第三节 地表移动与变形预计

倾角 ６ 。 ８。一般 ８。 ０ ～ ９， ７ 。矿区内煤质较为优 良， 具有
维普资讯
第１ 期
黄森林
急倾斜煤层 开采地表移动变形 预计
５
高发热量、 高挥发分 、 低灰、 低硫等特点。
的体积成正 比” 的假设 ， 设开始开采时刻 ｔ－ ； －Ｏ 预计 起始时间距开始开采 的时间间隔 ； 地表稳定时 ｔ 一∞； 则为了求 出预计至地表下沉稳定时间 内， 地 表的动态下沉系数 ：
河组 ， 中统的西山窑 组及头屯河组 ， 上统的齐古组 ，
西山窑组为区内主要含煤岩系。区内主要构造是由 中生界地层构成的北东 向展布的不对称线型褶皱 ， 轴部发育区域走 向压扭性逆冲断 层 ， 结构 面倾 向南
东。
矿区内 自 向东有乌鲁木齐河 、 西 水磨沟河 、 八道 湾河 、 芦草沟河及铁 厂沟河等 ， 发源于天山， 向西北
流经矿区 ， 消失于准噶尔盆地。乌鲁木齐矿区被数 条河流切割成多个河 间地块 ， 各井 田矿井涌水 主要 来自 东西两侧界河流水沿煤层走 向的补给 ， 为井 次 田南部地表 、 地下水横穿塌陷坑时的渗入 ， 基岩与煤
层 一般 不 含水 。
矿区开采煤层为 中侏罗统西 山窑组 （： ， Ｊ ） 共含
０ 引言 据有关部 门预测 ， ２ 到 ００年我 国煤 炭需 求为
ｌ． 亿 ｔ而我国的煤炭储量主要集 中在西部地 区， ８２ ， 储量 占全 国储量的一半 以上。在我 国西部新疆 、 青
海、 甘肃 、 四川 、 重庆等地 区赋存着大量的急倾斜煤 层， 随着这些地区的煤炭大规模开发 ， 对环境 和资源 的损害愈来愈严重。在急倾斜煤层条件下开采引起 地表形成塌陷槽和大面积的地表沉 陷、 开裂破坏 ， 造 成区内大批的建筑物 、 道路 、 交通设施 、 输水输气 管 线、 高压输电线等公共设施遭到严重破坏 ， 也使 区内 脆弱的生态环境更加恶化 ， 严重影响 了矿区经济的 可持续发展。因此 ， 研究上述问题 ， 于我国煤炭工 对 业的健康持续发展 ， 实现经济发展 和生态环境保 护 协调统一 ， 建设西部 “ 绿色矿 区” 再造一个 山川秀 ， 美的西部显得十分必要和迫切。

方法三：b＝0.104H 下沉系数法：在采出率为50%左右时， 此宽深比时煤柱稳定性较高。
2、条带煤柱留设 方法一： b a 宽度a的确定 1 条带的采宽b和 H 留宽a是密切相 单向应力计算法：采出条带和保留煤 关、相互制约 柱上方岩层的载荷不超过保留煤柱 的允许强度。 的。 在同时满足地 表允许变形原 方法二： bK 则和煤柱稳定 bKH 0.01968 mH 1.2 性原则的前提 a 4 K H 下，求采宽和 留宽的最优值。 安全系数法：根据A.H.威尔逊理论，
二、条带开采的类型 根据条带开采的布置方式，条带开采可分为走向条带开采、 倾斜条带开采和伪斜条带开采三种。 （1）走向条带开采的条带长轴方向沿煤层走向布置，多 用于水平或缓倾斜煤层，当煤层倾角较大时，走向条带煤 柱稳定性差，但它的优点是工作面搬家次数少，工作面推 进长度大； （2）倾斜条带开采的条带长轴方向沿煤层倾斜方向布置， 多用于倾斜煤层，煤柱的稳定性较好，其适应性强，应用 较广泛，它的缺点是工作面搬家次数频繁；
四、条带开采地表沉陷规律 （1）地表下沉系数（q）很小。 一般情况，q =0.03～0.15。 （2）水平移动系数（b）较小。 一般情况，b=0.2～0.3。 （3）主要影响角正切（tanβ）较小。 一般情况， tanβ =1.2～2.0。 （4）地表移动期较短。
五、条带开采的应用 我国是一个产煤大国，每年有近十几亿吨煤炭从地下采 出，开采所引起的地表沉陷及其环境灾害问题日益突出。 而这些矿区的地表多属建（构）筑物、水体、铁路、农田、 公路、桥涵等设施的分布区。例如，我国村庄下压煤量超 过亿吨的省份就有9个，见表8-1。



