神东矿区超大工作面开采沉陷参数取值研究

蔡音飞^1,2，肖武^2,3，李晓静^2,4，张文凯^2,3

1. 太原理工大学矿业工程学院2. 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室3. 中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所4. 山西财经大学公共管理学院

摘 要：神东矿区超大工作面开采对环境影响剧烈。针对超大工作面开采地表沉陷参数精确取值的问题,根据研究区地质采矿条件设计了4个因素、5个水平正交数值模拟试验方法,研究工作面参数对沉陷参数的影响规律,并给出适合现场条件的概率积分法预测参数。采用有限差分数值模型并结合由正交设计得到的25个模拟试验方案,计算模型地表的移动变形数据和沉陷参数,包括下沉系数、水平移动系数和走向边界角。用方差分析法提取对沉陷参数影响显著的工作面参数,发现下沉系数受工作面倾向长度影响显著,水平移动系数受采厚和工作面推进距离影响显著,边界角受采厚影响显著。对正交试验结果进行最小二乘拟合,得到了由工作面参数计算下沉系数、水平移动系数的公式。在研究区地质采矿条件下,这两个系数应分别取0.532、0.266,输入沉陷预测软件计算的结果与实测数据吻合良好。研究可为类似条件下矿区超大工作面地表沉陷预计参数精确取值提供参考。

关键词：开采沉陷;神东矿区;超大工作面;概率积分法;沉陷参数;正交试验;