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形規(guī)律：①凹形與凸形地表的動(dòng)態(tài)下沉值均大于平地值；②受采動(dòng)滑移影響，充分采動(dòng)條件下凹形地貌兩側(cè)坡體的水平移動(dòng)正負(fù)值均大于平地值；③充分采動(dòng)條件下凸形地貌左側(cè)坡體的水平移動(dòng)顯示為負(fù)值，鄰近停采線處的地表水平移動(dòng)負(fù)值小于平地值。
　?。?）在實(shí)