全国“三下”压煤量达140亿吨，仅全国建筑物下压煤量 就达87.6亿吨，占“三下”压煤总量的63.5％，居“三下” 压煤量之首。 建筑物下压煤开采已成为矿区面临的主要问题。建筑物下 采煤问题的关键是控制地表沉陷，控制地表沉陷的方法主 要有充填开采、条带开采、离层注浆等。 由于充填开采成本高等原因，目前在我国应用较少。离层 注浆是近年来发展起来的新方法，尚处于试验研究阶段， 在国内应用也不广泛。

1．“三带”的定义?答：冒落带是指用全部垮落法管理顶板时，回采工作面放顶后引起煤层直接顶板岩层产生破坏的范围。

裂缝带：在采空区上覆岩层中产生裂缝、离层及断裂，但仍保持层状结构的那部分岩层。

弯曲带：又称整体移动带，位于裂缝带之上直至地表。

2.地表移动盆地边界的确定（此题答案不确定）一、地表移动盆地边界的划分地表移动盆地划分成如下三个边界：(一)移动盆地的最外边界移动盆地最外边界是以地表移动和变形都为零的盆地边界点所固定的边界。

这个边界由仪器观测确定。

考虑到观测误差一般取下沉为10mm的点为边界点。

所以，最外边界实际上是下沉为10mm的点圈定的边界。

（图中ABCD）(二)移动盆地的危险移动边界危险移动边界是以盆地内的地表移动与变形对建筑物有无危害而划分的边界。

（图中A’B’C’D’）不同结构的建筑机能承受最大变形的能力不一样，所以各种类型的建筑物都应有对应的临界变形值。

在确定移动盆地内危险移动边界时，用相应建筑物的临界变形值圈定，会更接近于实际。

(三)移动盆地的裂缝边界裂缝边界是根据移动盆地内最外侧的裂缝圈定的边界。

3.地表移动观测站设计内容有哪些？答：观测站设计包括便携设计说明书和绘制设计图两部分工作。

设计说明书应包括下列内容：1)建立观测站的目的和任务2)设站地区的地形、地物及地质采矿条件3)观测站设计时所用的开采沉陷参数4)观测线的位置及长度的确定，测点及控制点的数目、位置及其编号5)工作测点和控制点的构造及其埋设方法6)观测内容及所用仪器，与矿区控制网的联测方法，精度要求，联测的起始数据，定期观测时间、方法及精度要求，有关地表采动影响的测定，编录方法。

7)经费估算：包括观测站所需材料、购地、人工等费用的预算8)观测成果的整理方法与分析步骤，所需获得的成果4.水平煤层(或沿煤层定向主颁)非充分采动时主断面内下沉曲线特征?答：判别：水平煤层开采时的采动程度可用走向充分采动角φ3来判别。

当用φ3 角作的两直线交于岩层内部而未及地表时，此时地表为非充分采动。

地表移动变形计算公式
地表移动变形计算涉及多个方面，包括下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等。

