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巨厚松散层下地表移动参数解算与移动变形预计

作　者: 赵丽
导　师: 余学祥
学　校: 安徽理工大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 地表移动参数概率积分法模矢法移动变形预计巨厚松散层
分类号: TD325.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

开采沉陷预计是矿山开采沉陷的核心内容之一,而地表移动参数是开采沉陷预计的基础,其取值的准确性决定了地表移动变形的预计精度。本文采用模矢法进行地表移动参数的解算,同时针对巨厚松散层这一特殊地质采矿条件,对原有的概率积分模型进行修正,利用概率积分法的修正模型进行地表移动变形预计。本文在综合分析多种地表移动参数解算方法的基础上,为改进现有求地表移动参数方法存在的缺陷,利用模矢法(Pattern Search)解算地表移动参数。模矢法解决了利用任意形状工作面开采时的实测资料求取参数的问题。通过对地表移动观测站进行的预计值与实测值的对比求参效果分析,可知在保证参数初值的情况下,模矢法解算的地表移动参数准确、可靠。同时实现了该方法的计算机编程,提高了计算速度和效率。概率积分法是我国开采沉陷预计中普遍采用的方法,但其大多适用于一般地质采矿条件下。本文在详细研究巨厚松散层下地表移动变形规律和参数特点以及传统概率积分法原理的基础上,对概率积分模型进行理论修正,建立了巨厚松散层条件下地表移动变形预计的概率积分法修正模型。经过实例验证,该修正模型的预计值与实测值吻合较好。实现了地表移动盆地最大值预计和主断面上的移动变形预计,以及地表任意点的移动变形预计。同时实现了预计数值成果以word、txt文档的形式保存,静态和动态预计图形以AntoCAD二维可视化图形显示并保存,利用VB6.0的ActiveX自动化接口完成Matlab调用,实现地表下沉盆地与水平移动的三维可视化。本文根据所述理论和方法,以Visual Basic6.0为开发平台,结合AutoCAD编写了“地表移动参数解算与移动变形预计”软件。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-14
1 绪论  14-21
  1.1 课题研究的背景及意义  14-16
    1.1.1 课题研究的背景  14-15
    1.1.2 课题研究的目的和意义  15-16
  1.2 开采沉陷国内外的研究动态、水平  16-18
    1.2.1 国内开采沉陷的研究及发展  16-17
    1.2.2 国外开采沉陷的研究与发展  17-18
    1.2.3 目前开采沉陷的研究中存在的问题  18
  1.3 巨厚松散层下地表移动与变形的研究现状  18-19
  1.4 研究内容及技术路线  19-21
    1.4.1 本文主要研究内容  19-20
    1.4.2 拟采用技术路线  20-21
2 地表移动变形的基本规律及预计基本理论和方法  21-27
  2.1 地表移动变形的基本规律  21-24
    2.1.1 地表移动盆地形成及特征  21-23
    2.1.2 巨厚松散层下地表移动变形规律  23-24
  2.2 地表移动变形预计的基本理论  24-25
    2.2.1 地表移动变形预计的基本概念  24
    2.2.2 地表移动和变形预计的内容  24-25
  2.3 地表移动预计方法及分类  25-27
3 地表移动参数解算  27-48
  3.1 地表移动的基本参数  27-28
  3.2 巨厚松散层下地表移动参数特点  28-29
  3.3 现有解算地表移动参数方法  29-35
    3.3.1 求参准则讨论  29-30
    3.3.2 利用特征点求取参数  30
    3.3.3 空间问题求取参数  30
    3.3.4 交试验设计法求取参数  30-31
    3.3.5 曲线拟合求参数的基本原理  31-33
    3.3.6 概率积分法预计参数的最小二乘模型  33-35
  3.4 模矢法解算地表移动参数  35-41
    3.4.1 模矢法求参基本原理  36
    3.4.2 模矢法解算地表移动参数模型  36-38
    3.4.3 模矢法解算参数的计算步骤  38-39
    3.4.4 模矢法解算地表移动参数的程序实现  39-41
  3.5 朱集煤矿模矢法解算地表移动参数的效果分析  41-47
    3.5.1 地质采矿条件简介  42-43
    3.5.2 地表移动观测站概况  43-45
    3.5.3 模矢法参数解算效果分析  45-47
  3.6 本章小结  47-48
4 地表移动变形预计的概率积分法修正模型  48-74
  4.1 概率积分法基本原理  48-51
  4.2 概率积分法预计模型  51-59
    4.2.1 水平煤层半无限开采时地表移动和变形的预计公式  51-52
    4.2.2 有限开采时地表移动盆地的主断面移动和变形的预计  52-55
    4.2.3 坐标转换  55-56
    4.2.4 地表移动盆地内任意点的移动和变形预计公式  56-59
  4.3 概率积分预计存在的问题  59
  4.4 巨厚松散层下概率积分法修正估计模型  59-63
    4.4.1 概率积分法修正模型的建立  60-62
    4.4.2 概率积分法修正模型的验证  62-63
  4.5 概率积分法修正模型下的模矢法求参效果  63-72
    4.5.1 移动变形预计  63-69
    4.5.2 预计值与实测值比较  69-72
  4.6 本章小结  72-74
5 地表移动参数解算与移动变形预计软件研制及测试  74-84
  5.1 软件简介  74-76
    5.1.1 软件主要功能  74-75
    5.1.2 软件运行的结构设计  75-76
  5.2 软件功能模块设计与实例测试  76-84
    5.2.1 数据准备  76-78
    5.2.2 地表移动参数解算模块  78-79
    5.2.3 移动变形预计模块  79-84
6 结论与展望  84-86
  6.1 本文主要结论  84-85
  6.2 存在问题及展望  85-86
参考文献  86-90
致谢  90-91
作者简介  91-92

巨厚松散层下地表移动参数解算与移动变形预计

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