开采沉陷预计参数的确定方法

概率积分法开采沉陷沉陷是指土地表面在地下资源开采或其他人为活动的影响下发生的下沉或下降现象。

在沉陷区域开展资源开采活动，需要对沉陷进行科学评估和监测，以减少对环境和人类活动的影响。

概率积分法是一种常用的沉陷预测方法，它通过对沉陷概率分布进行积分，得到沉陷量的概率密度函数，从而对沉陷进行精确预测。

概率积分法的基本原理是将各种可能的沉陷情况视为随机变量，并利用概率统计的方法进行分析。

首先，需要确定沉陷的概率分布函数，即确定沉陷量的可能取值及其概率。

然后，通过对概率分布函数进行积分，得到沉陷量的概率密度函数。

最后，可以根据概率密度函数来评估不同沉陷量的可能性及其对工程和环境的影响。

概率积分法在沉陷预测中的应用可以帮助决策者更好地评估和控制沉陷风险。

例如，在选择地点进行资源开采前，可以通过概率积分法预测不同沉陷量的概率，从而选择较低沉陷概率的地点。

在资源开采过程中，可以根据概率密度函数对可能的沉陷量进行预测，制定相应的工程措施和管理策略，以减少沉陷对工程的影响。

此外，概率积分法还可以用于评估不同开采方案的沉陷风险，从而指导决策者选择最优方案。

概率积分法在沉陷预测中的应用也存在一些挑战和限制。

首先，概率积分法需要大量的数据支持，包括地质勘探、地下水位监测和沉陷监测等数据。

缺乏数据或数据质量不高会影响预测的准确性。

其次，概率积分法对沉陷机理的理解要求较高，需要对沉陷的成因和影响因素有较为深入的研究。

最后，概率积分法在处理复杂情况时的计算量较大，需要借助计算机模拟等方法进行计算。

为了提高概率积分法的预测准确性和应用效果，可以采取以下措施。

首先，加强对沉陷机理的研究，深入了解沉陷的成因和影响因素，提高对概率分布函数的确定性。

其次，加强监测和数据采集工作，提高数据的质量和可靠性。

同时，发展先进的数据处理和计算方法，提高计算效率和精度。

此外，加强沉陷风险评估和管理的规范化，建立科学合理的决策和管理机制。

概率积分法是一种有效的沉陷预测方法，可以用于评估和控制沉陷风险。

煤矿开采沉陷预计理论与方法研究评述摘要：开采沉陷预计是矿山开采沉陷学科的核心内容之一,它对开采沉陷的理论研究和生产实践都有重要意义。

本文详细分析了煤矿开采沉陷预计理论与方法。

关键词：开采沉陷；预计方法；影响因素；预计误差开采沉陷预计理论和方法是认识采动地表移动变形规律、明确沉陷移动机理、开展采动损害评价和责任认定及采动损害控制技术研究的基础，也是开采优化设计的先决条件之一。

一、开采沉陷的预计方法1、剖面函数法。

根据不同开采条件下地表下沉盆地剖面形状,确定不同的剖面函数来描述下沉盆地,作为预计地表移动和变形的公式,这种预计地表移动和变形的方法统称为剖面函数法。

它的优点是使用方便且直观；利用数学公式便于进行数学分析和使用计算机解算；利用较少的实测资料就可以确定预报公式的参数值。

但剖面函数不一定符合实际下沉盆地的形状,特别是预报特征点变形值时可能出现较大的偏差。

该方法仅适合于相同地质采矿条件下的矩形工作面上方的地表移动变形预计。

因此,这种方法没有被广泛使用。

2、影响函数法。

目前，此法所用的参数常根据实测资料求定，可适用于任意形状的工作面，任意开采程度、地表任意点及岩层的移动和变形预计，相比剖面函数法应用范围较广，但没有剖面函数法精度高。

目前已成为我国较成熟的、应用最为广泛的预计方法之一。

3、典型曲线法。

通过建立在研究区域的观测站观测地表移动情况，把观测值绘制成无因次曲线，来表示移动盆地主断面上的变形曲线方法，称为典型曲线法。

该方法虽然预计精度比较高，但需要大量的实测数据，由于很多区域数据不足，造成这种方法局限性比较大，并未被广泛使用。

二、预计方法理论知识1、数值模拟沉陷预计理论。

以实测数据为手段的典型曲线法为基础理论，对矿区层进行科学的比例缩小，利用同等质材建立模型，并进行开采模拟，对开采进行全程观测，对地表异动情况进行数据收集、分析，与原地表结构进行比对，推算出岩层的变形函数。

