安家岭煤矿开采沉陷岩体力学参数反演与数值模拟研究

"本文主要探讨了在安家岭井工一矿开采沉陷问题背景下，如何确定岩体力学参数，并采用数值模拟、正交设计和反演等技术进行研究。通过对不同岩体力学参数确定方法的分析，作者提出了一种综合性的参数确定方法。这种方法在土层模拟中应用Mohr-Coulomb屈服准则，利用经验和工程类比来综合确定参数；而在岩层模拟中，采用Hoek-Brown屈服准则，初始参数基于实验室力学测试结果，结合GSI地质强度指标估算，然后通过正交试验设计，利用数值模拟进行反演，以确定最优参数。最后，使用这些优选参数进行反演区域的数值计算，研究开采后围岩的移动规律，验证该方法的科学性和可靠性。" 在煤矿开采过程中，开采沉陷是一个关键问题，它涉及到地表变形、地质环境影响以及安全风险。本研究中，作者首先分析了岩体的力学参数，如剪切强度、内摩擦角、凝聚力等，这些参数对于预测开采沉陷至关重要。 Mohr-Coulomb屈服准则常被用于土体模拟，因为它能较好地描述土体的破坏特性，而Hoek-Brown屈服准则则更适用于岩石，它考虑了岩石的非线性和各向异性。 在实际应用中，岩体力学参数的确定往往受到实验条件、地质复杂性和数据可用性的限制。因此，作者采用了多种方法的组合，包括经验公式、工程类比和实验室测试数据，以提高参数估计的准确性。同时，正交设计是一种有效的多因素试验设计方法，可以减少实验次数，提高参数敏感性分析的效率。通过数值模拟的反演过程，研究人员可以调整模型参数，使得模拟结果尽可能接近实际观测到的开采沉陷现象，从而得到最优化的参数组合。 在反演过程中，作者将优选的参数应用于数值模型，对开采沉陷进行预测，分析了开采后的围岩移动模式。这一步骤不仅验证了参数的合理性，也提供了对未来开采活动可能影响的评估。文章的结果对于优化开采计划，减少开采沉陷对环境和基础设施的影响，以及提高煤矿开采的安全性具有重要意义。 该研究提供了一种系统的方法来确定岩体力学参数，特别是在井工开采沉陷的背景下。通过数值模拟和反演技术，不仅可以得到更加准确的参数估计，还能为采矿工程的决策提供科学依据，确保开采活动的可持续性和安全性。