梁宝寺煤矿地表移动参数综合分析

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【摘 要】本文采用了基于GIS系统，对实测数据进行了数据处理，运用MATLAB软件对梁宝寺煤矿三种开采方式下的地表下沉值、下沉参数、水平移动系数、水平移动值、主要影响角正切与采空区面积的关系进行了预计，并且得到了相应的函数表达式。

【关键词】GIS 系统；数据处理；预计；函数表达式

1 地表移动参数统计

梁宝寺煤矿3107、3111、3115工作面条带开采共布设了五条观测线，其中沿走向布设三条观测线，沿倾向布设二条观测线，共埋设测点230个，观测线长度超出工作面边界的长度均大于400m。3107工作面开采周期17个月。3111工作面开采周期5个月。

3201、3202、3204、3206、3208、3212、3216工作面条带开采与全采共布设三条观测线，其中走向布设一条观测线，倾向布设两条观测线，共埋设测点80个。

3201、3202、3204、3206、3208工作面全采共布设4条观测线，沿走向布设两条，沿倾向两条，共埋设测点111个。

采用了 MAPINFO、MATLAB等软件对三种开采方式下岩移观测站实测数据进行了数据处理及二维图形绘制，并求取了地表移动参数如表1所示。

2 最大下沉值W与采空区面积S的关系

分析表明：工作面采空区最大下沉值随着采空区面积的增大先增大后呈一个相对平稳的趋势。三种开采方式下采空区最大下沉值与采空区面积的回归关系如图1所示。随着面积S的增加，最大下沉值W逐渐增加。达到某个值以后再逐渐减小最大下沉值与采空区面积的关系为：

y=-1.17×10-8x2+0.017x-2371.1

关系函数的相对误差为2.67×10-15。

3 下沉系数q与工作面面积S的关系

分析表明：采区下沉系数q与工作面面积S关系呈二次函数关系，下沉系数q随着采空区面积S的增大先增大后减小。

根据上述数据分析，结果表明，三种开采方式下，下沉系数q与采空区面积S的关系为：面积越大，下沉系数越大，当达到某一个值后，随之面积S的继续增大，下沉系数对应减小。下沉系数q与采空区面积S的关系为：

y=-1.41×10-12x2+2.501×10-6x-0.189

关系函数的相对误差为1.11×10-15。

4 主要影响角正切tanβ与工作面面积S的关系

分析表明：采区主要影响角正切tanβ与工作面面积S关系呈二次函数关系，主要影响角正切tanβ随着采空区面积S的增大而减小，达到某一个值后增加趋势趋于平稳。

根据上述数据分析，结果表明，三种开采方式下，主要影响角正切tanβ与采空区面积S的关系为：面积越大，主要影响角正切tanβ越小，当达到某一个值后，随之面积S的继续增大，主要影响角正切对应增加的趋势会减小趋于平稳。主要影响角正切tanβ与采空区面积S的关系为：

y=2.45×10-13x2-1.34×10-6x+3.331

关系函数的相对误差为1.031×10-16。

5 水平移动系数b与工作面面积S的关系

分析表明：采空区水平移动系数b与工作面面积S关系呈二次函数关系，水平移动系数b随着采空区面积S的增大先减小，达到某一个值后再增大。

根据上述数据分析，结果表明，三种开采方式下，水平移动系数b与采空区面积S的关系为：面积越大，水平移动系数b越小，当达到某一个值后，随之面积S的继续增大，水平移动系数对应增加。水平移动系数b与采空区面积S的关系为：

y=6.7055×10-14x2-1.2122×10-7x+0.35184

关系函数的相对误差为1.0338×10-16。

6 水平移动值U0与工作面面积S的关系

分析表明：采空区水平移动值U0与工作面面积S关系呈二次函数关系，水平移动值U0随着采空区面积S的增大而增大，达到某一个值后，增大的趋势减缓趋于平稳。

根据上述数据分析，结果表明，三种开采方式下，水平移动值U0与采空区面积S的关系为：面积越大，水平移动值U0越大，当达到某一个值后，随之面积S的继续增大，水平移动值U0逐渐减小。水平移动值U0与采空区面积S的关系为：

y=-3.439×10-9x2+0.00506x-687.73

关系函数的相对误差为2.8727×10-15。

7 结论

通过对3107、3111、3115工作面条带开采，3201、3202、3204、3206、3208、3212、3216工作面条带开采与全采，3201、3202、3204、3206、3208工作面全采三种方案开采后实测数据分析，获得吧了多工作面开采地表岩移参数。运用MATLAB软件建立了下沉系数q、下沉值W、主要影响角正切tanβ、水平移动系数b，（下转第225页）（上接第127页）水平移动值U0与采空区面积的函数关系，为梁宝寺煤矿“三下”开采设计提供了技术依据。

【参考文献】

[1]何国清等.矿山开采沉陷学[M].徐州：中国矿业大学，1991.

[2]栾元重，曹丁涛，徐乐年，冯尊德.变形观测与动态预报[M].北京：气象出版社，2001.