该种方法优点是成本低、准确率高、周期较短、直观地表；缺点是对模型的相似程度不能给予绝对保证，因此该方法还存在受限发展的状态。

矿山岩层与地表沉陷的预测方法矿山开采是人类活动中对地球表层最大的改变之一，其对地表沉降和地质灾害的影响也是不可忽视的。

因此，预测矿山岩层与地表沉陷是矿山开采中的重要问题之一。

本文将介绍矿山岩层与地表沉陷的预测方法。

一、矿山岩层与地表沉陷的原理矿山开采会对地下岩层产生影响，导致岩层的变形和破坏，从而引起地表沉降。

矿山岩层与地表沉降的原理是：在矿山开采过程中，岩石的应力状态会发生变化，从而导致岩石的变形和破坏。

当岩石的强度不足以支撑上部地层时，岩石就会向下移动，使地表产生沉降。

二、矿山岩层与地表沉降的预测方法（一）经验公式法经验公式法是根据矿山岩层和地表沉降的历史数据，通过统计分析和回归分析，建立预测模型，以预测矿山开采对地表沉降的影响。

该方法简单易行，适用于类似矿山的预测。

但是，由于该方法只考虑了历史数据，没有考虑到岩层和地表沉降的物理机理，因此预测精度较低。

（二）数值模拟法数值模拟法是使用计算机模拟矿山开采对岩层和地表沉降的影响。

该方法可以考虑岩层和地表沉降的物理机理，预测精度较高。

但是，该方法需要大量的数据和计算资源，建模和计算复杂，需要一定的专业知识和技能。

（三）物理模拟法物理模拟法是通过实验室模拟矿山开采对岩层和地表沉降的影响，以预测矿山开采对地表沉降的影响。

该方法可以直接观测到岩层和地表沉降的变化，预测精度较高。

但是，该方法需要大量的实验室设备和人力物力，成本较高，且实验结果可能受到实验条件的限制。

三、矿山岩层与地表沉降的预测案例以某矿山为例，使用数值模拟法预测该矿山开采对地表沉降的影响。

首先，建立矿山岩层和地表沉降的模型，采用有限元法进行模拟计算。

然后，根据矿山开采的方案和时间表，预测矿山开采对地表沉降的影响。

最后，与实际监测数据进行比对，验证预测精度。

预测结果显示，该矿山开采对地表沉降的影响较小，最大沉降量为10毫米。

与实际监测数据进行比对，预测精度较高，误差小于5毫米。

四、结论矿山岩层与地表沉降的预测是矿山开采中的重要问题之一。

采煤塌陷区塌陷面积的预测方法与分析2005年11月12日摘要：本文在煤矿开采沉陷理论的基础上，导出了塌陷面积和万吨塌陷亩数的通用计算公式，同时，对影响塌陷面积的主要因素进行了深入分析，从而为煤矿塌陷区面积的预测和计算提供了理论依据。

关键词塌陷区塌陷面积预测与分析1 万吨塌陷面积的计算公式1.1 按长圆形计算如图1所示，设地面平坦，采空区为长壁大冒顶矩形采区，采区倾向长为L0，走向长为S0；L0和S0在平面图上的投影长度分别为a和b。

开采边界为ABCD，其面积为F。

由地表塌陷角β、γ和δ圈定的地表塌陷范围a1a2b1b2c1c2d1d2可近似视为由直线和圆弧组成的长圆形，设其面积为F′，取a,b的单位为米，面积F的单位为亩，则煤层开采面积F为：（1）长圆形的地表塌陷面积F′可满足工程需要的近似计算公式为：（2）或（3）图1 采煤塌陷面积计算示意图式中α为煤层倾角，dβ、dγ、dδ分别为走向、倾向下山和倾向上山主断面开采边界至塌陷边界的水平距离，可按下式计算：dδ＝Hctgδ；dβ＝Hxctgβ；dγ＝Hsctgγ（4）式中δ、β、γ分别为走向、下山、上山地表塌陷角，一般平地按移动角，山区按裂缝角取值。

