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河南理工大学 开采沉陷学 第十一讲 主讲:蔡来良 Tel : Email : cailailiang126 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院 河南理工大学 课前小酌 ch.9yjobtm/ 河南省电力勘测设计院 水利部黄河水利委员会勘测规划设计研究院 郑州市规划勘测设计研究院 河南省交通规划勘察设计院 各省煤田地质局测量队 河南理工大学 本讲主要内容 典型曲线法 剖面函数法 河南理工大学 典型曲线法 概念: 典型曲线法 就是根据大量的 实测 曲线综合分 析后,用 无因次的典型曲线 表示移动盆地主断面 上的移动和变形分布规律。它适用于矩形或近似 矩形的采区的地表移动和变形预计。 河南理工大学 典型曲线法 与概率积分法区别: 概率积分法有理论模型,典型曲线法没有。 概率积分法通过实测资料获取预计 参数 ,典型曲线 法通过实测资料获取 无因次 曲线。 典型曲线法使用于特定矿区,不能随便套用,概率 积分法使用范围较广。 河南理工大学 典型曲线法 典型曲线的 建立方法 ①实地 观测 ,每组内的 观测站 的地质采矿条件大体相同。 ②将每一条观测线的实测移动和变形曲线 无因次化 。其方法是:选择共 同的下沉曲线特征点(如最大下沉点)作为 坐标原点 ,将沿地表的 x 值 (沿走向主断面)或 y 值(沿倾向主断面)除以平均开采深度 H 。或相 应的半盆地长(如下山方向为 L 1 、上山方向为 L 2 、走向方向为 L 3 )作 为无因次横轴, 将移动或变形值除以相应的最大值 作为无因次的纵轴 ,将实测的移动和变形曲线化为无因次曲线。 ③比较同组内的各移动或变形曲线(如下沉曲线),求出它们的平均曲 线,即为该组移动或变形分布的典型曲线。 河南理工大学 典型曲线 对典型曲线法的 评价 ①由于典型曲线是针对某个矿区建立的,其它矿 区不能随便套用; ②建立典型曲线需要大量的观测站实测资料; ③典型曲线的分布函数常常用曲线或表格给出, 不便于数学处理; ④典型曲线法只适用于矩形或近似矩形工作面的 地表移动和预计。 河南理工大学 典型曲线 峰峰矿区的典型曲线 峰峰矿区根据多年的地表移动观测成果的综 合分析,建立了以预计主断面地表 下沉 的典型曲 线。峰峰型典型曲线的特点是坐标原点选在最大 下沉点,只建立下沉典型曲线,倾斜、曲率、水 平移动和水平变形典型曲线通过它们之间或它们 与下沉之间的数学关系有下沉典型曲线导出。 河南理工大学 典型曲线 1 、最大值计算 该法只用到一个最大值,即最大下沉值,其计算公式为: Wm = mqcos α√ (n1n3) 式中, j 为系数,一般取值为 2-3 ; n1 、 n3 分别为沿倾向和沿走向的采动程度系数; n1 = K1D1/H 。 n3 = K3D3/H 。 K1 、 K3 为系数,一般取 0.8 。 n1 、 n3 的计算值大于 1 时,取为 1 。 j 河南理工大学 典型曲线法 预计参数 峰峰矿区的典型曲线在预计时用到的参数及其经验值如下: ① 下沉系数 q : 初次采动时取 0.78 ,厚煤层分层重复采动时取 0.88 ,近 距煤层重复采动时取 0.94 。 ② 水平移动系数 B : B 表示水平移动分布 U(x) 与倾斜分布 i(x) 的比值, 单位为米,其经验值为 12-14 。 ③ 角值参数 : 边界角 δ 。= 58 °, β 。= 58 °- 0.32 α , γ 。= 58 ° 最大下沉角 θ = 90 °- 0.6 α 充分采动角 ψ 1 = 64 ° -0.55 α , ψ 2 = 55 ° +0.4 α , ψ 3 = 58 ° 松散层移动角 φ = 56 ° 河南理工大学 典型曲线法 预计方法 半盆地长为主断面上最大下沉点至下沉盆地边界的 平距,下山、上山和走向半盆地长分别为 L1 、 L2 和 L3
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