鲍店矿区开采沉陷预计参数综合研究.docx

鲍店矿区开采沉陷预计参数综合研究
摘要：
鲍店矿区位于山东省济南市历城区，是一个矿产资源丰富的地区，在开采矿产资源的过程中，不可避免地会产生地质灾害，其中沉降是最为常见的地质灾害之一。本文以鲍店矿区为研究对象，对该地区开采沉陷预计参数进行了综合研究，探讨了沉降机理、沉降预测模型、沉降影响分析等内容，以期提供有益的参考。
关键词：
鲍店矿区；开采沉陷；预计参数；综合研究；沉降机理；沉降预测模型；沉降影响分析
一、引言
鲍店矿区是一个矿产资源丰富的地区，自20世纪50年代开始，该地区就开始了大规模的煤炭开采。在长时间的开采过程中，由于地下矿藏的挖掘和脱水排放等原因，使得地下水位下降，地下含水层失去了支撑作用，地层出现了沉降现象。此外，由于煤炭开采过程中存在明挖、暗挖、散挖等多种开采方式，因此也会对周围环境产生影响。
沉降是地质灾害中最为普遍的一种，它会造成建筑物、道路、桥梁等建设物的沉降，危及人民的安全，造成严重的经济损失。因此，研究鲍店矿区开采沉陷预计参数，对于规避沉降对城市建设和民生带来的影响，具有重要意义。
二、沉降机理
地层沉降的机理是多种因素综合作用的结果，其中包括地层的物理力学性质、地下水位的变化、矿层开采引起的应力状态变化等多种因素。本文主要从地下水位变化和矿层开采引起的应力状态变化两个方面探讨沉降机理。
（一）地下水位变化引起的沉降
地下水位是煤炭开采过程中最为重要的因素之一，它不仅影响煤层的稳定性，还会对周围破碎带和软弱地层的力学性质造成影响。
在鲍店矿区，由于长期的煤炭开采，地下水位已经发生了很大程度的下降，很多地方已经形成了干层。地下水位下降会导致地下含水层失去了支撑作用，而地层的物理力学性质会因此而发生改变，从而引起地层沉降。
（二）矿层开采引起的应力状态变化引起的沉降
在开采煤炭的过程中，由于煤炭的采出，矿层的应力状态会发生改变，引起地表的沉降。当矿层除去煤层以外大部分矿体体积时，矿层的应力状态会发生明显的改变，引起地表的较大沉降。
三、沉降预测模型
预测地下水位下降对地表沉降的大小是衡量地下水位对地层影响程度的一种重要方法。下面介绍一些沉降预测模型。
（一）模型一
地下水位的下降对地面沉降的影响是由于地下水位下降所导致的地下水压力的变化所造成的。地下水位下降幅度Δh1既不能太大，也不能太小，一般设置为0.5m。地下水位下降至时刻t时，所产生的最大沉降hmax可由公式计算得出。
hmax=(1.55+0.0042H)Δh1
H——煤地下水位深度
（二）模型二
采用黄弘文、柴承道的模型，且根据煤层开采的特点，将其改进为DP模型，模型结构如下图所示：
其中，输入数据为采煤深度、开采周期、弹性模量、泊松比、界面张力等，通过模型，可得出煤层应力分布及沉降量分布图。
四、沉降影响分析
（一）土地利用变化
随着鲍店矿区煤炭开采的加速推进，周围的土地利用也会发生相应的变化。在矿区附近，很多农民已经把原有的果园或农田用于房地产开发，这些开发活动都会对周围的地面造成压力，导致地面沉降。
（二）建筑物沉降
建筑物的沉降是鲍店矿区沉降的一大影响因素，有些建筑物由于建造时的地基处理不当，本身就很容易发生沉降。而当地层沉降加剧，建筑物的沉降就会更加严重。
（三）交通设施沉降
鲍店矿区周围的道路、桥梁等交通设施的沉降问题也不能忽视。毕竟，这些设施一旦发生沉降，就会对出行造成不便，甚至危及到人身安全。
五、结论
鲍店矿区的地面沉降是一个复杂而长期的过程，它涉及到地下水位、地层的物理力学性质、煤炭开采等多种因素。本文在探讨沉降机理的基础上，介绍了两种沉降预测模型，并对沉降的影响进行了分析。在未来的煤炭开采过程中，必须加强地下水位监测，并采取有效的措施规避沉降对城市建设和民生带来的影响。