当开采煤层为水平时，α＝0；Hx＝Hs＝Hz；β＝γ＝δ；dδ＝dβ＝dγ＝Hctgδ=d，则有F0＝a.b（5）F′0＝［a.b+2(a+b)d+πd2］.10－6（km2）（6）F′0＝［F＋2（a+b)d+πd2］.0．0015（亩）（7）设煤炭采出量为Q（万t），采高为M（m），煤的容重为γ（t／m3），回采率为c，则（8）因而采出万吨原煤的地表塌陷亩数（简称万吨塌陷率或万吨塌陷亩数）P应为当开采水平煤层时，万吨塌陷亩数P0可表示为1.2 按椭圆面积计算地表塌陷面积F′亦可近似地按椭圆面积计算，此时F′可表示为：或（km2）（15）则万吨塌陷亩数P′可表示为：当开采煤层为水平时，则有或因而此时的万吨塌陷亩数P′0可表示为：度和层数有某种反比函数关系。

条带开采地表沉陷预计参数的确定
概率积分法是条带开采地表移动和变形预计常用的方法,而概率积分法预计的精度取决于其预计参数的确定.以国内大量的条带开采实测资料为基础,应用相似理论对条带开采地表沉陷的相似现象进行了模糊聚类分析,计算出了条带开采地表沉陷预计参数.根据所得条带开采地表沉陷相似现象的分类及其地表沉陷预计参数,应用模式识别对待求条带开采地表沉陷预计参数进行了求取.工程实例表明,用模糊优化确定的预计参数进行条带开采地表移动和变形预计,其预计结果更加可靠、准确.。

煤矿地表塌陷规律及预测方法探讨煤矿地表塌陷形态多样、破坏程度可大可小，与开采深度、开采活动、矿体倾角、工作面开采区域、工作面数等因素有关。

我国常用的煤矿地面沉陷预测方法包括经验法、负指数法、概率积分法等。

概率积分法理论、方法基本成熟，国内正积极构建基于GIS技术构建的沉陷数据管理系统，已取得一定进展，但进行推广应用尚有一段时日。

标签：煤矿地表塌陷规律预测我国是一个煤炭资源利用大国，煤炭开采量居世界第一位，煤炭产生能源约占我国总能源消耗75%～80%，煤炭还是煤炭化工重要原料，为国民经济发展做出了巨大的贡献[1]。

但与此同时，煤炭开采与利用也带来一系列社会、环境问题。

我国煤炭多埋藏于地下，煤矿开采主要依赖于地下开采，约占90%。

地下开采可能致地表土地大面积塌陷、损毁，破坏耕地、林地以及地面建筑，存在安全隐患。

近年来，煤矿地表塌陷事故屡见不鲜，累计塌陷面积已达100km2，塌陷所造成的损失大、影响深远、恢复困难，引发的社会的广泛讨论。

深入研究煤矿地表塌陷，并进行预测，是降低煤矿塌陷危害的可行方法，本次研究就此进行探讨。

1煤矿地表塌陷规律1.1煤矿地表塌陷主要表现煤矿引起的地表塌陷具体表现不尽相同，按照形态、破坏程度大体可分为两类：（1）浅部开采，急倾煤层或厚煤层形成的漏斗状陷坑、台阶状断裂，此类塌陷往往发生较突然，破坏性较大，但多仅限于局部，范围小；（2）深部开采，急倾煤层和开采深度大、倾角较小的煤层发生大范围平缓下沉，发生较缓，但也可造成较大的损失，损毁地面构筑物。

按照塌陷体积与深度占开采面比重高低可分为充分开采塌陷与非充分开采塌陷，前者占比在70%以上，只有当采煤区长、宽尺寸达到过超过开采深度1.4倍才可能发生，后者占比在70%以下，可发生于任何类型开采区[2]。

通常来说，除开采区外，地下还留存各种未开采或无开采价值的煤柱，这些煤柱对地面具有一定的支撑作用，使地面塌陷空间并不完全与矿道相同，形成凹凸不平的复杂形状。

摘要针对矿区开采造成的沉陷及其诱发的自然地质灾害，沉陷监测工作显得尤为重要，从监测数据的处理分析中，我们可以获取该地区可能会发生的灾害或破坏，为地表的人、物安全提供灾害预报。

本文分析了目前常用的开采沉陷预计方法、不同预计方法的优缺点和适用情况。

在此基础上，选择目前使用较为广泛的基于概率积分法原理的预计方法，开展一个矿井的沉陷预计工作，根据预计结果分析这样的沉陷将给地表建筑物和构筑物造成的破坏，破坏是否会带来矿区人民生命和财产的危害。

