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营盘壕煤矿深部多煤层开采地表移动变形规律及最优错距研究
1
作者 张国建 付连龙 +5 位作者 郭广礼 卫伟 高鑫 李怀展 郭庆彪 杨向升 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第5期35-50,共16页
鄂尔多斯东胜煤田为侏罗系含煤地层,诸多深部矿区2-2煤层和3-1煤层全区可采,并且煤层间距较小。以营盘壕煤矿为地质原型,通过FLAC3D和UDEC数值模拟软件构建研究区域数值模型,围绕2-2煤层和3-1煤层开采引起的地表移动变形及应力场演化规... 鄂尔多斯东胜煤田为侏罗系含煤地层,诸多深部矿区2-2煤层和3-1煤层全区可采,并且煤层间距较小。以营盘壕煤矿为地质原型,通过FLAC3D和UDEC数值模拟软件构建研究区域数值模型,围绕2-2煤层和3-1煤层开采引起的地表移动变形及应力场演化规律进行研究。结果表明:多煤层重复采动将引起沉陷盆地中心投影向下煤层采空区方向移动,进而逼近煤层初采中心投影,并最终越过之;两煤层连续开采后,地表最大下沉值小于两煤层单独开采最大下沉值之和,煤层复采下沉系数小于初采下沉系数;煤柱错距与地表移动参数关联密切,错距系数与地表下沉系数、水平移动系数和主要影响角正切分别呈对数正态函数、凹抛物线和凸抛物线函数关系,并且与宽深比作为共同因子对煤层初采及复采表征参数的比值产生耦合影响;另外,同时随着错距的增大,地表沉陷盆地范围先减小后增大的趋势发展,水平移动近盆地等值线由椭圆形向梭子形演化;综合卸压错距经验公式、地表损伤程度及煤柱卸压效果确定的研究区域多煤层开采最优错距为30 m。 展开更多
关键词 开采沉陷 地表变形 巨厚弱胶结覆岩 深部开采 错距开采 地表移动 煤柱卸压
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基于改进模糊层次分析法的高压输电线路场地稳定性评价 被引量：4
2
作者 杨向升 郭广礼 +3 位作者 郭松 郭宝德 刘赞 王跃宗 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第1期231-236,共6页
为保障高压输电线路穿越煤矿采空区场地时的建设安全,迫切需要开展沿线塔基建设场地的稳定性分析与评价。以山东滕州光伏发电项目110 kV高压输电线穿越王晁、锦丘、滨湖煤矿采空区场地为例,在分析钢塔结构应力和采空区地质采矿条件的基... 为保障高压输电线路穿越煤矿采空区场地时的建设安全,迫切需要开展沿线塔基建设场地的稳定性分析与评价。以山东滕州光伏发电项目110 kV高压输电线穿越王晁、锦丘、滨湖煤矿采空区场地为例,在分析钢塔结构应力和采空区地质采矿条件的基础上,选取了影响煤矿采空区场地稳定性的9个评价指标构建层次分析模型,以半梯形隶属度分布函数耦合权重排序向量改进模糊层次分析法,并将评价结果与高压输电线路架空区域实际调查的场地稳定性结果进行了对比分析。结果表明:所提出的改进模型评价结果与实际采空区稳定性一致,证明了改进模糊层次分析法应用于延伸型高压输电线路场地稳定性评价的可行性,对于类似工程地质条件下场地稳定性评价也有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 改进模糊层次分析 半梯形分布函数 煤矿采空区 高压输电线路 稳定性评价
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基于SBAS-InSAR技术的条带开采地表沉陷监测分析
3
作者 杨向升 李藤藤 +2 位作者 张跃 张国建 刘辉 《煤矿现代化》 2024年第3期9-12,17,共5页
为了能够精准监测条带开采地表沉陷情况,验证SBAS-InSAR技术在条带开采地表沉陷监测中的可行性与精度,利用SBAS-InSAR技术对2019年6月-2022年2月的33景Sentinel-1A升轨SAR影像进行干涉时序处理,得到了监测期条带开采地表沉陷特征。并结... 为了能够精准监测条带开采地表沉陷情况,验证SBAS-InSAR技术在条带开采地表沉陷监测中的可行性与精度,利用SBAS-InSAR技术对2019年6月-2022年2月的33景Sentinel-1A升轨SAR影像进行干涉时序处理,得到了监测期条带开采地表沉陷特征。并结合监测期的地表水准测量数据对SBAS-InSAR监测结果进行了验证分析。结果表明,SBAS-InSAR技术能够有效监测到条带开采地表沉陷特征及沉陷量,监测精度满足规范要求,为矿区“三下”压煤开采提供了技术支撑。 展开更多
