一种厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法技术

本发明专利技术提供一种厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，包括：获取厚冲积层矿区的地表沉陷参数；获取与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区的地表沉陷参数，作为所述厚冲积层矿区土体下边界的参考参数；根据所述厚冲积层矿区的地表沉陷参数和所述土体下边界的参考参数计算得到所述厚冲积层矿区的土体内部沉陷特征参数，以对所述厚冲积层矿区的土体沉陷响应进行分析。本发明专利技术提供的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，用于获取厚冲积层矿区土体内部的沉陷响应，以对厚冲积层矿区地表沉陷的机理进行研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿山开采技术，尤其涉及一种厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法。
技术介绍
在我国的煤矿开采区中，矿区地质从地表往下依次为冲积层和基岩，其中，基岩包括上覆岩层、煤层和底板岩层。按照矿区的地质特征将矿区分为不同的种类，以冲积层的厚度特征为例，通常将冲积层厚度小于50m的矿区称为薄冲积层矿区，将冲积层厚度大于100m的矿区称为厚冲积层矿区，将冲积层厚度大于300米的矿区称为巨厚冲积层矿区。在对煤层进行开采的过程中以及开采结束后，少了煤层的支撑作用，煤层上方的冲积层、上覆岩层会发生沉陷现象，沉陷现象对地表的建筑设施的稳定性和安全性有一定的影响，因此，需要对矿区的沉陷特征参数进行获取，以对沉陷特征进行分析，进而采取适当的手段以避免沉陷现象对建筑设施造成严重的影响。目前所采用的沉陷特征参数的获取方法主要是针对薄冲积层矿区或无冲积层矿区来设定的，而对于厚冲积层矿区，由于其冲积层较厚，对薄冲积层矿区或无冲积层矿区所采用的参数获取方法并不能适用。目前，对厚冲积层矿区土体内部沉陷特征参数的获取方法主要采用室内实验和数值模拟等方式，这种方式仅能对矿区表面现象进行分析，例如获取到地表下沉系数以对地表沉陷的范围进行分析等，而不能对厚冲积层矿区中复杂的岩土体的变化特征进行监测。因此，获取厚冲积层矿区土体内部沉陷响应的特征参数，以对其地表沉陷响应进行分析成为本领域中亟待解决的一大难题。专利
技术实现思路
本专利技术提供一种厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，用于对厚冲积层矿区土体内部的沉陷特征参数进行获取，以对厚冲积层矿区的土体沉陷响应进行分析。本专利技术实施例提供一种厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，包括：获取厚冲积层矿区的地表沉陷参数；获取与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区的地表沉陷参数，作为所述厚冲积层矿区土体下边界的参考参数；根据所述厚冲积层矿区的地表沉陷参数和所述土体下边界的参考参数计算得到所述厚冲积层矿区的土体内部沉陷特征参数，以对所述厚冲积层矿区的土体沉陷响应进行分析。如上所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，获取与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区的地表沉陷参数，作为所述厚冲积层矿区土体下边界的参考参数，包括：确定与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区；获取所述薄冲积层矿区的地表沉陷参数，作为所述厚冲积层矿区土体下边界的参考参数。如上所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，确定与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区，包括：采集厚冲积层矿区基岩的钻孔柱状标本作为标准标本；采集待识别薄冲积层矿区基岩的钻孔柱状标本作为待识别标本；分别提取所述标准标本和待识别标本的岩性特征；根据所述标准标本和待识别标本的岩性特征确定与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区。如上所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，提取所述标准标本的岩性特征，包括：将所述标准标本分为n段岩层，沿着从基岩至冲积层的方向上，每段岩层之间的距离Si=i（i=1,2，…，n）；根据每一段岩层对应的岩性评价系数按照如下公式计算得到所述标准标本的岩性评价系数Pi，作为所述标准标本的岩性特征：Pi=Σi=1nMiQiΣi=1nMi,]]>其中，Mi表示n段岩层中第i段岩层的法线厚度，Qi表示n段岩层中第i段岩层对应的岩性评价系数。如上所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，提取所述待识别标本的岩性特征，包括：将所述待识别标本分为n段岩层，沿着从基岩至冲积层的方向上，每段岩层之间的距离Sj=j（j=1,2，…，n）；根据每一段岩层对应的岩性评价系数按照如下公式计算得到所述待识别标本的岩性评价系数Pj，作为所述待识别标本的岩性特征：Pj=Σj=1nMjQjΣj=1nMj,]]>其中，Mj表示n段岩层中第j段岩层的法线厚度，Qj表示n段岩层中第j段岩层对应的岩性评价系数。