开采沉陷预计的数值模拟研究.docx

开采沉陷预计的数值模拟研究
摘要：
本文研究了开采沉陷预计的数值模拟，通过对地下水位变化、地面沉降等因素的分析，对开采对地下水位和地层的影响进行了研究，并提出了应对沉降的措施。
关键词：开采沉陷、数值模拟、地下水位、地面沉降、应对措施
1.引言
沉降是由于开采等人类活动引起的地球表面自然地面或地表压实，矿山采掘是其中重要的原因之一。由于矿山采掘地下资源使地表和地下水位发生变化，同时沉降也是随之而来的。为了预测地面沉降趋势，基本方法是制定理论模型，建立模拟计算程序，对采矿活动可能产生的影响进行数值模拟。本文研究采用数值模拟方法预测开采沉陷，并对开采的影响进行了研究。
2.影响因素
地下水位变化和地面沉降是矿山开采对环境的主要影响。地下水是矿山开采活动中的一个重要因素，其对采掘过程中岩石应力的变化和地表沉降变化都具有非常重要的影响。在采矿活动的过程中，矿井穿过含水地层时，如果没有维持均衡的压力，将会对地下水位造成影响。对于地面上的建筑物，地下水位下降可能导致地基变形和结构破坏，严重时可能倾斜或倒塌。
3.数值模拟方法
数值模拟方法可以对地面沉降进行预测和评估，并提出相应的措施，以便在采矿过程中保障地表和地下水的稳定性。
模拟方法基于地下水位和地面沉降的数学模型，采用有限元法建立了地下水位和地面沉降的数学模型。通过对不同条件下的矿井开采进行数值模拟，评估了矿山开采可能产生的沉降情况，以及沉降对地下水位和地面建筑的影响。
4.模拟结果与分析
通过本文所使用的数值模拟方法，我们得出了以下结果：
1）地下水位相对于未受开采的情况有所下降，但是对于一部分地区地下水位的下降幅度并不大。
2）开采引起的地面沉降影响范围很大，振幅也较大。振幅因工程条件、地质条件等而异，工程条件差的地区波动幅度也大。
3）开采引起的地面沉降会导致地上建筑物的损坏，包括地基变形、结构破坏等。
5.应对措施
为了减轻开采对环境造成的影响，需要采取相应的措施：
1）能量补偿法。这种方法通过往井道注水，增加地下水位，以达到对地面沉降的阻止效果。
2）地基加固。地基加固是针对地面沉降，对建筑物基础进行加固，减少因后期沉降而导致的地基变形和结构破坏。
3）生态环境保护。减少开采量，缩小采煤区域，可以减轻地下水位下降和地面沉降等环境问题，同时也对生态环境有较大的保护作用。
6.结论
本文采用数值模拟方法研究了开采沉陷预计，得出了开采对地下水位和地面沉降的影响，并提出了应对沉降的措施。通过本文的研究，可以为开采沉陷预计提供参考。