一種厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,包括:獲取厚沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù);獲取與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù),作為所述厚沖積層礦區(qū)土體下邊界的參考參數(shù);根據(jù)所述厚沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù)和所述土體下邊界的參考參數(shù)計(jì)算得到所述厚沖積層礦區(qū)的土體內(nèi)部沉陷特征參數(shù),以對(duì)所述厚沖積層礦區(qū)的土體沉陷響應(yīng)進(jìn)行分析。本發(fā)明提供的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,用于獲取厚沖積層礦區(qū)土體內(nèi)部的沉陷響應(yīng),以對(duì)厚沖積層礦區(qū)地表沉陷的機(jī)理進(jìn)行研究。
【專利說明】一種厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦山開采技術(shù),尤其涉及一種厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國的煤礦開采區(qū)中,礦區(qū)地質(zhì)從地表往下依次為沖積層和基巖,其中,基巖包括上覆巖層、煤層和底板巖層。按照礦區(qū)的地質(zhì)特征將礦區(qū)分為不同的種類,以沖積層的厚度特征為例,通常將沖積層厚度小于50m的礦區(qū)稱為薄沖積層礦區(qū),將沖積層厚度大于IOOm的礦區(qū)稱為厚沖積層礦區(qū),將沖積層厚度大于300米的礦區(qū)稱為巨厚沖積層礦區(qū)。在對(duì)煤層進(jìn)行開采的過程中以及開采結(jié)束后,少了煤層的支撐作用,煤層上方的沖積層、上覆巖層會(huì)發(fā)生沉陷現(xiàn)象,沉陷現(xiàn)象對(duì)地表的建筑設(shè)施的穩(wěn)定性和安全性有一定的影響,因此,需要對(duì)礦區(qū)的沉陷特征參數(shù)進(jìn)行獲取,以對(duì)沉陷特征進(jìn)行分析,進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)氖侄我员苊獬料莠F(xiàn)象對(duì)建筑設(shè)施造成嚴(yán)重的影響。
[0003]目前所采用的沉陷特征參數(shù)的獲取方法主要是針對(duì)薄沖積層礦區(qū)或無沖積層礦區(qū)來設(shè)定的,而對(duì)于厚沖積層礦區(qū),由于其沖積層較厚,對(duì)薄沖積層礦區(qū)或無沖積層礦區(qū)所采用的參數(shù)獲取方法并不能適用。目前,對(duì)厚沖積層礦區(qū)土體內(nèi)部沉陷特征參數(shù)的獲取方法主要采用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬等方式,這種方式僅能對(duì)礦區(qū)表面現(xiàn)象進(jìn)行分析,例如獲取到地表下沉系數(shù)以對(duì)地表沉陷的范圍進(jìn)行分析等,而不能對(duì)厚沖積層礦區(qū)中復(fù)雜的巖土體的變化特征進(jìn)行監(jiān)測。因此,獲取厚沖積層礦區(qū)土體內(nèi)部沉陷響應(yīng)的特征參數(shù),以對(duì)其地表沉陷響應(yīng)進(jìn)行分析成為本領(lǐng)域中亟待解決的一大難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供一種厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,用于對(duì)厚沖積層礦區(qū)土體內(nèi)部的沉陷特征參數(shù)進(jìn)行獲取,以對(duì)厚沖積層礦區(qū)的土體沉陷響應(yīng)進(jìn)行分析。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,包括:
[0006]獲取厚沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù);
[0007]獲取與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù),作為所述厚沖積層礦區(qū)土體下邊界的參考參數(shù);
[0008]根據(jù)所述厚沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù)和所述土體下邊界的參考參數(shù)計(jì)算得到所述厚沖積層礦區(qū)的土體內(nèi)部沉陷特征參數(shù),以對(duì)所述厚沖積層礦區(qū)的土體沉陷響應(yīng)進(jìn)行分析。
[0009]如上所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,獲取與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù),作為所述厚沖積層礦區(qū)土體下邊界的參考參數(shù),包括:
[0010]確定與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū);
[0011]獲取所述薄沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù),作為所述厚沖積層礦區(qū)土體下邊界的參考參數(shù)。
[0012]如上所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,確定與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū),包括:
[0013]采集厚沖積層礦區(qū)基巖的鉆孔柱狀標(biāo)本作為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本;
[0014]采集待識(shí)別薄沖積層礦區(qū)基巖的鉆孔柱狀標(biāo)本作為待識(shí)別標(biāo)本;
[0015]分別提取所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性特征;
[0016]根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性特征確定與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū)。
[0017]如上所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,提取所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本的巖性特征,包括:
[0018]將所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本分為η段巖層,沿著從基巖至沖積層的方向上,每段巖層之間的距離 Si=I (i=l, 2,..., η);