如上所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，根据所述标准标本和待识别标本的岩性特征确定与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区，包括：根据所述标准标本和待识别标本的岩性评价系数计算所述标准标本和待识别标本的相似度；将所述相似度与标准值进行比较，将所述相似度与标准值的差值最小的待识别标本对应的薄冲积层矿区作为与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区。如上所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，根据所述标准标本和待识别标本的岩性评价系数计算所述标准标本和待识别标本的相似度，包括：根据所述标准标本和待识别标本的岩性评价系数计算得到所述标准标本和待识别标本之间的隶属度；根据所述隶属度计算得到所述标准标本和待识别标本的相似度。如上所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，根据所述标准标本和待识别标本的岩性评价系数计算得到所述标准标本和待识别标本之间的隶属度,包括：根据所述标准标本和待识别标本的岩性评价系数按照如下公式计算得到所述标准标本和待识别标本之间第i段（i=1,2，…，n）岩层的隶属度uk：ui=1.0-|Pi-Pj|Pi.]]>如上所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，根据所述隶属度计算得到所述标准标本和待识别标本的相似度，包括：根据所述隶属度按照如下公式计算所述标准标本与m个待识别标本的相似度Ck（k=1,2，…，m）：Ck=Σuin.]]>本专利技术实施例提供的技术方案，通过选取一个与厚冲积层矿区的基岩最为相似的薄冲积层矿区，分别获取厚冲积层矿区和薄冲积层矿区的地表沉陷参数，并将薄冲积层矿区的地表沉陷参数作为厚冲积层矿区冲积层的土体下边界条件，将厚冲积层矿区的地表沉陷参数作为冲积层的土体上边界条件，根据冲积层土体上边界条件和下边界条件对厚冲积层矿区的土体沉陷响应特征及地表沉陷特殊性进行计算和分析，得到厚冲积层矿区地表沉陷响应特征参数，进而分析厚冲积层矿区的地表沉陷机理，以对厚冲积层矿区地表沉陷的特殊性进行全面的解释，解决了现有技术中的一大难题。附图说明图1为本专利技术实施例提供的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法的流程图；图2为矿区地层分布示意图；图3为上覆岩层中各岩层的分布示意图；图4为厚冲积层地表下沉的结构示意图。具体实施方式图1为本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，其特征在于，包括：获取厚冲积层矿区的地表沉陷参数；获取与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区的地表沉陷参数，作为所述厚冲积层矿区土体下边界的参考参数；根据所述厚冲积层矿区的地表沉陷参数和所述土体下边界的参考参数计算得到所述厚冲积层矿区的土体内部沉陷特征参数，以对所述厚冲积层矿区的土体沉陷响应进行分析。

【技术特征摘要】
1.一种厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，其特征在于，包括：
获取厚冲积层矿区的地表沉陷参数；
获取与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区的地表沉
陷参数，作为所述厚冲积层矿区土体下边界的参考参数；
根据所述厚冲积层矿区的地表沉陷参数和所述土体下边界的参考参数计
算得到所述厚冲积层矿区的土体内部沉陷特征参数，以对所述厚冲积层矿区
的土体沉陷响应进行分析。
2.根据权利要求1所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，其特
征在于，获取与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区的地
表沉陷参数，作为所述厚冲积层矿区土体下边界的参考参数，包括：
确定与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区；
获取所述薄冲积层矿区的地表沉陷参数，作为所述厚冲积层矿区土体下
边界的参考参数。
3.根据权利要求2所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，其特
征在于，确定与所述厚冲积层矿区的基岩具有相似特征的薄冲积层矿区，包
括：
采集厚冲积层矿区基岩的钻孔柱状标本作为标准标本；
采集待识别薄冲积层矿区基岩的钻孔柱状标本作为待识别标本；
分别提取所述标准标本和待识别标本的岩性特征；
根据所述标准标本和待识别标本的岩性特征确定与所述厚冲积层矿区的
基岩具有相似特征的薄冲积层矿区。
4.根据权利要求3所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，其特
征在于，提取所述标准标本的岩性特征，包括：
将所述标准标本分为n段岩层，沿着从基岩至冲积层的方向上，每段岩
层之间的距离Si=i（i=1,2，…，n）；
根据每一段岩层对应的岩性评价系数按照如下公式计算得到所述标准标
本的岩性评价系数Pi，作为所述标准标本的岩性特征：
Pi=Σi=1nMiQiΣi=1nMi,]]>其中，Mi表示n段岩层中第i段岩层的法线厚度，Qi表示n段岩层
中第i段岩层对应的岩性评价系数。
5.根据权利要求4所述的厚冲积层矿区土体沉陷响应的获取方法，其特
征在于，提取所述待识别标本的岩性特征，包括：
将所述待识别标...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐翀，吴侃，安士凯，周大伟，陈永春，李亮，陆春辉，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34