[发明专利]一种厚松散层薄基岩条件下地表下沉值计算方法

摘要

本发明提供了一种厚松散层薄基岩条件下地表下沉值计算方法，包括松散层土体原始数据采集，土体压缩沉降的判断，判断工作面采动程度，计算松散层土体压缩沉降值及数值修正匹配等五步。本发明计算方法简单，具有较强的理论基础，计算准确性高，且方便计算机程序语言的实现，一方面有效的提高了计算厚松散层薄基岩矿区地表下沉值的准确性，另一方面也厚松散层薄基岩矿区安全尘产提供了有力的技术支持。

主权项

1.一种厚松散层薄基岩条件下地表下沉值计算方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)松散层土体原始数据采集，通过现场勘查及查阅原始地质勘查数据，获取待监测松散层土体的地质结构、各层土体厚度、密度、压缩模量及基岩面向土体传递空间的高度数据及常规概率积分法计算得到的地表下沉值，并存档备用；(2)土体压缩沉降的判断，根据现场采集数据，计算基岩与松散层交界面形成的移动盆地的下沉系数q₁、计算松散层土体表面形成的地表移动盆地的下沉系数q₂，判断对比计算得到的q₁和q₂数值大小关系，且当q₂值大于q₁值时，则松散层土体存在压缩沉降，并进行下一步计算作业，q₂值小于等于q₁值时，则松散层土体未发生压缩沉降，并终止计算作业；(3)判断工作面采动程度，根据现场采集数据，工作面采动程度判断计算函数模型为：L/H，其中：L为采掘工作面长度；H采掘工作面深度；且当采掘工作面长度与采掘工作面宽度都达到或超过1.2H₀～1.4H₀时，地表达到充分采动，其中H₀为平均采深；(4)计算松散层土体压缩沉降值，首先构建松散层土体压缩沉降计算函数模型，然后将步骤(1)中采集到的待监测松散层土体的地质结构、各层土体厚度、密度、压缩模量及基岩面向土体传递空间的高度数据带入到松散层土体压缩沉降计算函数模型中进行数据运算，并得出松散层土体压缩沉降值；其中：松散层土体压缩沉降计算函数模型为：其中：W为松散层土体压缩沉降值；W_i为松散层土体第i层的压缩沉降值；n为松散层土体最大层数，n≥1；其中W_i的计算函数模型为：l_i为第i层土体的厚度，ρ_i为第i层土体的密度，E_si为第i层土体的压缩模量，g为重力加速度，D_i为第i‑1层土体向第i层土体传递的空间高度；其中，D_i＝W_i‑1+l_i‑1；W_i‑1为第i‑1层土体的压缩沉降值，l_i‑1为第i‑1层土体的厚度；(5)数值修正匹配，将步骤(4)计算得到的松散层土体压缩沉降值与常规概率积分法计算得到的地表下沉值求和，并得到最终地表下沉值。