最后对使用概率积分法进行的开采沉陷预计产生误差的原因进行了分析，并提出相应的处理措施，对提高开采沉陷预计的精度有一定的借鉴意义。

关键字：矿区开采沉陷预计ABSTRACTAccording to the subsidence caused by mining induced geological disasters and natural, subsidence monitoring work appears especially important, from monitoring data processing analysis, we can obtain the region may happen for the disaster or destroy, the person, content security surface provide disaster prediction. This paper analyzed the common subsidence prediction method, the advantages and disadvantages of different methods and apply is expected. On this basis, choose a wide range of currently using the principle based on probability integral method of the expected method, the subsidence is expected to begin a mine mining job, get the first panel on the surface subsidence curve, coal and coal seam of isoline map of surface subsidence, according to analysis of the results of such subsidence will give surface buildings and structures, whether the damage caused by mining damage will bring the people's lives and property damage. Finally an error of subsidence prediction, this paper analyses the reasons and puts forward the corresponding measures to improve subsidence prediction accuracy is a certain significance.Keyword：Mining Area Mined Subsidence prediction目录1 引言 (1)1.1 选题的意义和实用价值 (1)1.2 国内外开采沉陷学的发展历史及取得的成就 (1)1.2.1 国外的研究现状 (1)1.2.2 国内研究现状 (2)1.3 现代的开采沉陷预计体系介绍 (9)1.3.1 现代开采沉陷预测方法简介 (9)1.3.2 概率积分法 (9)1.3.3 典型曲线法 (10)1.3.4 剖面函数法 (10)1.3.5 数值计算法 (11)1.3.6 相似材料模拟方法 (12)1.3.7 人工神经网络预测法 (12)1.3.8 灰色系统理论法 (12)1.3.9 时序预计法 (13)2 基于概率积分法的开采沉陷预计 (14)2.1 概率积分法的原理简介 (14)2.1.1 走向主断面上充分采动、半无限开采时预计公式 (14)2.1.2 非充分采动时预计公式 (15)2.1.3 充分采动时，地表移动变形最大值计算公式 (15)2.2 利用概率积分法对一个煤矿开采沉陷进行预测 (16)2.2.1 矿井开拓概况 (16)2.2.2 地表移动变形预测基本参数选取 (16)2.2.3 地表移动变形预计 (17)3 对于提高概率积分法预计精度的方法探究 (20)3.1 现行概率积分法基本参数的确定 (20)3.1.1 下沉系数 (20)3.1.2 主要影响半径r (20)3.1.3 水平移动系数b (20)3.1.4 开采影响传播角θ (20)3.2 存在的缺陷 (21)3.3 数学回归分析的对象 (21)3.3.1 回归分析的对象 (21)3.3.2 回归分析的样本 (22)3.3.3 各参数影响因素的选取原则 (22)3.4 回归分析的步骤 (22)3.4.1 影响因素选取 (22)3.4.2 筛选完全样本 (22)3.4.3 散点图分析 (22)3.4.4 选择合适的回归模型 (23)3.4.5 回归分析(优中取优) (23)3.4.6 确定回归模型并进行误差验证 (23)3.5 概率积分参数的回归分析 (23)3.5.1 最大下沉值W (23)cm3.5.2 最大水平移动值U (24)cm3.5.3 影响半径r (24)3.5.4 开采影响传播角θ (24)3.6 误差分析 (25)3.7 改进预计方法 (25)4 地表沉陷对地表的影响及对地下水的破坏分析 (26)4.1 对建筑物的影响 (26)4.2 对土地、农田、植被及道路的影响 (26)4.3 对地下水的影响 (26)5 结论 (27)6 致谢 (28)参考文献 (29)1 引言1.1 选题的意义和实用价值地下有用矿物采出后，开采区周围岩土体的应力平衡状态遭到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。

概率积分法用于开采沉陷预计时参数求取方法研究现状(2) 概率积分法用于开采沉陷预计时参数求取方法研究现状参数误差包括参数选取误差和参数反演误差。

一方面,在缺乏预计区域内预计参数的情况下,采用临近矿区的概率积分法预计参数,由于各矿区本身地质采矿条件的差异,存在误差不可避免; 另一方面,在利用数据处理方法反演预计参数的同时,由于各参数之间的相关性和数据处理方法的局限性,反演出的参数与真实值总是存在一定的差异。

