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1、.,.第4卷第3期测绘工程Vol4No3,1995年9月ENGINEERINGOFSURVEYINGANDMAPPINGSEP1995开采沉陷动态预计程序及其应用‘吴侃(中国矿业大学),,摘要在概率积分法预计模型的墓拙上提出了开采沉陷动态预计的实用算法。、。给出T下沉速度系数c的计葬公式编制的程序通用性好实用;开未沉;关键词概率积分陷下沉速度系攀.P25:分类号Tn23421引言开“”。,采沉陷的预计对三下采煤的开采实践具有重要作用建筑物下开采时预计所得的结果,、、常被用来判别建筑物是否受开采影响和受开
2、采影响的程度作为受影响建筑物进行维修加固,;就地重建或采取地下开采措施的依据铁路下采煤时可以根据预计的结果判断铁路下开采的可,,。目,,能性估算铁路维修工作量和材料用量安排维修计划前开采沉陷的预计计算大多局限于计算出工作面开采后对地表产生的最终移动变形值的大小及其分布。由于开采沉陷是随着地下,,,。煤层开采逐步形成的是一个复杂的时间和空间过程因此仅仅预计出最终移动变形是不够的,、。在某种程度上说更关心的是建筑物铁路受开采影响而产生的动态移动变形本文介绍以概率积分法为基础的动态移动变形预计的有关问题及计算
3、程序和应用实例。2开采沉陷动态预计基本原理2.1理论基础,大量的地表及地下实际观测资料表明地表点的移动及变形过程是在空间和时间上的连续,,、、,二犷:)及时间。)又过程而移动与变形是空间和时间的连续函数它们取决于点的空间位置(决定于开采速度和覆岩性质等因素。,ex,,:,如果假设煤层的某个足够小的工作面是在某瞬间突然采出的wo(,)wet(妇分别,,为开采该工作面引起地表点p(:妇的最终的下沉值和在t时刻的下沉值时间影响函数为‘1994一07一25,收稿日期截稿日期1995一06一29第:3期吴侃开采沉
4、陷动态预计程序及其应用t。f()那么ex,eo劣,·Wt(夕)=W(梦)f(‘)(l)fte一“()=1一(2),t预;式中计时刻与单元开采时刻之间的时间间隔c—下沉速度系数(l/‘或l/。)。—、。其它移动变形可以(l)(2)式为基础求得,。公式(2)被许多岩层移动学者用来描述地表移动时间过程取得了相当符合实际的结果与,,。此相反人们对式中的参数c还没有明确的物理解释其变化规律也不清楚要使动态预计结果,。同实际相吻合正确地确定c值是一个关键2.2预计数学模型,,某一足够小工作面开采引起地表移动变形的动
5、态值计算公式(l)中一项是最终的移动变,。,形值另一项是时间的影响系数最终状态地表移动变形的预计方法有许多种鉴于概率积分法,,。在我国应用相当广泛一般都有现成的预计参数可利用故在此选用概率积分法的数学模型2.3下沉速度系数c值的计算公式,:以往下沉速度系数由地表移动动态的观测资料来确定可用以下几种方法一。,。1)图解法将实测结果制成下沉时间曲线该法虽较简单但受制图精度的限制不很准确,,2)对比法将实测结果制成下沉时间过程的无因次曲线选取适当的系数c使实测曲线和,。理论曲线一致该法求取工作量较大3)计算法
6、用下沉增量进行计算。以上.,3种方法都依赖于实测的动态观测站资料由于尚未揭示该值的变化规律对于大多数矿区获取该值都比较困难。,:据许多观测资料笔者分析得到下沉速度系数同以下几个因素有关。,。l)下沉速度系数与开采速度成正比如果开采速度是一个变量则c也应是一个变量,,,,,2)下沉速度系数与采深成反比在其它条件相同的情况下采深越大c值越小反之也成立。。,,,3)下沉速度系数与上覆岩层的性质有关如果覆岩较硬时c值较小覆岩较软时口值较。,,,大在概率积分法参数中tg刀也是主要决定于岩层的力学性质的一个参数如果
7、覆岩较硬时,,。,。tg刀值较小而覆岩较软时tg声值较大因此C值应与tg刀值成正比,:根据以上分析可认假定a·。·C=ts刀/H(3):。,式中工作面推进速度(m/d或m/a)—,;tg刀主要影响角正切概率积分法预计参数之一—;H煤层开采深度。—.待求常数—.。。用国内外大量实测数据统计分析后得出”20那么.·。c=20”ts刀/H浏绘工程第4卷3预计程序结构3.1程序主要摸块及结构框图预:准备模块计程序主要有如下几个模块组成,准;备模块完成起始数据读入第一个工作面,座标转换模块将座标系统转换为以煤层走
8、向,坐标转换模块:(指向上山方向)为;为轴正向倾向夕轴正向,稳定状态预计模块完成工作面开采后地表稳定状态:的预计,动态预计模块工作面对预计点的影响处于动同方向移动变形值迭加态时的任意时刻的预计;,。直到最后一个工作面输出模块将预计结果形成输出文件。预计程序结构框见图l、3.2动态预计模块流程计算任意点任意方向的移动变形量,。以计算下沉值为例说明动态预计流程设某,,,,求最大值及主方向一工作面在‘到t开时刻起开始回采时刻结束,。,pt采速度为