关键词 SBAS-InSAR 条带开采 地表沉陷监测
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单双目近景摄影测量联合监测弱胶结覆岩叠合式相似材料模型研究
4
作者 张国建 臧耿晨 +4 位作者 郭广礼 李怀展 杨向升 王荟钦 于承新 《中国矿业》 北大核心 2024年第3期113-123,共11页
相似材料模型是研究矿山开采岩层运动的重要手段,随着采深的增大,多采区采动联合影响的区域变形响应问题逐渐成为关注的焦点。为了克服常规相似材料模型研究深部开采问题的结果失真,以及常规监测技术在观测相似材料模型整体动态变形及... 相似材料模型是研究矿山开采岩层运动的重要手段,随着采深的增大,多采区采动联合影响的区域变形响应问题逐渐成为关注的焦点。为了克服常规相似材料模型研究深部开采问题的结果失真,以及常规监测技术在观测相似材料模型整体动态变形及任意点动态变形的不足,本文提出叠合式相似材料模拟的新思路,并采用单双目近景摄影测量联合监测新技术研究弱胶结覆岩运动规律。实验结果表明,叠合式相似材料模拟充分考虑了相似原理及覆岩中的关键层结构,研究结果更加可靠,基于等距虚拟面的数字摄影技术监测精度达到0.12 mm,能够满足大几何相似比物理模型的监测精度。通过研究深部矿区覆岩破坏规律发现,宽深比为0.85是白垩系砂岩的临界破坏点,采空区面长大于临界尺寸时将导致显著的冲击地压甚至矿震。单双目近景摄影测量联合监测新方法为研究深部开采区域性岩层移动响应过程提供了技术支持。 展开更多
关键词 弱胶结覆岩 叠合式相似材料模型 近景摄影测量 岩层移动 动态监测
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采煤沉陷区光伏电站地基沉降及稳定性研究 被引量：1
5
作者 彭雷祥 杨向升 华祥 《煤炭工程》 北大核心 2023年第11期1-6,共6页
地基稳定性直接决定了采煤沉陷区光伏电站项目的可行性和运行长久性,以采煤沉陷区光伏电站建设项目为背景,按照地表变形敏感程度将建(构)筑物分为三类,归纳了地基沉降变形的主要来源,确定了采煤沉陷区建设光伏电站工程荷载影响深度,融... 地基稳定性直接决定了采煤沉陷区光伏电站项目的可行性和运行长久性,以采煤沉陷区光伏电站建设项目为背景,按照地表变形敏感程度将建(构)筑物分为三类,归纳了地基沉降变形的主要来源,确定了采煤沉陷区建设光伏电站工程荷载影响深度,融合土力学分析法与概率积分法计算了光伏电站累计沉降变形,并分别采用现行规范和非线性模糊综合评价法开展了地基稳定性分析,最后指出了两种地基稳定性分析方法对光伏电站在采煤沉陷区建设的适用条件。结果表明:荷载影响深度判别标准的选取应依据设施结构抗变形能力与采空区赋存条件综合选取,高耸构筑物及复杂采空区地基宜用高判别标准;土力学分析法和概率积分法计算的光伏电站建设沉降量分别为164.2 mm、1291.8 mm,该工程地基沉降主要为采空区地表残余变形;现行规范与非线性模糊综合评价法均适用于面状对象,但对于高压输电线塔等点状对象,后者更加适用;非线性模糊综合评价结果与现场实际更为一致,证明该方法可有效评价采煤沉陷区光伏电站地基稳定性。 展开更多
关键词 采煤沉陷区 光伏电站 荷载影响深度 概率积分法 稳定性评价 非线性模糊评价
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基于Hill函数的动态沉陷预测模型研究
6
作者 蒋乾 杨向升 +3 位作者 郭广礼 华祥 张晓曼 陈延康 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期260-267,共8页
