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采煤引起的地表沉陷问题总会引起人们的关注,对一般条件下采煤引起的岩层及地表移动规律已有比较深刻的认识。但自20世纪80代起,我国许多矿井在厚松散层下开采出现了一些特殊的现象,如地表下沉系数大于1,地表移动范围扩展广、边界部分收敛缓慢、水平移动范围大于下沉范围、地表移动稳定时间长。这些特殊现象,引起有关各界的重视和关注。 本文以淮南矿区为例首先分析了厚松散层矿区采煤沉陷的机理,发现开采空间向地表传递过程中,松散层土体会出现固结沉降,而且土体作为荷载附加在采空区上方的基岩上,与基岩产生协同作用产生附加沉降。 利用收集的观测站资料证明了概率积分法模型在淮南厚松散层矿区使用存在缺陷,边界部分收敛较快,为建立适用于淮南厚松散层矿区的预计模型,先对概率积分法模型进行了修正,通过添加松散层影响因子,使其较原模型有所改进。再次,基于 Boltzmann函数,提出了全新的预测模型。通过实例,对比分析新建立的两个模型的预测精度、拟合精度、模型参数的选取和物理意义,结果表明,在淮南厚松散层矿区,基于 Boltzmann函数的开采沉陷预测模型比概率积分法模型的拟合精度提高了20％-30%,预测精度提高了10%-20%。最终把基于 Boltzmann函数的开采沉陷预测模型作为淮南厚松散层矿区的预计模型,并确定了淮南矿区参数的选取原则。 再者,分析了 Boltzmann函数模型参数的全局灵敏度,抗差能力和适用性。研究表明,参数的灵敏性符合开采沉陷规律,该模型抗差能力优于概率积分法。相似材料试验表明,该模型适用于煤层倾角小于50°的情形,且精度略优于概率积分模型,基本相同;模型不适用煤层倾角大于50°的情形,且精度低于概率积分法模型。在其它几个矿区使用情况表明, Boltzmann函数模型适用于一般采矿地质条件。 最后,以淮南和峰峰矿区为例,分别进行了工程实例应用,效果良好。