条采影响下的遗留煤柱充填开采岩移参数计算.pdf

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1、第3期矿山测量No．32015年6月MINESURVEYINGJun．2015doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．03．11条采影响下的遗留煤柱充填开采岩移参数计算木于红娟，郭金运，许义云，代杰，刘相威(1．山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛266590；2．葛亭煤矿，山东济宁272053)摘要：文中采用不同于以往不受周围采动影响的单工作面岩移规律的研究思路，以及考虑到非主断面地表岩移观测站的设站特点，对岩移参数的求取提出了新的解决方案，为两侧采空区活化影响下的遗留煤柱充填开采的研究提供

2、了参考依据。同时建立了符合该解决方案的基于概率积分法的最小二乘曲面拟合求参模型，获得了相应的岩移参数，为获取相似煤矿开采条件下的岩移参数提供了一种新的途径。在模型解算时，采用奇异值分解法解决了方程组求解的病态性问题。研究结果表明，求取的岩移参数符合开采沉陷的精度要求。关键词：条带充填开采；遗留煤柱；岩移参数；最小二乘；奇异值分解中图分类号：TD325．2文献标识码：B文章编号：1001—358X(2015)03—0029—04目前，确定煤矿开采沉陷岩移参数的方法主要1工程概况(参见图1)有基于实测数据拟合法、工程类比、回归分

3、析]、神经网络法-s]、力学反演分析和模糊数学方法。为回收滞留的条带开采遗留煤柱煤炭资源，减小地表沉陷量及降低对地表建筑物造成的影响，一般对煤柱实行充填开采”。国内外很多学者对煤矿重复开采造成的破坏进行了大量的研究，而对于同一水平早已完成两侧垮落条带开采的遗留煤柱充填开采的情况研究甚少，岩移规律尚不明晰，并很少有学者定量地求取该复杂开采条件下的岩移参数。本文以山东东华能源有限责任公司葛亭煤矿为研究对象，对同一开采水平早已完成的两侧垮落条带开采影响下的遗留煤柱实行充填开采。基于现场钟实测资料，采用不同于以往不受周围采动影响的单

4、工作面岩移规律思路；不同于传统的沿煤层主断面"凹r瑚布设地表岩移观测站的标准原则；提出了新的求取岩移参数的解决方案。同时建立了符合该解决方案的基于概率积分法的最小二乘曲面拟合求参模型，获得了相应的岩移参数，为相似煤矿开采条件的岩移参数获取提供了一种新途径。在模型解算时，采用奇异值分解法解决了方程组求解的病态性问题。结果表明求取的岩移参数符合开采沉陷精度要求。4儡5图l地表移动观测站与工作面的相对位置葛亭煤矿1312工作面位于工业广场西北，地面}资助项目：1、国家自然科学基金(40974004)；2、山东科技大学科研创新团队支

5、持计划(2014TDJH101)。标高+37．9～+38．5m，对应程街村建筑群与钟海29第3期矿山测量建筑群之间。该工作面标高一333．8一一374．011，矿生产的合理性和安全性。于04m)，1302采空，兰区以、西(，(与。与130024轨道、顺槽净间距882参～数一求⋯解⋯的⋯数～学模⋯型一m)，南与1304联络巷相连，北至一340in等高线处。综合考虑1302和1304工作面采空区重新活化1302和1304工作面皆为条带开采，且回采时间分别产生的新的沉陷影响，可求得这两个工作面与沉陷为2003年和2005年，而13

6、12工作面为充填开采，于相关的重复采动岩移参数。针对目前开采沉陷预计2013年底开始采煤，结束于2014年底。该l312工模型求参方法的缺陷，并考虑本矿复杂的开采条件作面为条带煤柱充填开采工作面，受1302、1304条以及非主断面地表岩移观测站的设站特点，采用基带工作面开采的复合影响，回采后实际监测最大下于概率积分法的预计模型对理论值与观测站实测值沉值远超过1312工作面理论预计下沉值。若只单进行曲面拟合，利用最小二乘原理求取与下沉相关纯从1312工作面开采造成的下沉影响的思路出发，的岩移参数。难以对采动区建筑物造成的影响进

7、行准确的预计和参数求取函数模型评价，影响人们的正常生活。针对这种条件下的煤以采区左下角为坐标原点，地表任意点A(x，Y)矿开采，需要考虑条带采动区的活化影响，寻找新的的预计下沉值函数模型为¨：研究方案，建立新的岩移参数求取模型，从而保证煤()=／nqcos[~X丢{[ed(÷)+1]一[ed(半)+1])×÷{[erf(手)+1]一[erf()+1]}(1)开采主要影响范围角正切：t：旦(2)开采深度，m。。对于单个工作面，沉陷预计函数线性化后可表其中：m为煤层开采厚度，In；g为下沉系数；为为．煤层倾角；r为开采主要影响半

8、径，m；z，为走向方向计算宽度，m；f：为倾向方向计算宽度，in；H为平均W(，)-f(，，g，ta)=leo(x,y⋯。+(xtan~=寺mg0cos[erf一e][err一erfzll。{÷mcos[err一erfz][erfy一erfyz]+21ta+ta啦h】一emq。+[ee[一