基于双因素时间函数的松散地层条件下地表点动态沉降预计

发布时间：2019-08-11 19:20

【摘要】：通过分析松散地层条件下地表点沉降规律和Knothe时间函数模型在预测松散地层条件下的不足,在原时间函数中增加了表达松散地层下沉的时间影响参数c_2,构成了双因素时间函数模型;理论分析结果表明,双因素时间函数模型具有收敛慢,对参数值变化适应性强的特点,但并不完全符合地表点动态下沉的全过程;为此结合双因素时间函数的特点对其进行改进,并在薄松散、厚松散和特厚松散地层3种不同条件下对改进后的双因素时间函数进行了验证计算。结果表明:改进后的双因素时间函数能较好的预测赋存不同厚度松散地层条件下地表点的动态沉降全过程。研究成果可为"三下"采煤提供参考。
【图文】：

时间函数,下沉值,下沉速度,单参数

：ed()()dtWtcWWt=（1）式中：eW为地表点最终下沉值；tW为地表某点在t时刻的瞬间下沉值；c为岩性系数。对上式解微分方程得e(1exp())tW=Wct。根据地表下沉加速度和速度的求法，对tW求一阶导数，可得到下沉速度为eV=Wcexp(ct)（2）式中：V为地表点下沉速度。对式（2）继续求一阶导数，则可得加速度。但无论加速度函数还是速度函数都是单调函数，因此，科诺特时间函数不能满足要求。更重要的是，该时间函数只有一个时间指标，而用单因素时间函数表达时，会很快达到沉降（如图1所示），与实际观测与实验室试验结果不相符合。图1不同c值情况下克诺特时间函数图Fig.1DifferentvaluesofcinKnothetimefunction从图可以看出，当c=5时，经历不到1a的时间，点已经收敛，达到最大下沉值，，当c=9时，地表经历一个多月就达到最大下沉值，这显然与事实不符。由此可见，如果c值取值不当将会对预测结果产生很大的影响。这更近一步说明了由单参数控制的时间函数模型具有很大的缺陷，并且单参数时0.00.30.60.91.21.51.82.12.42.73.0时间/a1.21.00.80.60.40.20.0诺特克间函数值时c=22c=14c=9c=7c=5c=3c=2c=1

曲线图,时间函数,不同参数,曲线图

50<h<1000.100.90薄h<500.050.95无0.001.00由上述分析可知，岩层时间影响参数c1反映的是由于地下开挖引起的岩层移动而导致的地表下沉，其计算公式为[20]1t36(120)270pcHEpγσμ=
【作者单位】：煤炭科学研究总院开采设计研究分院;天地科技股份有限公司开采设计事业部;煤炭科学技术研究院有限公司安全分院;
【基金】：国家自然科学基金项目(No.5160041082,No.51404139)~~
【分类号】：TD325

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