针对塌陷地动态治理亟需解决地面动态沉陷精准预测这一问题,采用理论分析和实测研究相结合的方法,从分析地面点动态沉陷过程为入手,明确了地面点动态沉陷过程中下沉量、下沉速度和下沉加速的变化规律,在此基础上,建立了符合地面点动态... 针对塌陷地动态治理亟需解决地面动态沉陷精准预测这一问题,采用理论分析和实测研究相结合的方法,从分析地面点动态沉陷过程为入手,明确了地面点动态沉陷过程中下沉量、下沉速度和下沉加速的变化规律,在此基础上,建立了符合地面点动态沉陷演化过程的基于Hill函数的动态沉陷预测模型,并采用济三煤矿5316工作面、东滩煤矿3307工作面和义能煤矿CG1301工作面的地表沉陷实测资料对模型进行了验证,验证表明各案例的相对中误差均可控制在3%以内,说明此模型能够很好的实现地面点的动态沉陷预测。 展开更多
关键词 开采沉陷 动态预测 塌陷地 时间函数 动态治理
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基于主成分层次聚类模型的采空塌陷场地稳定性评价 被引量：3
7
作者 郭松 郭广礼 +1 位作者 李怀展 杨向升 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2020年第6期116-121,共6页
对采空塌陷场地进行稳定性评价是保证后续工程建设安全的重要前提。针对某磷矿急倾斜矿层采空塌陷场地稳定性评价影响因素多、地质采矿条件复杂的问题,提出了基于主成分层次聚类模型的稳定性判别方法。在确定采空塌陷场地稳定性评价范... 对采空塌陷场地进行稳定性评价是保证后续工程建设安全的重要前提。针对某磷矿急倾斜矿层采空塌陷场地稳定性评价影响因素多、地质采矿条件复杂的问题,提出了基于主成分层次聚类模型的稳定性判别方法。在确定采空塌陷场地稳定性评价范围的基础上,筛选了表征采空塌陷场地稳定性的8个主要指标作为学习样本进行训练,经主成分降维后,建立采空塌陷场地稳定性评价的AGNES(AGglomerative NESting)层次聚类模型并应用于该磷矿采空塌陷场地稳定性评价中。实验结果表明,采空塌陷场地稳定性影响因素的前4项主成分的累计贡献率为81.8%,较好地表征原始样本指标所包含的信息,采空塌陷场地稳定性总体能够与此区域城市规划不同用地性质的土地承载力相适应,并与其他手段评价结果相比较证明了主成分层次聚类模型应用于采空塌陷场地稳定性评价中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 采空塌陷 层次聚类 主成分分析 AGNES算法 稳定性评价
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坚硬顶板浅埋煤层开采地表移动特征 被引量：2
8
作者 王跃宗 郭广礼 +3 位作者 李怀展 郭凯凯 魏涛 杨向升 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2022年第9期1021-1026,共6页
针对坚硬顶板浅埋煤层开采地表出现非连续变形、易造成地面建筑物损坏的问题,以云冈矿为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法研究了坚硬顶板浅埋煤层开采地表移动特征。结果表明:坚硬顶板对上覆岩层起主要控制作用,覆岩随坚硬顶板发... 针对坚硬顶板浅埋煤层开采地表出现非连续变形、易造成地面建筑物损坏的问题,以云冈矿为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法研究了坚硬顶板浅埋煤层开采地表移动特征。结果表明:坚硬顶板对上覆岩层起主要控制作用,覆岩随坚硬顶板发生同步变形。根据覆岩破坏、地表下沉和岩层应力分布将开采过程分为3个阶段:第一阶段为坚硬顶板破断前,地表下沉平缓,仅在坚硬顶板内部发生破坏,煤体应力集中系数随开采推进不断增大;第二阶段为坚硬顶板破断时,地表下沉急剧增加,此阶段下沉量占总量的82%,覆岩整体发生破坏,煤体应力集中系数达到最大;第三阶段为坚硬顶板破断后,随着开采的继续推进,地表最大下沉值基本稳定,下沉盆地范围增大,煤体应力集中系数开始减小。研究成果可为地质条件相似矿区的安全开采提供参考。 展开更多
关键词 坚硬顶板 浅埋煤层 地表移动 数值模拟
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