1305年,罢工工作面长度是1823米,倾斜长度是223.6米,煤层的倾角是4-18°(平均13°)。煤层的厚度是1.8 - -4.9米(平均4.04米)。倾斜长壁综采放顶煤开采过程的方法被采用,屋顶是由所有屈服的方法管理。1303工作面在左边的1305工作面开采了。1307工作面在右边的1305工作面和尚未开采。在1303工作面,罢工的长度是2070米,倾斜长度是210米,煤层倾角是5°。煤层的厚度是2.99年的平均水平。1305年,工作面各岩层的厚度和一些每个岩层的力学参数如表所示 1。

1305工作面罢工观测线的长度4800米,有136个监视点(从起始方向依次Z1-Z136停止线方向)和倾斜观测线的长度2800米,拥有60个监视点(从左到右依次H1-H60),所以196监视点排列在1305工作面(图 1)。设置过程中调查,一方面,它是影响村庄在地上;另一方面,监控,方便,和一些调查分两个调查线偏离的主要部分。

有22个观察阶段采矿过程中没有1305工作面。第一阶段的数据是煤层开采前的参考数据,和22日阶段的数据结算数据后地面稳定性。观察每0.5 - 3个月进行一次。由于测点标记的损坏,丢失了一些数据,并且地面沉降曲线被打断了。

在罢工,以Z01为坐标原点,从Z01 Z136 1305工作面地面沉降曲线,如图 2。测线,三个计量点Z71, Z58,和Z43偏离罢工主轴,和和解的这三个点测量值减少由于边界效应,所以相应的位置曲线的隆起。此外,有一个平底中间的曲线,这意味着1305工作面取得充分挖掘。上次调查周期的曲线,因为测量点偏离主轴内基本上是平面曲线的一部分,沉降值的偏离罢工主轴可以取而代之的是平面的平均沉降值的部分。沉没后,最大沉降值是4.201米。平均煤层厚度4.04米,和工作面内的沉降系数是1.04(最大沉降值的比率平均煤层厚度)。根据( 41),与10毫米的沉降值是矿业边界点的影响。根据上次调查周期的曲线,挖掘影响范围确定为open-off背后从796减少到786年停止线的前面。根据( 41),当有松层松散的移动角层(通常是45°),第一行是来自自动的盆地的边界的基石。然后,第二行是来自采空区边界的交点。第二行与水平线之间的夹角对煤柱一侧的边界角(图 3)。疏松层的厚度在1305工作面约为724.7 m,基岩厚度是126.25米。因此,在open-off切端,边界计算基岩为60.3°角和停止线计算为63.8°。

在斜测线,从边倾斜上升,按顺序编号H1-H60观察点。之间有一个角测线和斜主轴,主轴垂直于罢工。考虑到等变形测点的沉降和水平运动主要由最近的采矿活动,在数据处理中,确定斜主轴的垂直线通过斜测线的交点和罢工主轴。在图所示的斜主轴 1。计量点的斜测线预计将斜主轴,和观测点的沉降值是用来表达的沉降值对应的主轴上的投影点。地面沉降曲线的斜主轴,1305工作面得到如图 4。

可以看出,靠近倾斜中心,地面沉降越大。的最大沉降倾斜中心工作的脸是4.163米,平均煤层的厚度是4.04米。这个位置的沉降系数为1.03,这基本上是符合罢工主轴的沉降系数(1.04)。由于短期监测距离在上升,小数量的计量点,监测范围不能达到开采边界的影响。监控距离倾斜一侧很长,有很多测量分。根据上次调查周期的曲线,监控范围超出了采矿影响边界与10毫米的沉降。在斜主轴,挖掘影响工作面以外的范围是822。

罢工主轴上的沉降数据和斜主轴的最后阶段用于三维拟合,获得和地面沉陷盆地,如图 5。它是确定沉降系数是1.04。在罢工,在open-off切端边界角和停止线60.3°,63.8°,分别。监控距离增加一侧是短暂的,不达到开采边界的影响,而浸边监测距离,和边界角为53.9°。

类似的材料测试被设计根据1305工作面地质条件。在1305工作面煤层埋深约850米,疏松层的厚度是724.7米,基岩的厚度是126.25 m,煤层的厚度是4.04米。这个测试是进行实验台与大小 3所示。0 米 × 0.4 米 × 3所示。0 米 。考虑到煤层的厚度和基石,指的是( 42, 43),在测试中,几何相似比设计为1/100(即。,在测试模型大小的比例在字段是1/100)。根据相似理论 42, 43),容重相似比率(即。,the ratio of bulk density in test model to bulk density in field) was 1/1.5, and the stress similarity ratio (i.e., the ratio of stress in test model to stress in field) was 1/150.

