地表移动和变形预计.pptVIP

开采损害与保护 第二章 地表移动和变形预计 第二章 地表移动和变形预计 2．预计参数 预计参数（Predicting Parameters）是指在预计函数（解析公式或图形等）中用到的一系列数据，这些数据是根据所预计的那些工作面的地质采矿条件确定的，对一个特定的矿区和开采而言，预计参数是固定的；对于不同的矿区和开采，预计参数是不同的。 （二）地表移动和变形预计的意义和作用 1．在理论研究上，利用预计结果定量地研究受开采影响地表在时间上和空间上的分布规律。 为了提高预计的准确性，必须对预计方法所采用的理论模型及其参数与地质采矿条件之间的定性、定量关系进行深入的研究，这些研究又进一步加深了对地表移动和变形基本规律的认识。 2．在生产实践上，利用预计结果可以指导建筑 物下、铁路下和水体下（简称为“三下”）的开采实践: 建筑物下开采(Mining under buildings) 铁路下开采(Mining under railways) 水体下开采(Mining under water bodies) 三、预计方法的分类 1．经验方法(Empirical method) 经验方法是在特定的地质采矿条件下，通过大量的开采沉陷实测资料的数据处理，确定各种移动和变形的预计函数形式（解析公式、曲线或表格）和预计参数的经验公式。 经验方法主要有: 典型曲线法(Typical curve method) 剖面函数法(Profile function method) 布尔分布法(Weber distribution method) 3．影响函数法(Influence function method) 影响函数法是介于经验方法和理论模型方法之间的一种预计方法。 其实质是根据理论研究或其他方法确定微小单元开采对岩层或地表的影响（以影响函数表示），把整个开采对岩层和地表的影响看作采区内所有微小单元开采影响的总和（叠加），并据此计算整个开采引起的岩层和地表的移动和变形。 目前，此法所用的参数常根据实测资料求定。 影响函数法主要有: 概率积分法（Probability integral method) 一、概率积分法的定义 概率积分法就是根据随机介质理论(Stochastic medium theory)，把开采引起的地表移动看作随机事件，用概率积分(或其导数)来表示微小单元开采引起地表移动和变形的预计公式,从而用叠加原理计算出整个开采引起的地表移动和变形。 概率积分法由我国学者刘宝琛、廖国华等提出的，目前已成为我国较成熟的、应用最为广泛的预计方法之一。 二、基本原理 （一）随机介质移动规律开采引起地表移动是非连续的，介质单元之间的关系发生变化，单元相互分离并作相对运动。 因此可以用非连续介质模型研究开采沉陷问题，认为开采引起的地表移动的规律与随机颗粒体介质模型所描述的规律在宏观上相似。 应用典型曲线法进行预计的步骤如下： 对实测资料进行数据处理，建立用地质采矿数据求取预计参数和地表移动变形最大值的经验公式； 根据各观测站的实测资料建立适用于各种地质采矿条件的反映移动或变形分布情况的典型曲线， 根据要预计的开采的地质采矿条件数据，应用上述经验公式求取预计参数及各种移动变形的最大值； 根据要预计的开采的地质采矿条件选取适当的预计典型曲线； 根据要预计的主断面上的地面点的无因次横坐标和选定的典型曲线，求定预计点的无因次移动变形值，乘以相应的最大值，就得到预计点的实际移动相变形值。 典型曲线法是根据某矿区大量的实测资料建立本矿区的无因次典型曲线和确定其所用到的预计参数，然后用所建立的无因次典型曲线表示地表移动盆地主断面上的移动和变形分布形式。 它适用于矩形或近似矩形工作面的地表移动和变形预计。 第三节 典型曲线法 建立典型曲线的步骤如下： 根据地质采矿条件(如所采煤层、充分采动程度、采深或采厚等)，将各观测站分为若干组。每组内的观测站的地质采矿条件应大体相同； 将观测站实测的移动和变形曲线无因次化。无因次化的方法：选择共同的下沉曲线特征点，如盆地的边界点或最大下沉点，作为坐标原点，将x轴的坐标值（沿走向主断面）或y轴（严倾向主断面）除以平均开采深度H0或相应的半移动盆地长作为无因次坐标轴，将移动和变形值除以相应的最大值作为无因次的纵轴，将实测的移动变形曲线化为无因次曲线。 比较同组内同名的移动和变形无因次曲线，求出它们的平均曲线，这就是此种移动或变形分布的典型曲线。 典型曲线可以用无因次曲线表示，也可以用诺莫图或分布系数表表示。 半移动盆地长是最大下沉点至下沉盆地边界的平距。充分采动时，半盆地长有边界角，充分采动角和松散层移动角确定；非