【技术实现步骤摘要】
一种两层采空区地面沉降的预测方法
本专利技术涉及采矿安全领域，尤其涉及一种基于地面沉降监测数据的两层采空区地面沉降的预测方法。
技术介绍
在过去的十年里，中国煤炭的年产量占全球年产量的40％以上。由于煤炭开采所产生的地面沉降不仅造成财产和生命的损失，而且还造成一系列地质环境问题。因此，对采空区地面沉降进行预测具有经济效益、社会效益、环境效益。现有的单层采空区地面沉降预测方法主要包括理论分析方法、物理模拟方法、数值模拟方法。为了提高煤炭开采量以及经济发展的需要，煤炭的多层开采是很有必要的。然而，由于多层开采的剖面、形状和大小与单层开采不一样，单层开采时地面沉降的预测方法不适用于多层开采。目前，一些学者对多层采空区地面沉降进行了研究，他们采用的方法主要是理论计算(主要是影响函数法)、物理模拟方法、数值模拟方法。影响函数法是一种理论方法，通用性较好，但是该方法受到地质条件、开采条件以及开采边界等的影响，其适应性受到限制。而物理模拟则费时费钱，其适应性也受到影响。相比而言，数值模拟方法在适应性和经济性都具有优势，然而目前有至少2条不利因素制约了数值模拟的应用。第一，数值模...
【技术保护点】
1.一种两层采空区地面沉降的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100，在上层煤层即将开采前，在待开采范围内划定一定面积的区域，在该区域内设置地面沉降观测站和观测线，对观测站的高程进行长期观测，得到相应观测点因上层煤层开采导致的地面沉降值；步骤200，对煤层上覆岩土体钻孔取样，通过室内实验确定上覆岩土体每一地层的物理和力学参数；步骤300，根据钻孔资料和地形数据建立整个煤矿的三维地质模型，并对三维地质模型划分网格；步骤400，选择煤层上覆岩土体的屈服准则，确定边界条件及初始应力；步骤500，对步骤200得到的力学参数进行折减，结合步骤200得到的物理参数，定为初始参数；...
【技术特征摘要】
1.一种两层采空区地面沉降的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100，在上层煤层即将开采前，在待开采范围内划定一定面积的区域，在该区域内设置地面沉降观测站和观测线，对观测站的高程进行长期观测，得到相应观测点因上层煤层开采导致的地面沉降值；步骤200，对煤层上覆岩土体钻孔取样，通过室内实验确定上覆岩土体每一地层的物理和力学参数；步骤300，根据钻孔资料和地形数据建立整个煤矿的三维地质模型，并对三维地质模型划分网格；步骤400，选择煤层上覆岩土体的屈服准则，确定边界条件及初始应力；步骤500，对步骤200得到的力学参数进行折减，结合步骤200得到的物理参数，定为初始参数；并且，所述步骤500相对于前述的步骤300，以及相对于前述的步骤400，无先后顺序限制；步骤600，由步骤500得到的初始参数，利用步骤400确定的屈服准则、边界条件、初始应力，利用数值模拟技术，基于步骤100观测得到的地面沉降值，通过反演试算的方法确定上覆岩土体最终的力学参数；步骤700，根据步骤600得到的力学参数，利用数值模拟计算整个煤矿开采上层煤导致的地面沉降值S1；步骤800，开采上层煤后，对两层煤之间地层赋物理力学参数，对已经屈服的单元的力学参数进行折减，利用数值模拟计算和预测整个煤矿开采下层煤导致的地面沉降值S2，则S2和步骤700得到的S1之和即为开采两层煤的地面沉降最终值S。2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤100中，地面沉降观测手段选择GPS、北斗导航、全站仪、水准仪中的一种或多种，根据采深采厚比初步确定的地面沉降强度进行选择。3.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤100中，地面沉降观测时间为从上层煤开采前直到开采结束并且地面沉降稳定；观测频率5-10天观测一次；地面沉降稳定的判断标准是单个变形观测点6个月的沉降...
【专利技术属性】
技术研发人员：张中俭，黄琨，张彬，许亮，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，内蒙古自治区有色地质勘查局，
类型：发明
国别省市：北京,11
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