一种固体充填开采地表沉陷动态预计方法

摘要

本发明涉及一种固体充填开采地表沉陷动态预计方法，属于采矿技术中的地表变形预计方法。本发明将固体充填开采顶板随时间变化的下沉模型与Knothe时间函数相结合，采用叠加原理将不同时刻的充填体压缩变形引起的地表下沉进行累加，建立了一套固体充填开采地表动态预计模型。采用本发明的方法，根据岩层时间影响系数、充填体压缩变形时间影响系数、采深、采厚、煤层倾角、预计工作面尺寸以及概率积分法预计参数等参数，可以预计出固体充填开采地表沉陷随时间变化的动态变形值。此预计方法简单易行，成本低，具有广泛的实用性，可以为指导固体充填开采设计、减小采动损害提供了科学的依据。

主权项

一种固体充填开采地表沉陷动态预计方法，其特征在于，步骤如下：1)根据矿区地质条件确定预计参数预计参数：岩层时间影响系数c₁、充填体压缩变形时间影响系数c₂、平均采深H₀、平均采厚m、等价采厚m_e、充填体最终压缩变形量h_c、煤层倾角α、最终充实率η、预计工作面的走向长L、倾向长l、开采速度v、概率积分法预计参数，所述概率积分法预计参数包括下沉系数q、水平移动系数b、主要影响半径r、开采影响传播角θ₀、拐点偏移距s；2)根据固体充填采煤岩层移动特征和地表变形特征，建立一种地表沉陷动态预计模型a、固体充填工作面未开采结束b、固体充填工作面已开采结束将公式①的积分区间[0，t]更改为[0，L/v]，得到公式②x为地表预计点相对于工作面的坐标，t为工作面推进了x距离的时间，m_e为等价采厚，顶板最终下沉量，m_e＝m(1‑η)，C_ym为采动程度系数，如果开采工作面倾向长度等于或者超过充分采动长度，C_ym＝1，如果开采工作面倾向长度达不到充分采动程度，则erf()为高斯误差函数；r为主要影响半径，r＝H₀/tanβ，tanβ为主要影响正切；3)将预计参数代入预计模型，计算不同时刻t的固体充填开采地面下沉值。