煤矿开采上覆岩层移动机理

1、lkqqqdqzrkRFmiCzrwikkix1cos)(1)(11maxlkqqqdqzrRFmiCzrwikkkiy1sin)(1)(11maxlkQPbmiCzrwkkiix1)(1)(maxlkQPbmiCzrwkkiiy1)(1)(maxmwmaxrHzHzrn)( lkqqrRmiikkkdqeCwtyxw11max1221 2),(ictieC1煤厚 煤层厚度也是影响预计误差的主要原因之一。传统的预计理论多采用按等厚度或分区域等厚度来处理，这样会带来理论上的预计误差，应按照煤层真实的厚度来计算，这样才能减小预计误差。在特殊情况下煤层厚度变化很大，采用常规的曲面拟合技术很难拟合出真

2、实的煤厚。在我的研究中采用分形插值拟合或三次样条插值法预计煤层的真实厚度。)1 (332321312222212111212111bxaxaxabxaxaxabxaxaxannnnnn2221122222212121121211121)()()(),(mnmnmmnnnnnbxaxaxabxaxaxabxaxaxaxxxf（2）), 2 , 1(0nkxfk（3）)(2)(2)(211221212111111mnmnmmknnknnkkbxaxaabxaxaabxaxaaxf（4）000112212111111212222112111mnmnmnnnnmnnnmmbxaxabxaxabxaxa

3、aaaaaaaaa（5）令TnnmijxxxaA),()(21Tmbbbb),(21则矛盾方程组(1)可写为 bAx 方程(2)可写为 221),(bAxxxxfn正规方程组5可写为 0)(bAxATbAAxATT设按照最小二乘法拟合求得的曲面方程为： 26254321),(xkykxykxkykkyxfz（6）若拟合精度达不到工程规定的要求，还可以拟合双三次多项式曲面，在本文中仅以二次曲面多项式为例论述，其原理相同。0)()(,()(,(000000000zzyyyxfxxyxfyx该点的法线方程为：)()(,()(,(000010001zzyyyxfxxyxfyx则，倾角21002002)

4、 1),(),(arccos(yxfyxfyx（7）（8）（9）曲面z=f(x,y)在点(x0,y0,z0)的切平面方程为：CyyxfxyxfCByAxzyx),(),(0000则该点的倾向为：)/arctan(BA（10）（11）但根据(11)式计算的在(-/2,/2)中取值，而倾向应在(0,2)中取值，根据A、B的取值确定倾向列成表1。 4568. 08 .284568. 09000（12）式中 煤层倾角； 0开采影响传播角；开采微单元1的形心坐标在X方向上的偏移距为dx，在Y方向的偏移距为dy。偏移后的位置就是开采微单元1对预计点G的实际影响距离。偏移后的开采微单元1的形心坐标为：sin

5、HtandyycosHtandxx000000yyxx（13）),(00yxfnlllnllllzzzzC1212)()(1式中 C拟合精度；Zl地理系统上采集的高程值，m；曲面方程计算的理论值，m； Z理论计算的均值，m；Zn采集的数据个数；（14）lkkkimiixQPbCzrw11max)()(lkkkimiiyQPbCzrw11max)()(1)(2kkqqkkdqzrRFPdqzrRFQkkqqkk1)(3222)(sessF22231ssesseFictieC1ztzyxwz),(hthzyxwthzyxwztzyxwzyxz2),(),(),(),(htzyhxutzyhxuht

6、zhyxutzhyxuzyxyyxxxy2),(),(2),(),(),(hthzyxuthzyxuhtzyhxwtzyhxwzyxxxxz2),(),(2),(),(),(hthzyxuthzyxuhtzhyxwtzhyxwzyxyyyz2),(),(2),(),(),(0)44()4()(22222223xyzxyzxyzxzyyzxzyxxyxzyzyxxzzyzyxDrucker-Prager准则，即D-P准则是在C-M准则和塑性力学中著名的Mises准则基础上的扩展和推广而得： KJIf21式中，f应力差； 3211I为应力第一不变量； )()()(612132322212J为应力第

