崔家沟煤矿2-2煤104工作面岩移观测报告.docx

陕西神木市孙家岔镇崔家沟合伙煤矿 2-2煤104工作面地表岩移观测报告 榆林市华城测绘有限公司 二〇二一年二月 陕西神木市孙家岔镇崔家沟合伙煤矿 2-2煤104工作面地表岩移观测报告 测 量：常 飞 编 制：拓 宁 项目负责：包晓光 总工程师：叶燕山 总 经 理：张智荣 榆林市华城测绘有限公司 二〇二一年二月 PAGE 2 目 录 TOC \o "1-3" \h \z \u 前 言 1 1.矿井与工作面概况 3 1.1?地理位置 3 1.2?地貌及气象 3 1.3?煤层顶底板 4 1.4?地质构造 4 1.5?水文地质 5 1.6?工作面开采技术条件 6 2.地表移动观测站的布设与观测 6 2.1?地表移动观测站的布设 6 2.1.1?项目研究的内容 6 2.1.2?地表移动观测站布设的原则 7 2.1.3?地表观测线位置及长度确定 8 2.1.4?地表观测站的设置 10 2.2?地表移动观测 11 2.2.1 观测站的连接测量 11 2.2.2 全面观测 14 2.2.3 日常观测 14 2.2.4 观测仪器及设备 17 3.观测资料整理与分析 17 3.1?概述 17 3.2?观测成果的计算 18 3.3?地表移动的动态参数确定 40 3.3.1?测点下沉速度计算 40 3.3.2?地表移动启动距的确定 44 3.3.3?超前影响角的确定 44 3.3.4?最大下沉速度滞后角的确定 45 3.3.5?地表移动总持续时间 46 3.4?地表移动稳定后的参数确定 48 3.4.1?边界角的确定 48 3.4.2?移动角的确定 50 3.4.4?最大下沉角的确定 52 3.5?地表稳定后移动变形最大值 52 4.基于实测资料的预计参数求取 53 4.1?概率积分法预计模型 53 4.1.1?基本原理 53 4.1.2?数学模型 53 4.2?基于Matlab的最小二乘拟合求参 54 4.3 预计参数求取 55 5.观测线地表移动规律总结 56 5.1?地表移动的动态参数及特征 56 5.2?稳定后的地表移动参数及特征 57 PAGE 55 前 言 煤炭是我国第一大能源。我国原煤生产95%m自井工开采，每年由井工开采引起的地面沉陷区面积达2000km2以上，造成了日益严重的地面破坏及生态环境损害。因此，煤矿开采引起的地表移动规律研究已成为煤矿安全生产和煤矿企业科学研究的重要课题。 我国开采沉陷的系统研究始于上世纪60年代，刘宝琛院士、刘天泉院士、张玉卓院士、钱鸣高院士等在开采沉陷研究领域均取得了重要成果。在开采沉陷预计方面，先后发展和完善了典型曲线法、负指数函数法和概率积分法等，基本解决了简单条件下的地表移动预计问题。上世纪80年代以来，我国开采沉陷理论与实践研究取得了重要进展，如郝庆旺(1988)发展了开采沉陷的孔隙扩散模型；余学义(1997)在克诺特理论基础上推出岩层与地表移动变形的极坐标普适模型表达式；王金庄(2000)、颜荣贵(1995)、李永树(1997)、戴华阳(2000)、郭增长(2002)、贺跃光(2003)、汤伏全(2005)等都发展了传统的概率积分法，使之适用于不同地质采矿条件的地表移动预计。在开采沉陷机理研究方面，近十多年来国内外学者取得了重要进展，其主要表现在三个方面：将弹塑性理论、断裂、损伤力学和岩层控制的最新研究成果，用于覆岩变形与破坏机理的研究，取得了许多应用成果；同时，分形几何、神经网络、协同论、突变论、人工智能等非线性科学也被引入开采沉陷研究中。 随着计算机技术的发展，数值模拟方法因其周期短、成本低等优势，己经成为研究开采沉陷的重要技术手段。近十年来，我国学者在开采沉陷的计算机数值模拟方面也取得了许多研究成果。如谢和平院士等通过应用有限差分数值模型快速拉格朗日分析方法(FLAC)进行采煤沉陷数值模拟，王卫华等将FLAC模拟技术和误差反传(BP)神经网络技术相结合，建立了沉陷反分析神经网络模型，根据开采沉陷量测值反演岩体力学参数，并建立拉格朗日快速计算法(FLAC)模型，对地表沉陷进行预测，取得了比较理想的预测结果。 国内外现有的开采沉陷研究成果表明，煤矿开采引起的地表移动特征主要取决于开采工作面上方的覆岩地质及开采条件，每个矿井的地质采矿环境千差万别，其开采沉陷与地表移动规律主要通过实地观测研究来获取。几十年来，许多矿区 建立了完整的地表移动观测站，对开采引起的地表移动特征进行了系统的研究，获取了本矿区开采沉