基于改进Knothe时间模型的地表移动延续时间预测

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 11; pp. 4001 - 4010
• Main Authors: 张亮亮, 程桦, 姚直书, 王晓健
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 安徽大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230022 01.11.2023; 安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001%安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001
• Subjects: 地表移动延续时间; dynamic subsidence; 预测; 动态沉降; prediction; surface movement duration; Knothe time model; 开采速度; Knothe时间模型; mining speed
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0132

TD325.2; 地表移动延续时间是地表移动稳定评价的关键指标,精确预计该时间对于地表及地面设施的稳定性评估至关重要.首先分析了经典Knothe时间模型描述地表动态沉降规律的不足,然后基于该模型基本假设,提出新的模型假设,建立了仅含一个模型参数且能够精确描述地表动态沉降、沉降速度和沉降加速度的改进Knothe时间模型.其后,基于改进Knothe时间模型,建立了能够综合考虑煤层采高、平均采深和煤层开采速度等因素的地表移动延续时间预测模型,并根据概率积分法给出了模型参数的确定方法.最后,采用 20个矿区地表移动延续时间监测数据对地表移动延续时间预测模型的合理性和精确性进行验证.结果表明:基于改进Knothe时间模型的地表移动延续时间模型预测结果与 20个矿区监测结果基本吻合,2者均方根误差ERMS仅为 64 d,小于《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采指南》预测模型的 882 d和Knothe时间模型的152 d,验证了地表移动延续时间预测模型的合理性和精确性;地表移动延续时间受煤层采高、平均采深和煤层开采速度的影响,且随煤层采高的增加而非线性增加,随平均采深的增加而线性增加,但随煤层开采速度的增加而非线性减小;当煤层开采速度小于 5 m/d时,可通过适当增加煤层开采速度来缩短地表移动延续时间.研究可为煤层开采地表移动变形稳定时间预测提供一定的借鉴和参考.