7、二不变量； ，K为仅与岩石内摩擦角和粘结力c有关的实验常数； )sin3(3sin2)sin3(3cos6cK)(13211E)(13122E)(11233E由式以上四式可把I1，J2转化为如下表达式： )(3211GI)()()()1 (61213232221222GJ式中 G体积模量，GPa； 利用己求出的六个应变分量，计算出min、mid、max，进而求出I1、J2；试验求得岩石的内摩擦角、粘结力c、弹性模量E、泊松比，就可以求得岩石材料参数和K，从而求得岩体内计算点的应力差f值，若f值小于零，岩体内预计点不被破坏；若f值等于零，岩体内计算点处于临界状态；若f值大于零，岩体内预计点受采动

8、影响破坏。 H(m) min、mid、max曲线图曲线图煤仓(mm/m)minmidmax-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5-300-280-260-240-220-200-180-160-140-120-100-80-60-40-20020406080100120140煤仓煤仓D-P准则判断图准则判断图H(m)f（MPa）煤仓-10.0-5.00.05.010.015.020.025.030.0-300-280-260-240-220-200-180-160-140-120-100-80-60-40-20020406080100120

9、140停采停线庄张湾石门石7石5252.435.00采线2003.1.22（2003）13皮带下山(1999）112718-2停采线6.00巷风回1311307陈11209(1999)湾车石门265.3711202(1999)I-18FFI-20(2005)13A-补1813A-补13120613皮带运输平巷停采线联口11皮带运输上山13回风下山通风孔(2003)线采停13回风平巷东段13111底板抽放巷13091回风联巷14265H=0-10m384330003843310038433200384333003843330038433400384334003843350038433500384

10、33600384336003843370038433700384338003843380038129003812900381300038130003813100381310038132003813200总工程师日期审核图号制图比 例 尺编制1:1000-70-60-50-40-30+60+40+50-100方案一下盘煤柱工作面布置图郑煤集团 大平煤矿13111底板抽放巷巷石613111下付巷13111工作面-90-801地质钻场45 62地质钻场2011.2-100尹士献经理3843320038433100尹士献方案一下盘回采工作面停采停线庄张湾石门石7石5252.435.00采线2003.1

11、.22（2003）13皮带下山(1999）112718-2停采线6.00巷风回1311307陈11209(1999)湾车石门265.3711202(1999)I-18FFI-20(2005)13A-补1813A-补13120613皮带运输平巷停采线联口11皮带运输上山13回风下山通风孔(2003)线采停13回风平巷东段13111底板抽放巷13091回风联巷14265H=0-10m3843300038433100384332003843330038433300384334003843340038433500384335003843360038433600384337003843370038433

12、8003843380038129003812900381300038130003813100381310038132003813200总工程师日期审核图号制图比 例 尺编制1:1000-70-60-50-40-30+60+40+50-100方案二下盘煤柱工作面布置图郑煤集团 大平煤矿13111底板抽放巷巷石613111下付巷13111工作面-90-801地质钻场45 62地质钻场2011.2-100尹士献经理3843320038433100尹士献方案二下盘回采工作面z变形曲线图变形曲线图 y变形曲线图变形曲线图 5 . 2161 . 2100MMHm2 . 2197 . 4100MMHm5 . 1322 . 6100MMHm2 . 1630 . 7100MMHm5 . 2161 . 2100MMHm2 . 2197 . 4100MMHm5 . 1322 . 6100MMHm2 . 1630 . 7100MMHm厚煤层分层开采的垮落带高度计算公式厚煤层分层开采的垮落带高度计算公式 厚煤层分层开采的裂隙带高度计算公式厚煤层分层开采的裂隙带高度计算公式 9 . 80 . 22 . 1100MMHli1030MHli6