開采沉陷動態(tài)預計模型及其參數(shù)研究.pdf

1、開采沉陷是一個隨時間、空間變化的復雜過程，為進一步探宄開采沉陷的機理，減小開采沉陷對環(huán)境的影響，需對由地下開采引起的地表移動變形動態(tài)過程進行研究。
　　本文中選取了兩淮礦區(qū)三個工作面，以工作面地表移動變形觀測站實測數(shù)據(jù)為基礎，分析開采沉陷地表下沉的動態(tài)規(guī)律。根據(jù)地表下沉的速度特點將其分為四個階段:采前穩(wěn)定期、加速下沉期、減速下沉期和采后穩(wěn)定期，各階段特征和占總下沉時間的比例根據(jù)工作面地質采礦條件和地表點位與工作面相對位置不同而改變

2、。推導并分析了目前在開采沉陷動態(tài)預計中應用最為廣泛的Knothe時間函數(shù)，利用實測數(shù)據(jù)求取Knothe時間函數(shù)所需參數(shù)，反演地表動態(tài)下沉過程并與實測值進行比較，結果表明:Knothe時間函數(shù)在描述地表下沉速度方面有一定缺陷，利用其預計地表動態(tài)下沉過程往往會造成較大的誤差。
　　鑒于Knothe時間函數(shù)的不足，本文在Knothe時間函數(shù)的基礎上添加了一個新的參數(shù)τ，其意義為地表點位下沉速度峰值出現(xiàn)的時刻，以τ為間斷點利用分段函數(shù)建立

3、改進的Knothe時間函數(shù)模型，改進的Knothe時間函數(shù)能夠克服原始Knothe時間函數(shù)在描述地表下沉速度方面的不足，以更高的精度預計或反演地表下沉的動態(tài)過程。分析了改進Knothe時間函數(shù)中各參數(shù)的作用，該函數(shù)模型通過地表最終下沉量W0控制函數(shù)的上下邊界;時間因素影響系數(shù)C和最大下沉速度出現(xiàn)時刻τ共同影響函數(shù)曲線的形態(tài)。探討了各參數(shù)的求取方法，其中地表最終下沉量W0可利用概率積分法模型或D-Insar方法獲取;時間因素影響系數(shù)C可通

4、過觀測站實測數(shù)據(jù)擬合解算或根據(jù)工作面地質采礦條件計算其取值范圍;最大下沉速度出現(xiàn)時間τ可根據(jù)礦區(qū)最大下沉速度滯后角公式求取也可通過對實測數(shù)據(jù)進行回歸分析而得。
　　根據(jù)實驗工作面地表移動觀測站實測數(shù)據(jù)解算改進Knothe時間函數(shù)所需參數(shù)，根據(jù)求參結果建立工作面地表下沉動態(tài)預計模型，將預計值與實測值對比，分析改進Knothe時間函數(shù)精度，結果表明改進的Knothe時間函數(shù)能夠以較高的精度模擬開采沉陷地表下沉的動態(tài)過程，模擬結果符合地