以下是一些相关的计算公式：
最大下沉值：Wmax=Mqcosa，其中M为煤层厚度，q为下沉系数，α为煤层倾角。

最大倾斜值：Imax=Wmax/r，其中r为主要影响半径。

最大曲率值：Kmax=1.52*Wmax/r。

最大水平移动值：Umax=b*Wmax，其中b为水平移动系数。

最大水平变形值：εmax=1.52bWmax/r。

以上公式主要用于预计煤层开采后的地表移动和变形情况。

其中，Wmax、Imax、Kmax、Umax和εmax分别代表最大下沉值、最大倾斜值、最大曲率值、最大水平移动值和最大水平变形值。

M、q、α、r和b则是相关的计算参数，需要根据具体情况进行确定。

请注意，这些公式是基于一定的假设和简化的，实际应用中可能需要根据具体情况进行调整和修正。

此外，地表移动变形计算还需要考虑其他因素，如地质条件、开采方式、采深采厚比等，因此建议在专业人员的指导下进行。

国煤 矿区大量采 用概 率积分法进行地表沉 陷计 算。本次预计 采 用概率积分法对各煤层 工作 面开采 以后 的地 表移动和变形 进行预计 。
４１ 断层 活 化 的 数 值 模 拟 ．
本次断层活化模拟 ， 不是针对特定 的断层 进行模拟 ， 而是 四矿工业广场 的一些 中小 型断层 ，并结合一般 的断层力学特 性进行模拟 ，目的是通过模拟可 以定性 的了解断层活化对工 业 广场建筑物破坏的影响。利用 Ｆ Ａ ３ Ｌ Ｃ Ｄ建模 ， 生成 的断层活 化数值模拟模型如图 １ 示。 所
其 分布主要有两个 带 ：西部 断层 带南起 １０ ０采 面东部 ， ４４ 经 １００ １０ ０ １０ ０ １０ ０ １ ００ １０ ０工 作 面 中 西 部 ， ４ ６ 、６ ２ 、６４ 、７ ２ 、７ ４ 、７ ６ 到
１ １０ １ １０ １ １０ 工 作 面 东 部 范 围 内 ， 向 Ｎ ０ Ｅ； 部 ７ ２ 、７ ４ 、７６ 采 走 ５ 东 断 层 带 主 要 分 布 在 １０ ０ １０ ０ １０ ０采 面 中 部 ，７ １ 、 ５５ 、５ ７ 、５ ９ １０ ０ １００ １０ ０ １００和 １ １０工 作 面 东 部 ， 向 Ｎ ５ Ｅ， 层 ７ ３ 、７ ５ 、 ７７ ７３ 走 ４ 断 密度 小 于西 带 。
塑 性 地 质 材 料 ， 材 料 达 到 屈 服 极 限后 ， 产 生 较 大 的 塑性 流 在 可 动， 本文对表土采用莫尔 一库仑屈服准则。
ｆ （ 一 仃３ 一 ２Ｃｃｓ 一 仃１ 仃３ ｓ ｓ 仃１ ＝ ） （ ＋ ｏ ）ｉ ｎ （） １
３ 工 业广场 建筑 物破 坏原 因分 析
１９ ９９～２ｏ ０ ｏ年 ，平 煤 天 安 四矿 工 农 街 家 属 区房 屋 开 始 出 现 裂缝 ， 坏 区 域 逐 渐扩 大 ， 坏 程 度 越 来 越 严 重 ， ２ ０ 破 破 到 ０ ６年 １月， ０ 破坏 建 筑 物 几 乎遍 及 工业 广 场 的 全 部 区域 。 职 工 工 作 给

查， 目前采 空 区 面 积 约 为 ０ ． ９ １ ｋ ｍ。 ， 未 来 ５年 开 采 区域 主要集 中于井 田的一 、 二采 区 。 ３ ． ２ 采煤 引起地表 变 形量预 测 地表变形量 的形成与煤层 埋深 、 煤层厚 度和煤层 倾 角 等 因 素 有 关［ 引。５ ＃ 一 ２煤 层 埋 深 为 ３ ８ ４ ． ２ Ｏ ｍ～ ６ ８ ７ ． ８ ８ ｍ， 平均厚度 为 ２ ． ０ １ ｒ ｎ ， 地 面 倾 角 为４ 。 ～５ 。 。
形 的分布 规律 ， 且分 布规 律 和 参 数 均 为 实测 资 料 求
３ 实例分析
３ ． １ 乔 子梁 煤矿 概况
乔子 梁煤 矿位 于 铜 川 市 印 台 区红 土镇 ， 东西 宽 约４ ｋ ｍ， 南北 宽 约 １ ． ６ ｋ ｍ， 面积 约 ６ ． ４ ｋ ｍ。 ， 设计 生 产规 模 每 年 ６ ０万 吨 。乔 子 梁 煤 矿 可 开 采 煤 层 为 ５ ＃ － ２ 煤层 ， 煤 层平 均厚度 为 ２ ． ０ １ ｍ。根 据 现 场 调
于拟合 的函数是 基 于 实测 资料 凭 借 经 验 确 定 ， 受 限
＊ 项 目来源 ： 国家教育体制改革试点项 目资助（ Ｏ ８ —１ ２ ８ －２ ３ ８ ） ； 甘肃省教育厅研究生导师项 目计划资助（ １ １ ２ １ －０ ３ ； １ ２ １ ８ ０ １ ）
第３ ８卷第 ５期
２ ０ １ ５ 年 Ｏ ９月
现
代
测
绘
Ｖ０ １ ． ３ ８。 Ｎ ０ ． ５
Ｓ ｅ ｐ ． ，２ ０ １ ５
Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ
煤 矿 开 采 对 地 表 变 形 影 响 预 测 分 析 以 乔 子 梁 煤 矿 为 例