[0019]根據(jù)每一段巖層對(duì)應(yīng)的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)按照如下公式計(jì)算得到所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)Pi,作為所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本的巖性特征:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,包括: 獲取厚沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù); 獲取與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù),作為所述厚沖積層礦區(qū)土體下邊界的參考參數(shù); 根據(jù)所述厚沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù)和所述土體下邊界的參考參數(shù)計(jì)算得到所述厚沖積層礦區(qū)的土體內(nèi)部沉陷特征參數(shù),以對(duì)所述厚沖積層礦區(qū)的土體沉陷響應(yīng)進(jìn)行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,獲取與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù),作為所述厚沖積層礦區(qū)土體下邊界的參考參數(shù),包括: 確定與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū); 獲取所述薄沖積層礦區(qū)的地表沉陷參數(shù),作為所述厚沖積層礦區(qū)土體下邊界的參考參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,確定與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū),包括: 采集厚沖積層礦區(qū)基巖 的鉆孔柱狀標(biāo)本作為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本; 采集待識(shí)別薄沖積層礦區(qū)基巖的鉆孔柱狀標(biāo)本作為待識(shí)別標(biāo)本; 分別提取所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性特征; 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性特征確定與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,提取所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本的巖性特征,包括: 將所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本分為η段巖層,沿著從基巖至沖積層的方向上,每段巖層之間的距離Si=I (i=l, 2,…,η); 根據(jù)每一段巖層對(duì)應(yīng)的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)按照如下公式計(jì)算得到所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)Pi,作為所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本的巖性特征:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,提取所述待識(shí)別標(biāo)本的巖性特征,包括: 將所述待識(shí)別標(biāo)本分為η段巖層,沿著從基巖至沖積層的方向上,每段巖層之間的距離 Sj=j (j=l, 2,…,η); 根據(jù)每一段巖層對(duì)應(yīng)的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)按照如下公式計(jì)算得到所述待識(shí)別標(biāo)本的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)Pp作為所述待識(shí)別標(biāo)本的巖性特征:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性特征確定與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū),包括: 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的相似度; 將所述相似度與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,將所述相似度與標(biāo)準(zhǔn)值的差值最小的待識(shí)別標(biāo)本對(duì)應(yīng)的薄沖積層礦區(qū)作為與所述厚沖積層礦區(qū)的基巖具有相似特征的薄沖積層礦區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的相似度,包括: 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算得到所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本之間的隸屬度; 根據(jù)所述隸屬度計(jì)算得到所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的相似度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算得到所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本之間的隸屬度,包括: 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的巖性評(píng)價(jià)系數(shù)按照如下公式計(jì)算得到所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本之間第i段(i=l,2,…,n)巖層的隸屬度Uk:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的厚沖積層礦區(qū)土體沉陷響應(yīng)的獲取方法,其特征在于,根據(jù)所述隸屬度計(jì)算得到所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本和待識(shí)別標(biāo)本的相似度,包括: 根據(jù)所述隸屬度按照如下公式計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)本與m個(gè)待識(shí)別標(biāo)本的相似度Ck(k=l, 2,…,m):
【文檔編號(hào)】G01V9/00GK103809215SQ201410083815
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】徐翀, 吳侃, 安士凱, 周大偉, 陳永春, 李亮, 陸春輝 申請人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 中國礦業(yè)大學(xué)