目前,对参数选取误差的修正方案主要有2 种。

（1）建立本矿区的岩移观测站,通过观测站反演本矿区的预计参数,这是修正参数选取误差的主要方法。

（2）采用非线性科学辅助进行参数选取。

郭文兵、邓喀中、邹友峰等在分析沉陷预计参数与地质采矿因素关系的基础上,提出利用人工神经网络进行沉陷预计参数的选取[8-9],研究结果表明,神经网络方法选取的概率积分法参数误差在5%以内。

栾元重采用神经网络对下沉系数和主要影响角进行了建模,实现了岩层 ___参数的类比[10]。

张庆松等采用粗集理论对岩移数据进行预处理,提高了神经网络方法选取参数的效率和准确度[11];研究结果表明,各地质采矿因素对下沉的支持度由大到小依次为采厚、采深、采宽、采长、岩性和煤层倾角。

麻凤海等利用改进的BP 神经网络对沉陷预计参数进行建模[12],研究结果表明,神经网络选取概率积分法预计参数误差在6%范围内。

柴华彬、邹友峰提出利用相似第二准则和模式识别理论进行沉陷预计参数的选取[13-14],给出了基于π准则的开采沉陷预计参数计算公式和确定方法。

研究认为:地表下沉系数和主要影响角正切主要与岩体的综合变形模量有关,采深和采厚对其影响较小;拐点偏移距与采深的`比值和水平 ___系数也主要与岩体的综合变形模量有关,但采深和采厚也对其具有一定的影响。

于宁峰、杨化超提出将粒子群优化（PSO）算法和BP 神经网络进行融合，采用改进的混合粒子群优化算法优化神经网络的权值和阈值，在分析概率积分法参数与地质采矿条件之间关系的基础上, 建立了基于PSO 优化BP 神经网络的概率积分法预计参数的优化选择模型[15]。

第七章矿山开采沉陷预测开采沉陷预计：根据已知的地质采矿条件在开采之前预先算出地表可能产生的移动和变形叫开采沉陷预计预计参数：指在预计函数中所用到的一系列数据按预计方法的形式：①剖面函数；②影响函数；③典型曲线（一）（1）充分采动条件下地表最大下沉值Wmax=qmcosαm——煤层法向开采厚度，mm；α——煤层的倾角；q}——充分采动条件下的下沉系数影响最大下沉值的因素：1）采厚；2）岩性；3）倾角；4）开采方法及顶板管理方法；5）采空区尺寸大小；6）采动次数；7）采深等（2）非充分采动条件下的最大下沉值Wmax=qmcosα.k√n1n2k——系数，取2~3n1，n2——沿倾向和走向的充分采动程度系数n1=D1/D01，n2=D2/D02D1，D2分别是采空区沿倾向和走向的长度；D01，D02分别为地表达到充分采动时采空区的临界长度当倾向和走向的充分采动程度系数n1，n2同时等于或大于1时，地表达到充分采动，计算时取n1=n21=1，否则为非充分采动（二）最大水平移动值预测在充分采动或接近充分采动条件下，最大水平移动：（1）走向方向Umax =bWmaxUmax——最大水平移动；b——水平移动系数，b=0.2~0.3（2）倾向方向Umax= bαWmax表土层较薄时：bα=b+0.7cotθ表土层较厚时：bα=b+0.7（tanɑ-h/（H0-h）），其中H0——平均开采深度；θ开采影响传播角；h——表土层厚度，P=0概率积分法作为开采沉陷的研究主体——岩层可以用两种完全不用的介质模型来模拟：一种是连续介质模型，另一种是非连续介质模型基本假定：（1）岩体是各向同性的、均质的、不连续介质，开采引起的各方向移动与方向无关（等影响原理）：（2）承认线性迭加原理（3）弯曲带内的岩体只产生形变而不发生体积变化；（4）移动稳定后地表下沉盆地的体积等于采出体积单元开采：开采厚度和宽度均为无穷小单位的开采单元盆地：单元开采形成的盆地单元下沉：单元盆地中的下沉单元水平移动：单元盆地中的水平移动平面问题：指某一方向开采是无限（一般是充分采动），在另一个方向的开采可以是无限的（充分采动），也可以是有限的（非充分采动）半无限开采：指在平面问题中，开切眼一侧的煤层未被开采，而其他方向的煤层已全部采出有限开采：指在平面问题中，一个方向无限开采，另外一个方向有限开采参数r的意义（最大倾斜处的下沉为最大下沉值的一半）rβ——主要影响角；tanβ——主要影响角正切主要影响角：将x=±r的地表点与煤壁相连，其连线与水平线之间所夹得锐角β称为主要影响角水平煤层半无限开采主断面地表移动与变形计算公式下沉：Wmax=mqcosɑ倾斜变形：imax=Wmax/r曲率：Kmax=±1.52Wmax/r²水平移动：Umax=bWmax水平变形：εmax=±1.52bWmax/r移动及变形曲线的平移拐点偏距：由于采空区悬顶的作用，使地表下沉曲线的拐点距离煤壁有一定的距离，该距离称为拐点偏距①当四周未开采时，l=l0 -2S走，L=L0-S上-S下②当倾向方向两侧已经开采时，L=L0+S上+S下注意：当周围无老采空区时，拐点偏向采空区内侧；当周围有老采空区时，拐点偏向采空区外侧例一：枣庄田屯煤矿开采2024工作面，H0=31米，m=1.45米，α=12°，采宽100米，属充分采动，参数为：q=0.76，tanβ=2.2,s=4（米），b=0.36预计采后地表移动变形最大值和主断面上距边界内外10米A，B两点的移动变形。

