基于改进Knothe时间函数的地表动态移动变形预测模型研究

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 43; no. 6; pp. 82 - 89
• Main Authors: 张仲杰, 陈振南, 刘江斌, 马子韬, 闫伟涛, 陈俊杰
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院,河南 焦作 454000%河南理工大学 测绘与国土信息工程学院,河南 焦作 454000 01.11.2024; 国家能源集团 宁夏煤业有限责任公司,宁夏 灵武 750411%哈密市伊吾县自然资源局,新疆 哈密 839304
• Subjects: 动态预测模型; 开采沉陷; Knothe时间函数; Knothe time function; mining subsidence; dynamic prediction model; 地表移动变形; surface movement and defor-mation
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2022120036

TD325; 目的 为进一步探究地表动态移动变形特征,加深认识矿山开采沉陷基本规律,更好地服务于矿山安全绿色生产,方法 针对原Knothe时间函数模型表达地表下沉及其速度变化规律的缺陷,基于矿山开采过程中地表下沉盆地动态形成机理,分析时间函数参数c对地表下沉量、下沉速度和下沉加速度影响规律;以地表下沉速度达到最大值时刻,将地表动态移动变形分为两个阶段,进一步改进Knothe时间函数模型,在此基础上,建立地表动态下沉、倾斜、曲率移动变形预测模型,并以某矿 2201开采工作面为例,进行地表动态移动变形预测和精度分析.结果 结果表明:改进后的Knothe时间函数形态与矿山开采沉陷地表动态移动变形一致,可以较好地描述采动地表"稳定→变化→稳定"全过程动态演化特征;参数c是该函数模型的重要参数,与覆岩力学性质、开采条件和开采速度等地质采矿条件有关,对描述地表动态移动变形量较敏感,随着参数c增大,地表下沉量和下沉速度显著增大;运用改进的Knothe地表动态移动变形预测模型计算,得到的地表下沉量误差为厘米级精度,倾斜值误差在5 mm/m以内,曲率误差在0.7 mm/m2 以内,其相对误差均在6.0%以内,预测结果与实测结果较吻合.结论 提出的预测模型具有一定可靠性与实用性,可较准确分析地表动态移动变形全过程的规律,从而为"三下"采煤及保护煤柱留设提供参考.