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1、第2期礦山測(cè)量NO．22013年4月MINESURVEYINGApr．2013doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．02．24采動(dòng)覆巖移動(dòng)變形預(yù)計(jì)徐永梅，姜巖，姜岳(山東科技大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266590)摘要：目前普遍認(rèn)為覆巖的移動(dòng)變形與地表移動(dòng)變形相似，可采用地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)方法，且認(rèn)為采動(dòng)影響傳播模式是線(xiàn)性的，這是對(duì)采動(dòng)影響傳播模式的簡(jiǎn)化。文中根據(jù)采動(dòng)影響傳播的非線(xiàn)性模式，建立了基于概率積分法的采動(dòng)覆巖移動(dòng)變形預(yù)計(jì)模型，為研究采動(dòng)覆巖移動(dòng)變形提供計(jì)算方法。關(guān)鍵詞：采動(dòng)覆巖；移動(dòng)變形；非線(xiàn)性傳播；預(yù)計(jì)方法中圖分類(lèi)號(hào)：TD325文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)
2、碼：B文章編號(hào)：1001—358X(2013)02—0070—04本文在采動(dòng)影響傳播非線(xiàn)性模式的基礎(chǔ)上，建Z立了基于概率積分法的采動(dòng)覆巖預(yù)計(jì)模型，為研究采動(dòng)覆巖移動(dòng)變形提供了依據(jù)。ld1采動(dòng)影響傳播線(xiàn)性模式實(shí)測(cè)和理論計(jì)算表明，采動(dòng)覆巖內(nèi)部的影響邊界不是一條直線(xiàn)，而是一條曲折線(xiàn)，開(kāi)采影響半徑指lz數(shù)決定著采動(dòng)影響傳播模式。文獻(xiàn)[1]定性給出了開(kāi)采結(jié)束后，采場(chǎng)底板、煤層、頂板、地表的移動(dòng)和應(yīng)圖1簡(jiǎn)化采動(dòng)影響傳播模式力變化范圍，定性描述了采動(dòng)影響傳播模式。大量的文獻(xiàn)對(duì)采動(dòng)影響傳播模式進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，關(guān)于2采動(dòng)影響傳播非線(xiàn)性模式開(kāi)采影響半徑指數(shù)n的研究吸引了國(guó)內(nèi)外許多學(xué)采動(dòng)影響傳播非線(xiàn)性模
3、式如圖2所示，該模式者，一般設(shè)開(kāi)采影響半徑指數(shù)n=1．0，開(kāi)采對(duì)底板的考慮了開(kāi)采對(duì)底板的破壞和對(duì)覆巖影響的非線(xiàn)性，破壞深度Ho=0，采動(dòng)影響傳播模式如圖1所示。與線(xiàn)性模式相比更加合理，不僅可以研究覆巖開(kāi)采綜合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，普遍認(rèn)為n<1是較合理的，主要影響半徑，而且還可以根據(jù)實(shí)際觀測(cè)值反演底根據(jù)文獻(xiàn)有關(guān)參數(shù)n的一些數(shù)值如表1所列。板破壞深度，為水體上安全開(kāi)采提供依據(jù)。表1開(kāi)采影響半徑指數(shù)的數(shù)值X1：hll笠．圖2采動(dòng)影響傳播非線(xiàn)性模式據(jù)圖2采動(dòng)覆巖內(nèi)部開(kāi)采影響主要半徑可為：Hn+HRn=Rh(蒜)“R為H水平處的開(kāi)采主要影響半徑；為地表開(kāi)70第2期徐永梅等：采動(dòng)覆巖移動(dòng)變形預(yù)計(jì)201
4、3年4月采主要影響半徑；風(fēng)為開(kāi)采對(duì)底板的影響深度。~iH=0咖=()“艿。：±。．242；可得底板破壞深度：對(duì)應(yīng)8max值的開(kāi)采水平H和影響半徑分別為：日(?)=／‘‘(+)一R+H(?)、，、，s(x)=Rh()在(，H)位置的采動(dòng)覆巖沿垂直方向的拉伸變lomb破壞準(zhǔn)則計(jì)算：形計(jì)算公式匯總?cè)缦拢猴L(fēng)=--器·云?仃8max=242精(x,／-／)：4·1328m,~．(一ex憊8max”(云)在H=Ho沿軸方向(，Ho)和在=。沿H軸方向8v(．)覆巖變形曲線(xiàn)如圖3所示。㈤=唧(一仃薔=A‘一=‘圈3半無(wú)限開(kāi)采覆巖變形曲線(xiàn)示意圖=Win,,．exp(一仃)3．2有限開(kāi)采覆巖沿垂直方
5、向的變形，Ho+H、矩形工作面有限開(kāi)采如圖4所示：RⅣRh、／-／o+hd擊。。。。。。。。。?！灰弧籨H(H0+H)RH(x,／-／)一面。。Wmax?p(-仃)圖4矩形工作面有限開(kāi)采示意圖在H水平巖層下沉：(，，，，日)=exp(一仃壽)·去exp(一仃)dy=?·c(，日)·c(，，，日)71第2期礦山測(cè)量2013年4月一dW(x,y,H)==兒巹expc(一仃善一蠢expc一仃薔J擊expc一仃壽dy+cexpc卜一仃7r蔫一expc一仃蔫·去e印c一丌熹進(jìn)一步簡(jiǎn)化的垂直方向的變形值：占(凹)={[)一(巹)]·[A(憊)一A()]+[()一A”()]·[A()一
6、A(巹)]在P(x，Y)點(diǎn)沿H軸方向(，Y，日)(4)在H=75．7m位置的最大拉伸變形值：覆巖變形曲線(xiàn)如圖5所示。rm。=mnx?p(一)●日0+日(8?)＼／0．65×(0．65+1)．!210．48+75．7、＼＼I＼e。xp(一—_；)：2．‘02(mm／m)，t．Yp，(5)當(dāng)一±0．4RH=0．4x92．4=36．39m時(shí)，P——．最大變形值為：圖5在PIX。Y)點(diǎn)沿H軸方向覆巖變形曲線(xiàn)示意圖一．242精3．3半無(wú)限開(kāi)采覆巖沿垂直方向的變形預(yù)計(jì)算例設(shè)水平煤層半無(wú)限開(kāi)采，開(kāi)采深度h=500rll，=±0．242×=2．14(mm／m)tanO=2．0，W?=1500mm，
7、Rs=20m，／"t=0．65，求(6)=50in，H=100m處沿垂直方向變形值：=50m，H=100m處和其它位置的變形值。50==。．54，0．54)=0．8931解：(1)計(jì)算開(kāi)采對(duì)底板的影響深度和主要開(kāi)采影響半徑：8(50，100)(云)一214×0·8931：士：—=10．48(n1)=1．91(mm／m)一(7)計(jì)算H=100m一300m，X=0—200m的變R=h=丁500=25。(m)形值見(jiàn)表2，覆巖在不同位置水平變形曲線(xiàn)見(jiàn)圖6。日(2)計(jì)算H=10
