[发明专利]一种新地表下沉动态过程与覆岩离层发展对应关系分析方法

权利要求书

1.一种新地表下沉动态过程与覆岩离层发展对应关系分析方法，其特征在于：

在模型覆岩剖面黏贴测点的测量获得离层由起裂、扩展到闭合的时间过程及其离层长、宽的量化发展指标；

在模型地表上安设下沉测点，与离层同时刻测量地表下沉从零逐步发展到最大值的全过程数据；

由模型试验得出时间进度表，展列地表下沉动态增长数据与覆岩离层动态发展数据，统计分析二者的对应关系，找到地表下沉的初始期、活跃期和衰退期与离层的起裂、发展和闭合时间点的对应关系，重新提出并划分离层时间节点和发展各个阶段；

以模型覆岩剖面黏贴测点的测量进行分析，覆岩主关键层在工作面采孔深度为30-40m时，地表下沉速度最快，其下沉速度达到7.5mm/d，地表最大下沉速度与关键层最大下沉速度同步，关键层的初次破断导致地表的快速下沉，

计算公式为：

dW(t)/dt＝c[W(t)/(1-1-e^-ct)-W_k(1-1-e^-ct)]

W(t)为某一时刻动态下沉值

W_k为地表最终下沉值

1-e^-ct为一定时间内的变化量

dW(t)/dt为地表下沉速度，当W(t)/(1-1-e^-ct)-W_k(1-1-e^-ct)值大于0时地表下沉速度会加快，当W(t)/(1-1-e^-ct)-W_k(1-1-e^-ct)值小于0时地表下降速度会降低，但是由于受到模型中的斜长和长度的条件限制，使得出来的数值与实际数值有一定的偏差；

通过对关键层块体间节理的参数设置，使块体间不产生运动，以此来模拟关键层岩体破断前运动，当采宽达到关键层破断距时，减小块体节理参数，模拟关键层破断后运动，覆岩关键层的破断将影响地表下沉的动态过程，

W(t)＝W₀+Δω(1-ae^-kt)

W₀为衰退期结束时地表的最大下沉量

Δω为衰退期结束后地表的残余下沉值

由于W0为固值，W(t)下沉的量与a、k和t有关，当1-ae^-kt大于0时，W(t)下沉值会加大，当1-ae^-kt小于0时，W(t)下沉值会减缓，覆岩关键层的破断将引起地表下沉速度的明显增大并非呈周期性变化。

2.根据权利要求1所述的一种新地表下沉动态过程与覆岩离层发展对应关系分析方法，其特征在于：

进行模拟煤层中按照不规则的深度进行开挖，待每次开挖后的模型运算至平稳后再开始下一步开挖，当深度推进至150m时，关键层分别发生初次破断、第一次周期破断和第二次周期破断，关键层破断前，地表下沉增量较小，而当关键层破断后，地表下沉增量会增大，而且地表移动影响角和移动影响边界并非一成不变，

W(x，y，t)＝W_m(1-x²/a²-y²/b²)(1-e^-ct)^k

W(x，y，t)为沉陷盆地任一点在任意时刻下沉量

1-e^-ct为一定时间内的变化量

(1-x²/a²-y²/b²)(1-e^-ct)^k乘积为正数时，W(x，y，t)下沉量会加大，(1-x²/a²-y²/b²)(1-e^-ct)^k乘积为负数时，W(x，y，t)下沉量会会减缓，随着a和b的加大，地表下沉影响边界将明显扩大。