万方数据　万方数据　万方数据　万方数据　万方数据　万方数据大断面浅埋暗挖隧道施工引起的地表移动及变形预测作者：时亚昕， 陶德敬， 王明年， SHI Ya-xin， TAO De-jing， WANG Ming-nian作者单位：西南交通大学,土木工程学院,成都,610031刊名：岩土力学英文刊名：ROCK AND SOIL MECHANICS年，卷(期)：2008,29(2)被引用次数：1次参考文献(10条)1.LEE K M;ROWE K Analysis of three-dimensional ground movements:the Thunder bay tunnel[外文期刊] 1991(01)2.SELBY A R Tunneling in soils2ground movements,and damage to buildings in Work ington,U K[外文期刊] 1999(03)3.谢飞鸿;王锦山;尹伯悦开挖沉陷地表变形可视化计算分析系统研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2005(07)4.朱忠隆;张庆贺;易宏伟软土隧道纵向地表沉降的随机预测方法[期刊论文]-岩土力学 2001(01)5.刘宝琛;林德璋浅埋隧道开挖引起的地表移动和变形 1983(07)6.阳军生;刘宝琛城市隧道施工引起的地表移动及变形 20027.PECK R B Deep Excavation and Tunneling in Softground 19848.王铁生;张利平;华锡生地铁隧道施工变形预测研究综述[期刊论文]-水利水电科技进展 2003(05)9.LITWINISZYN J Fundamental principles of the mechanics of stochastic medium 195710.刘波;陶龙光;叶圣国地铁隧道施工引起地层变形的反分析预测系统[期刊论文]-中国矿业大学学报 2004(03)引证文献(3条)1.岳向红.杨永波.李祺.张杰松软地层浅埋暗挖公路隧道现场监测分析研究[期刊论文]-岩土力学 2010(z1)2.贾金青.王海涛.涂兵雄.孟刚管棚力学行为的解析分析与现场测试[期刊论文]-岩土力学 2010(6)3.岳向红.杨永波.李祺.张杰松软地层浅埋暗挖公路隧道现场监测分析研究[期刊论文]-岩土力学 2010(z1)本文链接：/Periodical_ytlx200802033.aspx。

-./ 012345167， 89:; <=5>=3， </& ?7@5A123
（ !"#"$ %&’"&(()"&’ *(+,)-.(&-，!(&-() /01-2 3&"#()4"-5，!2,&’42, !"##$%， !2"&,）
521’".&’： 62( 4(--$(.(&- 0) 2(,#( 07 ’)01&8 41)7,9( 81( -0 -1&&($ (:9,#,-"0& 0) +142 07 42"($8 "4 90&4"8()(8 ,4 , 4-092,4-"9 +)09(44 ,&8 -2( 4-092,4; -"9 .(8"1. -2(0)5 "4 ,++$"(8 -0 +)(8"9- ,&8 ,&,$5<( -2( .0#(.(&- ,&8 8(70).,-"0& 07 4-),-1. "& $0&’"-18"&,$ 4(9-"0& 81( -0 -1&&($ 90&4-)19-"0&，,&8 -2( 90))(4+0&8"&’ 9,$91$,-"&’ 70).1$,4 ,)( 8()"#(8 B =& (:,.+$( 07 9,4( 2"4-0)5 420>4 -2,- -2( +)(8"9-"0& .(-208 8(#($0+(8 "& -2"4 +,+() 9,& 0?-,"& ’008 )(41$-4 B 6#3 7("$1： -1&&($ 90&4-)19-"0& ?5 42"($8； 4-),-1. .0#(.(&- ,&8 8(70).,-"0& "& $0&’"-18"&,$ 4(9-"0&； 4-092,4-"9 .(8"1. -2(0)5

