西北厚松散层矿区开采沉陷预计与可视化研究

摘要

开采沉陷预计是开采沉陷学的核心内容之一。西北矿区是我国重要的煤炭生产基地，该区地貌复杂，地表黄土层覆盖厚度大，地下采煤引起的地表变形破坏具有特殊性。
　　 对厚松散层覆盖条件下的开采沉陷问题进行深入研究，建立合理的地表移动预计模型并开发相应的预计程序，对于西北矿区安全采煤及其地面保护具有重要意义。
　　 本文基于厚松散层矿区开采沉陷预计的理论模型，采用C＃语言开发了相应的预计程序，并利用VisuAlStudio 2005 实现了预计结果的可视化。论文的主要研究结果如下：
　　 (1) 针对厚黄土覆盖条件下的矿区开采沉陷双层介质模型，依据随机介质理论原理导出了地表沉陷的双重概率积分预计公式。新的预计模型将上覆地层按土层和基岩两种不同介质分别选取预计参数，克服了常规概率积分法在选取综合预计参数时的不确定性，提高了预计结果的可靠性，在西北黄土覆盖矿区具有较好的实用性。
　　 (2) 利用可视化的程序开发工具VisuAlStudio2005，基于C＃语言完成了厚松散层开采沉陷预计模型的程序实现，程序可以对近水平煤层或缓倾斜煤层在充分采动或非充分采动情况下的地表下沉、倾斜、曲率、水平移动及水平变形分别进行预计，同时可以计算出地表沉陷盆地内任意一点的地表移动变形值。
　　 (3)基于C＃语言并结合开源控件ZedGraph，实现了主断面上的各种移动变形预计曲线和沉陷盆地内移动变形等值线图的绘制。利用OpenGL 图形接口，实现了地表移动变形数据的三维显示。
　　 (4) 以彬长矿区大佛寺煤矿40301工作面为研究实例，利用所编制的程序完成了地表移动变形预计与数据可视化。通过与该工作面地表沉陷观测结果的对比，证实了本文预计模型及程序计算的可靠性，预计结果可满足西北矿区开采沉陷预计的要求。
　　 本文的研究成果为西北矿区开采沉陷的准确预测及其地面保护研究提供了新的技术手段和有力的信息支持。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

2西北厚松散矿区开采沉陷预计理论模型

3开采沉陷移动变形预计系统设计

4开采沉陷预计结果可视化表达

5实例应用研究

6结论

致谢

参考文献

附录