概率积分法用于开采沉陷预计时参数求取方法研究现状引言XX对一个计划进行的开采,在开采进行以前,根据其地质采矿条件和选用的预计函数、参数,预先计算出受此开采影响的岩层和（或）地表的移动和变形的工作,称为开采沉陷预计，也称岩层和(或)地表移动预计（或预算)，简称“预计”.XX 我国开采沉陷工建立的沉陷预计方法主要有概率积分法、负指数函数法、典型曲线法、积分格网法、威布尔分布法、样条函数法、双曲函数法、皮尔森函数法、山区地表移动变形预计法、三维层状介质理论预计法和基于托板理论的条带开采预计法。

在这些预计方法中,积分格网法已很少使用,双曲函数法是基于**XX区具有巨厚冲积层时的开采预计方法，皮尔森函数法是基于**XX区急倾斜煤层开采时的预计方法,一般仅限于该XX区使用；三维层状介质理论和托板理论是针对条带开采提出的新方法，还有待于进一步的检验和完善;概率积分法以其理论基础坚实、易于计算机实现、应用效果好而成为我国开采沉陷预计的主要方法。

1 概率积分法基本原理XX概率积分法是因其所用的移动和变形预计公式中含有概率积分（或其倒数）而得名。

由于此方法的理论基础是随机介质理论，所以又叫随机介质理论方法。

随机介质理论首先由波兰学者李特威尼申与50 年代引入岩层移动研究,后由我国学者刘宝琛、廖国华等为概率积分法。

经过我国开采沉陷工不断的研究，目前以成为我国较成熟的、应用最为预计方法之一。

该方法认为开采引起的岩层和地表移动的规律与作为随机介质的颗粒体介质模型所描述的规律在宏观上相似。

XX概率积分法属于影响函数法，通过对单元开采下沉盆地进行积分即可求取工作面开采地表移动与变形值，中给出了详细的推导过程。

在计算机实现过程中，可以将工作面剖分成0.１H ０。

1H（H 为工作面平均采深)的矩形网格进行积分。

具体实现过程可参见文献。

2 概率积分法应用于开采沉陷预计时的误差分析XX概率积分法应用于开采沉陷预计主要有两种误差来源,即模型误差和参数误差.其中，模型误差又分为“第一类模型误差"、“第二类模型误差”和“第三类模型误差”。

浅议煤矿开采引起地表沉陷预测摘要：煤矿开采过程中及开采后会导致地面沉陷，我们可以采用概率积分法和极值情况预测两种方法进行煤层开采沉陷计算，得出地表移动变形最大值。

通过对计算结果分析得出开采后沉陷在保护煤柱外侧较小，内侧呈逐渐增大趋势。

通过沉陷预测可以有效减少地质灾害的发生，为土地复垦及地表沉陷防治措施提供依据，对以后煤层开采具有参考价值。

关键词：煤矿开采地表沉陷预测当今随着我国经济的快速发展，能源和电力的需求也迅猛增长。

煤矿开采后会破坏岩体内部原有的力学平衡，导致上覆岩层和地表发生移动和变形，随着开采的推进将扩散到地表，导致地面发生沉陷，破坏现有土地资源并给周边建（构）筑物带来直接或间接危害。

