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滕南矿区位于山东省滕州南部,地跨滕州、微山两县(市),西频昭阳湖、微山湖。在实际生产中,3上煤层采出后,工作面上覆岩体产生剪切与移动破坏,引起地表变形,3上、3下煤重复开采对覆岩和地表造成二次破坏。由于工作面靠近湖泊,易发生突水事故,为保证煤矿安全生产,研究重复开采情况下覆岩破坏与地表移动规律具有较高的实际生产意义。 本文结合滕南矿区某矿实际生产情况,采用GPS-RTK与DiN i03电子水准仪测量地面岩移观测点坐标与高程;采用专利技术—“特制测杆配合特制观测点”测量水下岩移观测点坐标与高程,将该技术与GPS静态测量和四等水准测量对比,验证了该技术进行水下测量的可行性,其精度满足矿山测量相关要求。对地面及水下观测点数据进行分析,研究重复开采对地表移动的影响,并计算得到部分岩移参数。 基于覆岩破坏“三带”划分理论,根据经验公式计算导水裂缝带发育预测高度,并设计探测高度。采用井下仰上孔双端堵水观测技术,对比采前孔与采后孔注水漏失量图确定3上煤单层开采与3上、3下煤重复开采导水裂缝带发育高度。 采用FLAC3D软件,根据工作面实际地质采矿条件建立模型,模拟3上煤单层开采和3上、3下煤重复开采条件下地表移动与导水裂缝带发育高度,得到地表下沉值与水平移动值,与实测数据对比可知,数值模拟能有效地反映重复开采对地表移动的影响。将各岩层的最大下沉值进行函数拟合,对拟合曲线分析可知,不同岩性的岩层下沉量不同,且曲线的拐点处为硬岩层。通过模拟3上煤单层开采和3上、3下煤重复开采导水裂缝带发育高度,将模拟值与实测值对比得到FLAC3D能准确可靠的预测导水裂缝带发育高度。 根据滕南矿区多个煤矿资料,对导水裂缝带发育高度和岩移参数进行函数拟合,分析拟合结果可知,函数对整体数据拟合精度高,但对某些点拟合效果较差,为弥补拟合曲线的不足,本文首次将云模型应用到岩移参数预计中,结果表明针对样本数据较少的情况,使用云模型得到的预计结果更加准确。