XX有限公司MS-CARE-01社会责任及EHS手册（1.0版）制订：审批：2020-1-1发布 2020-1-1实施第二章 采动地表移动变形预计重点：①预计理论体系概况；②概率积分法。

基本含义、基本概念、应用条件、应用方法、分布规律、特征值的确定方法，极值公式及计算、按特征值绘制移动变形分布图。

③半无限开采及半无限叠加方法； ④地表任一点移动变形预计方法；⑤动态移动变形与静态方法的区别及其评价方法。

2.1 地表移动和变形预计理论方法概述开采沉陷损害预计理论，可以概括为影响函数方法，理论模型方法，经验方法三大类型。

2.1.1 影响函数方法①国内外学者及理论应用情况；②假定开采单元矿层dv,其水平投影面积为dp,单元矿层开采引起地表点A 的下沉表达式为：dp s f m dw a )(η=（2-1）③影响函数的可叠加性；根据影响函数的叠加原理，对于开采范围为P 的矿层开采引起地表点A 的下沉量的通式表示为：⎰⎰=Pa dp s f m w )(η（2-9）2.1.2 经验方法①前苏联应用的负指数函数方法；②英国煤田方法（NCB.1975）；③波兰学者Z.Kowalczyk (1972)积分网格法；④中国学者何国清提出的威布尔分布法；⑤各矿区通过观测曲线拟合得出的适用本矿区的典型剖面曲线法等。

2.1.3 理论模型方法属于理论模型方法是建立在力学模型上的，以及建立在弹性或塑性理论基础上的计算方法。

在这方面主要有以A.Salstowicz （1958）等为代表的固体力学理论；J.Litwiniszy （1963）等为代表的随机介质理论。

建立在弹性或塑性理论基础上的计算方法如：有限单元法（FEM ）；边界元法（BEM ）；离散元(DEM)等方法；非线性力学（Nonlinear ）等方法。

目前应用情况简介 2.2 概率积分法（重点）目前已成为我国乃至世界范围较为成熟、应用最广泛的预计方法之一。

2.2.1 水平成层介质中的单元盆地开采沉陷的随机性→随机介质理论为基础 ①非连续介质单元模型，②单元相互分离并发生相对运动。

急倾斜矿层开采地表移动变形预计薛丽晨; 卢浩; 王远坚; 徐永梅【期刊名称】《《金属矿山》》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】5页(P32-36)【关键词】开采沉陷; 急倾斜矿层开采; 皮尔森Ⅲ型函数; 地表移动变形预计【作者】薛丽晨; 卢浩; 王远坚; 徐永梅【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】TD325地下开采会破坏地层内部原始应力的平衡状态，导致岩层与地表移动，引发地面建（构）筑物破坏［1-2］。

为实现建筑物下安全开采，需要对地表移动变形进行预计研究。

国内外关于地下开采地表移动变形预计的方法有很多，如概率积分法、负指数函数法、典型曲线法等［3］。

大量实践证明，该类预计方法对于倾角小于55°的矿层的地表移动变形具有较高的预计精度［4-6］。

相对于缓倾斜矿层，急倾斜矿层赋存条件复杂，开采活动对岩层与地表移动的特殊影响规律复杂，导致经典方法的预计结果往往与急倾斜矿层开采地表移动变形规律不相符。

总体上，急倾斜矿层开采地表移动变形问题的研究远不及水平及缓倾斜矿层开采研究深入，缺少精度较高的预计模型。

在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数法［7-8］，该方法是一种经验公式计算方法，在矿井开采资料充足的条件下，如果参数选取得当，预计结果较为理想。

