基于空间等效效应的下沉系数计算方法研究.pdf

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1、第44卷第4期矿山测量V01．44NO．42016年8月MINESURVEYINGAug．2016doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2016·04·018基于空间等效效应的下沉系数计算方法研究————张广伟，方军‘(1．中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北唐山063012；2．煤炭科学研究总院，北京100013)摘要：文中根据空间等效效应，利用随机介质理论证明了下沉系数与地表沉陷体积和开采空间体积比之间的等效关系，研究了下沉系数的近似计算方法，并进行了实例分析。结果表明：在无实测资料情况下，本文方法能够满足工程应用。关键词：下沉系数；空间等效效应；随机介

2、质中图分类号：TD73文献标识码：A文章编号：1001—358X(2016)04—0066～03ThecalculationmethodofsubsidencecoefficientbasedontheruleofspaceequivalenceZhangGuangwei，FangJun(1．TangshanBranchofChinaCoalResearchInstitute，Tangshan，063012，China；2．ChinaCoalResearchInstitute，Bering，100013，China)Abstract：Accordingtotheruleofsp

3、aceequivalence，theequivalentrelationshipbetweenthesubsidencecoefficientandthevolumeratioisprovedwiththetheoryofstochasticmedium．Then，theapproximatecalculationmethodofsubsidencecoefficientisgivenandusedintheexample．Theresultshowsthatthemethodinthispapercansatisfytheengineeringapplicationwhent

4、hereisnomeasureddata．Keywords：subsidencecoefficient；theruleofspaceequivalence；stochasticmedium下沉系数是预测地表沉陷的关键参数之一，目布，岩体产生移动变形进而波及到地表，并在地表形前，在预计参数的确定方面主要有两种方法：一是基成下沉盆地，随着开采空间的不断扩大，下沉盆地的于实测资料的参数反演¨；二是无实测资料条件空间范围不断扩大。直到破断垮落的覆岩堆积形成下的参数求解。由于实测资料条件下的求参，周期具有支撑作用的砌体结构，抑制了岩体的移动变形，长、成本高，实际应用不多-o。无实测资料求

5、参目并最终使下沉盆地范围趋于稳定。这种地表沉陷空前，主要有经验公式法、基于相似第二定理的方程间与井下开采空间之间的相对关系就称为分析法、神经网络法、模矢法。。、模糊识别算开采沉陷的空间效应。法¨以及其它优化算法等。但上述方法在进行参假设地表沉陷空间的体积为，则其在采动过数求取时，不仅操作起来较为复杂，而且需要人为提程中的变化可表示为如下公式：供经验初值，初值的可靠性在很大程度上影响着求=，Ve，V碎，)(1)参的准确性。式中：为地表沉陷空间体积；为开采空间体本文将利用开采沉陷中的空间等效效应，探讨积；V罴为悬臂空间体积；V碎为垮落岩块碎胀体积；无实测资料条件下的下沉系数求解方法

6、。为岩体损伤(离层或裂缝)发育空间。1开采沉陷过程中的空间等效效应上式说明，地表沉陷空间是与地下开采空间、悬臂空间、采场碎胀空间和覆岩离层空间息息相关的，煤层的开采使得原岩应力遭到破坏，应力重分gf用格式：张广伟，方军．基于空间等效效应的下沉系数计算方法研究[J]．矿山测量，2016，44(4)：66—68，11866第4期张广伟等：基于空间等效效应的下沉系数计算方法研究相互之间处于一个动态的变化过程之中，刚开始开e_(字y采空间主要转化为悬臂空间，使得地表沉陷空间较小；随着工作面的推进，顶板垮落，岩块在采场堆积，(5)覆岩的扰曲程度加深，但由于开采尺寸仍然较小，加由于．『：一

7、(年)df＼r1，：，将其代人到上上岩层的非均质性，在覆岩内部形成一定离层空间，此时，开采空间主要转化为悬臂空间、离层空间和碎式可简化为：胀空间；随着工作面的持续推进，采场及覆岩形成沉．rdx)／1y2／~-d)“双梁”结构，开采空间通过“双梁”结构向上转化为地表沉陷空间，当离层空间闭合，覆岩呈协调变形mq(2一1)(2一Y1)(6)时，开采空间向地表沉陷空间的转化能力达到最强，而矩形采场的开采空间体积可按下式计算：下沉系数也逐渐增大，当达到充分采动条件时，下沉采(2一1)(Y2一Y1)，(