类似的经营模式主要是铺沙、云母粉、木屑、石膏、水泥、和其他材料。根据相似比,不同地层模型中由材料的比例调整。在本部分中,两个测试模型设计。一个模型包含ultrathick疏松层,另一个模型不包含松层。根据地层数据为模型在表 1岩石参数的两个模型都是相同的。因为一些地层薄,薄层与相邻地层合并的模型设计。铺设后的模型,应用一个外力上面的一个模型来模拟ultrathick松层的影响。根据表 1,ultrathick松层的厚度是724.7米,和疏松层的密度约为2210公斤/米³。基岩顶部的压力(重力密度乘以埋深)计算约为15.70 MPa。根据应力相似比例的1/150,顶部的压力模型的计算104.67 kPa,所应用的模型的液压油缸和工字钢。道路模型如图 6。

模型后, 10 厘米 × 10 厘米 网格线放在前面的模型用墨水。的 2 厘米 × 2 厘米 反映表插入在网格的交点,反射器的位移是准确地衡量一个工业测量系统。总共7观察线路和203反射表被设计在煤层的上部。在模型中,从下到上,这些线条被命名为- 15.5线(即。,15。5 cm above the coal seam, and other lines were named similar to this), B-35.5 line, C-55.5 line, D-75.5 line, E-95.5 line, F-115.5 line, and G-125.5 line.

模型铺设后,煤层是挖掘干燥后15天。为了减少边界效应的影响,40厘米保护煤柱剩下的open-off剪切和旁边的采矿停止线。模型的总长度是300厘米。煤柱移除后,矿业长度是220厘米。在煤层开采之前,所有反射板的位移观测,观测结果作为比较的基础的后续观测数据。

在实验中,每次10厘米被发掘。预留2个小时结束时每个开挖稳定上覆地层的运动,然后收集数据。下一个周期的开挖,上覆岩层运动的稳定性和数据收集将结束时,进行数据收集。为了与现场监测结果相比,位移数据用于后续分析转换根据几何相似比的比例(1/100)。

上覆岩层运动过程如图 7;直接顶没有倒塌当工作面推40.0米,这是由于尺寸效应,和上覆岩层运动不能反映真正的上覆岩层运动最初的发展阶段。当工作面进步60.0米,1.5米以上的直接顶板煤层坍塌;进步80.0米的时候,一个大分离发生在26.5米以上煤层的位置,和基本顶弯曲和下沉,但是没有发生崩溃。当工作面推进100.0 m,分层的位置向上延伸从26.5米到46.5米;基本顶梁断裂两侧的采空区,和有一个小岩石的裂隙层以上46.5米的位置,但没有明显的上方的岩层弯曲、下沉46.5米的位置。当工作面由120.0米,屈服区仍在46.5米以上煤层的位置,但悬臂在采空区岩石破碎,和一些裂缝出现位置之上。当工作面由140.0米,断裂带向上延伸到顶部的模型,和上覆地层弯曲下沉显然与裂缝的扩张。

结束时工作面开采,煤层上方不同位置的沉降规律得到如图 8。当工作面进步200.0米,由于上覆松散层的负载,岩石层模型的顶部向外倒塌,导致一些秋天的位移测量。可以看出,基础沉降逐渐随距离的增加而减小的煤层。在实验的最后,基岩顶部沉降是3.552 m,基岩裂缝扩张角open-off削减一侧是65.2°,和基岩裂缝扩张角在停止线是61.4°。

上覆岩层的运动过程如图 9当没有ultrathick松层。结束时,裂缝扩展角的一边open-off降低70.3°和停止线的一边是63.8°。年底在工作面开采,测量在不同位置的沉降规律获得煤层上方,如图 9 (c)。160.0工作面推进时,岩石运动延伸到顶部的模型。在实验的最后,最大沉降模型的顶部是3.100米,和相应的地面沉降系数是0.767。然而,在模型与ultrathick松层,顶部的最大沉降模型的3.552米;可以看出,上覆厚724.7米的沉降松层顶部的基石是0.452米。

