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厚松散层开采下地表移动变形预计方法研究 随着煤炭等矿产资源的日益消耗以及能源需求的增加,大规模开展厚松散层开采已成为必然趋势。然而,厚松散层开采的过程中,往往会伴随着地表移动变形,对周边环境造成一定的影响和危害。因此,如何准确预测和控制地表移动变形,成为了开展厚松散层开采的重要问题之一。 本篇论文将主要从以下几个方面进行探讨。首先,介绍厚松散层开采的特点。其次,探讨地表移动变形对周边环境的影响及危害。接着,对厚松散层开采下地表移动变形的预计方法进行研究。最后,提出一些可行的控制措施,以保障其安全顺利进行。 一、厚松散层开采的特点 厚松散层开采属于一种较为特殊的采矿方式,它的特点主要有以下几个方面: 1、采区面积广,采工面大,采深度较浅。 2、孔隙度高,含水量大,地质条件复杂。 3、稳定性较差,易受自然因素及人为活动的影响。 二、地表移动变形对周边环境的影响及危害 地表移动变形是厚松散层开采中不可避免的问题,其对周边环境的影响及危害主要表现在以下几个方面: 1、地面下陷:由于开采工作面的上方岩体层被削弱或者塌陷,地面下陷或塌陷不可避免。地面下陷会导致地表产生裂缝,建筑物倾斜变形,道路管线断裂等问题。 2、地表隆起:开采作业会破坏地下岩体的稳定性,导致一部分荷载向上转移,地表隆起。地表隆起会导致压裂脱落,地震波,地表临时性移动等问题。 3、地面沉降:地下空洞和岩体的破坏会导致地面表面沉降,容易导致地面开裂,配水管道爆炸等问题。 三、厚松散层开采下地表移动变形的预计方法研究 厚松散层开采下地表移动变形的预测方法主要有几种,分别是灰色关联分析法、人工神经网络法、有限元法和最小二乘法。下面分别进行介绍。 1、灰色关联分析法 灰色关联分析法是一种基于灰数学的数学预测方法,其基本思想是在一系列数值数据之间建立灰数学模型,以求出数值规律及其规律的相似度,在发现数据之间相互关系的基础上进行预测。在预测地表沉降变形时,可通过采集地质、地面影像、水文地质、环境等数据和现场监测数据进行关联分析,进而达到预测的目的。 2、人工神经网络法 人工神经网络法是一种基于神经网络模型的预测方法,通过对已知数据进行训练学习,从而使其具有一定的泛化能力,进而进行预测。在预测厚松散层开采下地表移动变形时,可采用BP神经网络模型,通过对现场监测数据进行分析,构建输入层、隐含层、输出层,利用BP算法,训练网络,预测地表变形规律。 3、有限元法 有限元法是一种用于计算复杂结构受力和变形的数值计算方法,它将复杂的结构分成许多小的部分,然后分别进行计算,最终获得整个结构的受力和变形情况。在预测地表沉降变形时,可将所预测的区域离散成有限个元素,建立数学模型,通过有限元法计算,获得地表沉降规律。 4、最小二乘法 最小二乘法是一种用于处理数据拟合问题的数学方法,通过优化方法来拟合实测数据,寻找最优的函数模型,进而进行预测。在预测地表移动变形时,可通过采集地质、地面影像、水文地质、环境等数据和现场监测数据进行分析,建立回归方程,采用最小二乘法进行拟合,从而预测地表移动变形规律。 四、控制措施的建议 在开展厚松散层开采的过程中,应该采用一系列控制措施,以保障其安全顺利进行: 1、采用合适的采矿方法,避免对地质环境以及地下岩体的过度损害。 2、在预测地表移动变形后,采取相应措施,对采矿进度进行管控,适时调整,以降低地表移动变形的影响。 3、在地下开采过程中,监测地表沉降变形以及地下应力等情况,并及时进行反馈、调整,以保证采矿安全。 4、对地表移动变形较为严重的区域,应加固地下支、护体结构,并加强现场监测,确保全部安全措施得到有效实施。 5、在厚松散层开采结束后,进行地表恢复和修复工作,将损害降至最低。 五、结论: 本文首先从厚松散层开采的特点入手,深入探讨了地表移动变形对周边环境的影响及危害,然后分析了厚松散层开采下地表移动变形的预测方法,最后提出了一些可行的控制措施,希望能对开展厚松散层开采的相关研究和实践有所助益。