东沟兰州湾煤矿地表沉陷预测数值分析

李永刚

摘要：为确定东沟兰州湾煤矿开采后地表塌陷范围及深度，采用数值实验的方法，对4号煤层东西翼采区进行了大范围的开采过程模拟，获得了地表沉陷的三维变化趋势，阐明了现有塌陷区的产生过程，同时与理论计算结果进行了对比，验证了数值实验的准确性，提高了预测工作的精准度，可为同类工作提供方法借鉴。

Abstract： In order to determine the range and depth of surface subsidence after mining in Donggou Lanzhouwan Coal Mine， a large-scale mining process was simulated in the east-west mining area of No.4 coal seam by using numerical experiments， the three-dimensional change trend of surface subsidence was obtained， and the generation process of the existing subsidence area was clarified. At the same time， it was compared with the theoretical calculation results， which verified the accuracy of the numerical experiment and improved the accuracy of the prediction work， which can provide a method for similar work.

关键词：煤矿开采;地表塌陷;范围预测;数值模拟

Key words： coal mining;surface collapse;range prediction;numerical simulation

中图分类号：TD327                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）17-0114-03

0  引言

地下煤层的开采势必引起覆岩的运动，进而影响地表的变形[1]。我国是煤炭资源型国家，全国一次能源中煤炭占比达到60%左右，且在未来很长一段时间内这种能源结构占比不会有太大变化[2]，同时我国人口密集，地表土地资源紧缺，煤矿开采与地表土地塌陷形成了显著的矛盾。為了解决这方面的矛盾我国从绿色发展方面制定了诸多法律法规，要求煤矿企业进行煤层开采地表塌陷的相关预测工作，为后期的土地复垦等环保工作奠定基础[3]。然而这方面的工作在开展过程中大多评价机构都是采用传统的岩层移动角及导水裂隙带发育高度计算作为地表塌陷范围的估计方法[4]，这种方法的缺点是只能在一个剖面线上进行平面范围内的预测，对于多个剖面线间的地表塌陷只能是通过估算进行预测，这将对测量结果带来一定的误差。

为了提高煤矿开采地表塌陷的预测精度，本文拟采用数值计算结合理论计算的方法进行确定，为开采引起的地面塌陷预测工作提供新的技术借鉴。……