但由于该模型所需的计算参数较多且求取较为复杂，在实际工作中并未得到广泛应用。

为此，本研究采用改进的皮尔森Ⅲ型函数进行急倾斜矿层地表移动变形预计，改进后的皮尔森Ⅲ型函数与经典皮尔森Ⅲ型函数具有相同的性质，参数物理意义明确且方便求解应用［9］。

本研究采用改进的皮尔森Ⅲ型函数作为预计模型，以某金矿地表移动变形预计为实例，通过MATLAB软件［10］计算下沉、倾斜变形和曲率变形，并绘制各种移动变形曲线，分析该矿地表移动变形预计的特点，为金矿建（构）筑物下安全开采提供可靠依据。

收稿日期：２０１８?０１?０４作者简介：平振红（１９６８－），男，山西壶关人，工程师，从事煤矿安全纠察工作。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０１８．０８．０３０高河能源分层充填开采技术及地表移动变形预计平振红，平雅雯（长治市煤炭安全纠察支队，山西长治　０４６０００）摘　要：针对高河能源“三下”压煤量大的问题，分析了分层充填开采的巷道布置，并在此基础上对充填开采后的地表沉陷进行预计。

结果表明：地表建筑物区域最大下沉７５ｍｍ，倾斜变形最大１．３ｍｍ／ｍ，最大水平变形０．８ｍｍ／ｍ，建筑物变形值均在Ｉ级损坏允许值的８０％范围内，不会影响地面建构筑物安全和正常使用。

关键词：分层充填；巷道布置；地表移动变形中图分类号：ＴＤ３２５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５?２７９８（２０１８）０８?００６９?０４ 由于开采技术的制约，大多数煤矿在开采期间均保留了建筑物、铁路、水体等特殊构筑物下的煤炭，导致很大的资源浪费。

据统计，我国大型煤矿的压煤量大约有１３Ｇｔ［１］。

随着开采强度的增加，我国东部和中部地区矿井已进入枯竭阶段，逐渐加大了对遗留煤体的开发力度［２］。

因此，目前急需有效的开采技术来开挖“三下”压煤，延长煤矿的服务年限。

其中，充填开采方法可以在煤炭开采后利用充填体来支撑上覆岩层，减少岩层的弯曲下沉量，从而减少地表的移动变形，达到保护地表建筑物、水体的目的。

目前充填体的材料主要有水砂、高水、矸石以及膏体，分别适用于不同条件的矿井［３－５］。

由于效果明显，已被广泛应用于现场，来开挖“三下”压煤［６］。

本文结合高河能源分层充填开采实践，分析了膏体充填开采的巷道布置，计算了充填开采后地表沉陷的相关参数，发现充填开采不会影响地面建构筑物安全和正常使用，为类似条件下地表建筑物下充填开采工作提供参考。

１　矿井地质条件高河能源核定生产能力７５０万ｔ／ａ，地面村庄等建（构）筑物密集，“三下”压煤储量高达３．７２亿ｔ。

矿区地表移动变形预计的基本理论和方法摘要: 本文从结合现有理论基础和实践经验，从各方面总结了矿区地表移动变形预计的基本理论和方法，重点介绍了概率积分法的基本原理和相关的预计公式。

概率积分法预计模型在我国开采沉陷的应用中是最普遍的，其预计精度较高，使用方便。

关键词：矿区地表移动变形预计;基本原理Abstract: this article from the theoretical basis and according to the practical experience, all in summarizes the surface deformation is expected to move in the basic theory and method, the paper focuses on the basic principle of probability integral method and the relevant formula is expected to. Probability integral method in our country mining subsidence prediction model of application is the most common, and its expected high accuracy, easy to use.Keywords: mining area is expected to surface movement deformation; Basic principle0 开采沉陷预计的基本概念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(或计算)，简称“预计”[1]。