因此，合理预测沉降范围和最大沉降量对减少次生地质灾害和保护建（构）筑物等具有重要意义。

1 煤矿开采实例某井田主要含煤地层为1组、2组，1组可采煤层4层，编号为2、3、4、5号煤层，煤层总厚度为 1.20m—5.40m，平均值 3.20m，1组地层平均厚度为58.35m，含煤系数5.2％；2组可采煤层5层，编号6、7、8、9、10号煤层，煤层总厚度4.50m—8.00m，平均值6.23m，2组地层平均厚度90.23m，含煤系数为6.3％。

煤层老顶为组砂岩，以石英、长岩为主，厚度为10.34m；直接顶为砂质泥岩，厚度为2.6m；伪顶为泥岩，厚度0.15m；直接底为砂质泥岩。

矿井采用两斜井一立井开拓方式，由井田中部大巷逐层下行开采。

设计采用走向长壁一次全高采煤方法，采用全部跨落法管理顶板。

文章通过概率积分法和极值法对地表沉陷值进行了比较。

2 基于概率积分法的沉陷预测2.1概率积分法把岩层看作大量松散的颗粒体介质组成，由随机介质理论将岩层移动看作服从统计规律的随机过程。

根据统计理论可知整个开采对岩层及地表的影响等于各单元开采对地表影响之和。

整个开采引起的下沉剖面方程可表示为概率密度函数的积分方程。

2.2地表沉陷的预测方法及模式根据概率积分法预测井田范围内地表移动、变形的过程和范围，据体计算公式如下：2.3参数选取按覆岩性质并结合附近煤矿现生产矿的实测经验，综合考虑各因素后得出相关参数值。

开采沉陷计算过程说明一、数据准备1．地形图数据（1）AutoCAD图数据首先将AutoCAD文件备份，然后在AutoCAD中将地形图中的等高线、高程点分别设置到图层上，并逐条等高线赋高程值，高程点赋高程值，然后将其它内容全部删除，处理完后另存为AutoCAD2000格式的dxf类型文件。

注意：一定要将不是等高线、高程点的内容删除，特别是块信息须全部删除，否则会引起读入数据不正确。

（2）扫描图矢量化数据将扫描的地形图应用矢量化软件对等高线、高程点进行矢量化，并对所有等高线、高程点赋高程值，处理完后转换成AutoCAD2000格式的dxf类型文件。

（3）文本格式数据文件地形图数据一般包括三个数据文件：线数据文件、点数据文件、文字注记数据文件。

线数据文件格式：序号曲线开闭标志(开=1;闭=2) 等高值线型颜色值点数n X1 Y1 ……Xn Yn。

数据之间用空格隔开，一条等高线数据为一行，第二条等高线数据另起一行。

例：1 2 500.0 255 6 100.0 100.0 120.0 120.0 140.0 140.0 140.0 160.0 120.0 180.0100.0 100.02 1 505.0 0 8 128.284271 100.0 134.142136 105.857864 154.142136 125.857864 174.142136 145.857864 194.142136 165.857864 214.142136 185.857864 234.142136 205.857864 254.142136 225.857864……………64 1 515.0 0 4 100.0 976.812409 101.593796 978.406204 121.593796 998.406204 123.187591 1000.0点数据格式:X坐标 Y坐标 Z坐标（高程值）。

例：99973.751000 86063.929000 1022.20000098981.372000 86069.009000 897.80000098699.407000 86035.140000 935.90000098412.786000 86079.170000 1000.40000098039.797000 86055.038000 943.10000098181.626000 86245.978000 947.00000098436.918000 86150.296000 984.10000098430.991000 86331.499000 935.20000098653.683000 86258.679000 891.900000……………文字注记数据格式：文本起点横坐标X 起点纵坐标Y 标注角度字体旋转角度字体高度字体宽度间隔宽度字体标注信息的长度标注的文本信息其中：字体旋转角度值为：不旋转=90；字体高度为像素高度值；间隔宽度=0为系统默认间隔；字体标注信息的长度=汉字数×2+数字（字母）×1。