[发明专利]基于时空关系的矿山采空区覆岩沉降动态预测方法

摘要

本发明涉及矿山采空区覆岩移动预测技术，是一种基于时间和空间关系的采空区覆岩沉降动态预测方法。地下矿山的大量开采常导致覆岩的沉降，影响了矿山的安全生产，给人们的生命财产造成了威胁，同时也对生态环境造成破坏。覆岩沉降受多种复杂因素影响，所以对覆岩沉降的预测是当前该领域中的一个国际难题。本发明通过总结、分析大量矿山沉降资料，将覆岩沉降分4种类型，通过对覆岩沉降量、沉降时间、沉降速度及加速度的关系分析，最终得出符合不同沉降类型的覆岩沉降时间和空间关系动态预测模型该模型实用性强、实施过程简洁、经济、安全，可为矿山未来沉降量与沉降时间的关系进行预测，指导矿山安全生产。

主权项

1.一种基于时空关系的矿山采空区覆岩沉降动态预测方法，包括如下步骤：第一步：测量出要预测矿山的采空区影响半径r，建立二维坐标系，以覆岩未沉降时为0点，以地表水平面为x轴，垂直于采空区中心点的竖直向下为w_m(x)轴，以采空区覆岩最大沉降点为对称中心；第二步：根据测量的实际需要，在距采空区中心不同的距离选取一定数量的监测点，分别记为x₁,x₂,x₃L，其中x值是该监测点与采空区中心点的水平距离，可通过实测得到；第三步：矿山开采后，每间隔一定时间测量一次这些点的沉降量w_m(x,t)，然后通过公式确定参数n，通过求出最终沉降量w_m，根据每段时间测量出的w_m(x,t)求出a(t)，并根据矿山沉降的加速度值的正负变化情况，再确定矿山沉降属于哪种类型；根据研究覆岩沉降分4种类型：①匀速下沉，②加速下沉直至塌陷，③开始加速下沉然后减速下沉最终达到稳定状态，④开始加速下沉，后减速下沉，然后再加速下沉直至塌陷；然后根据已测数据代入与4种覆岩沉降类型依次对应的公式：①②③且t∈[0,t₁)，④且t∈[0,t₂)中求出时间系数的β_i(i=0,1,2,3,4)，最后根据公式进行矿山沉降动态时空关系预测。