由于水位的降低,土壤的重量压力增加,导致土壤的有效应力的增加。这进一步导致解决土壤( 48]。水位以上,有效应力增量 (3) Δ σ 1 ′ = H − y γ − γ ′ ,

在哪里 y 是 y 协调价值计算任意点的区域, γ 是土壤的重量降低水位后,然后呢 γ ′ 是土壤的重量浮动前水位降低。土壤的有效应力增量在水位线下 (4) Δ σ 2 ′ = H − y 0 γ − γ ′ ,

在哪里 y 0 是水位的高度变化。

因此,解决水位下降引起的土层如下: (5) 年代 d = ∑ 我 = 1 n Δ σ 1 ′ H 我 2 E 年代 我 + ∑ j = 1 米 Δ σ 2 ′ H j E 年代 j ,

在哪里 H 我 的高度吗 我 th层土壤, E 年代 我 的抗压模量 我 th层土壤, n 层的数量高于水位降低, H j 的高度吗 j th层土壤, E 年代 j 的抗压模量 j th层土壤, 米 下面的层数的水位降低。

由于渗流底部的土壤、水头差的存在会导致土壤中渗漏,从而改变土壤的有效应力,导致结算( 49]。假设只有垂直一维渗流在渗流区域被认为是 N 层土壤的网站,和不同的渗流等于水位的高度。各土层的渗透系数表示为 k 1 , k 2 , k 3 , ⋯ , k N ,分别。各土层的厚度用 h 1 , h 2 , ⋯ , h N ,分别。各土层的重量称为 γ 1 , γ 2 , ⋯ , γ N ,分别。让原来的水位高度 H 和降低价值 h ,那么降低水位差异可以作为计算 Δ H Δ H = H − h 。由于岩层的运动,附带解决发生在底部的土层,及其解决 Δ h x 。因此,对于渗流区,总水位下降 Δ H − Δ h x ,渗流的总压头差 h + Δ h x 。我们的总负责人 我 th层是 l 我 y 。然后,它可以根据渗流控制方程 (6) ∂ 2 l 我 ∂ y 我 2 = 0 。

头部分布方程 我 th层可以表示为 (7) l 我 y = 一个 我 y + b 我 ,

在哪里 一个 我 和 b 我 是待定系数。

第一层土的边界条件 (8) y = − Δ h , l 1 y 0 = 0 , y = h 1 − Δ h , l 1 y 1 = l 1 。

同样,边界条件 我 th层土壤 (9) y = y 我 − 1 , l 我 y 我 − 1 = l 我 − 1 , y = y 我 , l 我 y 我 = l 我 。

其连续条件 (10) y = y 我 , l 我 + 1 y 我 = l 我 y 我 , (11) y = y 我 , k 我 + 1 ∂ l 我 + 1 y ∂ y = k 我 ∂ l 我 y ∂ y 。

考虑到头部的表层土壤的条件 (12) y = y l , l l y l = h + Δ h x ,

在哪里 l 由渗流影响的层数。

我们可以在任何位置获取头部 (13) l 我 y = h + Δ h x y − y − 我 Δ h k 我 + ∑ j = 1 我 h j / k j / ∑ j = 1 l h j / k j y 我 − 1 ≤ y ≤ y 我 。

的沉没 我 th层由于渗水 (14) 年代 我 = l 我 − l 我 − 1 h 我 γ w h 我 2 2 E 年代 = γ w h 我 l 我 − l 我 − 1 2 E 年代 ,

在哪里 γ w 严重的水和吗 E 年代 土的压缩模量。

鉴于self-heavy压力的增加引起的水位下降和土壤渗流,解决土壤 (15) 年代 = ∑ 我 = 1 n Δ σ 1 ′ H 我 2 E 年代 我 + ∑ j = 1 米 Δ σ 2 ′ H j E 年代 j + ∑ k = 1 l γ w h k l k − l k − 1 2 E 年代 。

观察孔附近的1305工作面被选中时,从一开始就和观测数据挖掘的1305工作面稳定的地面沉降是提取。水位埋深132.76米的采矿和138.77年底的表面变形监测。的累积变化水位6.01米1305工作面在开采过程中。根据现场条件,的价值 E 年代 是60 MPa;结合公式( 15),排水解决ultrathick松层1305工作面在开采过程中计算是0.58米。