预计时用到的地质采矿条件有：煤层的法向开采厚度（采高）m，煤层倾角a，采空区下山边界、上山边界、走向主断面上的开采深度以及平均的开采深度、、、，采空区走向长、倾向斜长，顶板管理方法，上覆岩层的性质，工作面形状和工作面推进进度等。

b H A,
c A2 H ,
2
d c
e H ( A ),
f H ( A ),
g
A A2 H 2 ,
h g
倾斜地表移动
O
x
α
We
X ξ
O
α
X
dξ dη
(x,z)
H
Z η
A B
ω Ω
Z
β
△A
双孔平行隧道开挖
：
圆形断面隧道开挖地表移动与变形
W (X )
a c
b d
tan

h tan 2 tan 2 tan 2 2 X dd X dd exp exp 2 2 e g
Settlement (m m)
软件系统总体设计
• （1）地理信息系统模块。该模块通过空间数据和属性数据对隧道周边环境进 行描述。包括城市的地形图、隧道的起止位置、周边的建筑物情况、每个断 面的地质资料等。建立空间数据库和属性数据库，收集、整理该区域行政区 划、交通、建筑和地形等基础地图信息。 （2）数据库模块。数据库是整个系统的核心，是整个系统得以运转的基础， 它包括计算需要的数据、评价指标和所有的计算结果数据。计算需要的数据 有：隧道的形状、断面尺寸、埋深、支护形式、施工方法、内摩擦角、建筑 物和管线的几何信息等。评价指标包括建筑物评价指标和管线评价指标。 （3）评价方法模块。该模块是进行隧道开挖对周围环境影响评价的基础，通 过该模块，可以采用不同的方法对隧道施工引起的地表和地层位移进行预测， 并与建筑物和管线结合，得到隧道施工引起的周围环境的最终变形值。 （4）反分析模块。该模块通过对已取得的监测数据进行分析，采用遗传算法 寻求各评价方法中关键参数的最优值。 （5）结果输出和评价模块。该模块以图形和文本的方式得到计算结果，并对 建筑物和管线进行评价，提出评价结果和处理意见供用户参考

急倾斜 煤层 开采 地 表移动 变形规 律 的研究 ， 而实现 急 进 倾 斜煤 层采 煤地 表沉 陷预计 ， 指导 矿 区合 理开 采和环 对 境 保 护是 十分必 要 的 。 １ 急倾斜 煤层 开采 的数值 模 拟
１１ Ａ Ｙ ． ＮＳ Ｓ程序 简介
某井 田煤 层为 中生代 侏罗 纪成 煤 ， 矿主要 可采煤 煤 层平 均 厚度 为 ５ 煤 层 倾 角 为 ６。属 急 倾 斜 煤 层 开 ｍ， Ｏ， 采 ， 层 赋 存 稳 定 ， 质 构 造 简 单 ， 开 采 煤 层 位 于 煤 地 现
２１ ０ ２年第 ５期
西 部探矿 工程
１３ ６
急 倾 斜 煤 层 开 采 地 表 移 动 变 形 预 计 研 究
贺 林
（ 中煤 科 工集 团武 汉设 计研 究院 中汉岩土 工程 分公 司 ， 北 武汉 ４ ０６ ） 湖 ３０４ 摘 要 ： 急倾斜 煤层 的地质 条件 及破 坏机 理与 水平煤 层 开采 时有本质 不 同， 急倾 斜煤 层 开采 引起 的地 表 移 动 变形 规律 在 国 内外研 究 中属 于薄 弱环节 ， 其地 表 沉 陷预计 是 国 内外开 采沉 陷研 究领 域 尚未解 决的难题 之 一 。通过 ＡＮＳ ＹＳ数值 模 拟及计 算机 编程 方 法对急倾 斜煤层 开采地表 移动 变 形预 计进 行 了一 定 的研 究 ， 以期 对急倾 斜煤 层 的合 理 开采和 矿 区环境 保护提供 相 关依 据 。
关 键词 ： 急倾 斜 煤层 ； 地表 移动 变形 ； 值模 拟 ； 陷预 计 数 沉 中图分 类号 ： Ｄ８ ３ ２ 文献标 识码 ： 文章编号 ： ０ ４ ７ ６ ２ １ ） ５ １ ３ ４ Ｔ ２． １ Ａ １ ０ —５ １ （ ０ ２ ０ —０ ６ —０