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随着采深、采厚的增加,条带开采的地表移动变形规律、尺寸设计及变形预计存在多种问题。针对深部厚煤层条带开采研究中存在的问题,以三河尖矿为例,分析了深部开采地表移动变形规律并获取了该研究区域的概率积分法预计参数;同时对条带开采影响因素及尺寸设计计算方法、参数求取进行了总结分析,并采用数值模拟方法研究了深部厚煤层条带开采沉陷规律,最后针对东二采区具体情况,进行了条带开采尺寸设计以及开采沉陷预计分析等工作。 本研究主要内容包括:⑴对三河尖矿东四采区铁路观测站实测数据进行分析,获得了该区深部开采地表移动变形规律、最终概率积分法预计参数及小尺寸工作面概率积分法预计参数。并对多个小尺寸工作面下沉系数进行修正,获得该区充分采动条件下的下沉系数,为本区及相似条件下深部开采沉陷控制及地表移动参数选择提供了依据。⑵目前常用于条带开采预计参数计算的两个经验公式在参数计算中存在一些不足,尤其在深部条带开采时(采深大于500m)一些参数值为负值,无法采用。采用经验公式求取预计参数时,需根据实际情况进行预计参数的选取,选择合适的参数进行预计,减小对地表移动和变形的预计误差。针对深部条带开采参数预计存在的问题,本文以条带开采地表沉陷主要影响因素为参数分别建立了GA-SVM条带开采预计参数预测模型和GA-GRNN条带开采预计参数预测模型,通过分析比对选择合适的模型求取预计参数并进行沉陷预计,为条带开采参数求取及地表沉陷预计提供方法和依据。⑶在分析影响条带开采地表沉陷因素的基础上,以三河尖矿地质采矿条件为原型利用FLAC3D软件分析采深、采厚、采留宽以及采出率等主要影响因素对深部厚煤层条带开采地表移动变形的影响,分别得出不同条件下地表移动变形规律,并根据实验数据通过回归分析的方法得到地表最大下沉值Wmax、最大水平移动值U max及下沉率q率分别与采深H、采厚m、采宽b、留宽a之间的数学关系。同时为达到保护地表建(构)筑物的目的,根据地表变形值进行判断确定了本区域地质采矿条件下的开采尺寸及采厚的范围。⑷以三河尖矿东二采区为例,根据理论分析和数值模拟得出本区域合理开采尺寸,以实测数据和非线性理论相结合的方法得出本区域合理的条带开采概率积分法预计参数,并进行了地表变形预计和相关分析工作,最终研究成果为实际开采提供了科学依据。