申请/专利权人：中国矿业大学;华北水利水电大学

申请日：2022-08-19

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN115344928B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.02.02#专利申请权的转移;2022.12.02#实质审查的生效;2022.11.15#公开

摘要：本发明公开了一种耕地下采煤区域变形控制的地表沉陷叠加计算方法，属于地表沉陷预测领域。将地表沉陷问题简化为采空区下沉的高度，之后根据采空区间隔留下的垮落区空间以及充填体空间计算填满垮落区后的地表沉陷高度，由于充填体在受力过程中会出现压缩，因此根据充填体的充实率判断充填体在受力后的压缩空间，从而计算出充填体压实空间产生的地表沉陷高度，将前后两个地面沉陷高度相加即可获得地下开采空间产生的地表沉陷的总高度。其计算步骤简单，更符合实际情况，有效提高了区域岩层控制下地表移动和变形计算结果的精度，对实现煤粮复合区煤炭绿色开采和耕地协同修复治理有很强的指导作用。

主权项：1.一种耕地下采煤区域变形控制的地表沉陷叠加计算方法，其特征在于：将地表沉陷问题简化为采空区下沉的高度，之后根据采空区间隔留下的垮落区空间以及充填体空间计算填满垮落区后的地表沉陷高度，由于充填体在受力过程中会出现压缩，因此根据充填体的充实率判断充填体在受力后的压缩空间，从而计算出充填体压实空间产生的地表沉陷高度，将前后两个地面沉陷高度相加即可获得地下开采空间产生的地表沉陷的总高度；其中实际采空区充填体越接近采空区中心区域压缩程度越高，越接近采空区两侧则压缩程度越低，因此在采用相同的充填材料和充填方法的情况下则认为所有采空区充填体的充实率相同，即压缩程度是相同的；具体步骤如下：针对煤粮复合区进行耕地下采煤区域，收集研究采煤区域地质资料、地层分布情况、钻孔柱状图地质采矿资料，确定待开采煤层的开采深度H、开采厚度m、煤层倾角α信息；确定该区域开采方法使用间隔垮落与回填交替设置的回填开采方式进行，然后根据采动程度和下沉系数的非线性关系，确定垮落工作面开采宽度为b，数量为n；充填开采工作面宽度为a，数量为n-1，填开采工作面的充实率为基于等效采高理论计算充填工作面的等效采高等效采高m1为顶板压缩回填后的开采工作面的高度，为压缩后回填开采工作面充填体的高度；将垮落工作面的原始开采范围为定义为开采范围R2，开采范围R2等于开采厚度m乘以开采宽度b，将充填开采工作面顶部被下沉的顶板压缩空间的剖面定义为开采范围R1，开采范围R1等于等效采高m1乘以充填开采工作面宽度a；将面向煤粮复合区耕地保护的地表变形区域控制的剖面开采范围R看作是n-1个长度为a、高度为m1的开采范围R1加上n个长度为b、高度为m的开采范围R2；利用概率积分模型计算出开采范围R1引起的地表下沉W1、地表水平移动U1、地表倾斜I1、地表水平变形ε1和地表曲率K1，并且计算出开采范围R2引起的地表下沉W2、地表水平移动U2、地表倾斜I2、地表水平变形ε2和地表曲率K2；最后计算出地表变形区域控制的地表下沉W＝W1+W2、地表水平移动U＝U1+U2、地表倾斜I＝I1+I2、地表水平变形ε＝ε1+ε2和地表曲率K＝K1+K2，即可预测出耕地下采煤区域变形控制的地表沉陷。

全文数据：

权利要求：

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