采场覆岩破坏与地表沉陷关系及其动态模拟研究

矿井开采，对地表会造成一定程度的破坏，深入研究地表沉陷发展变化的规律、范围及破坏程度对预防与控制矿区环境地质灾害，具有十分重要的意义。.地表沉陷与覆岩破坏具有直接的因果关系，但是由于采场埋藏地质条件、开采方法、开采顺序及采动条件（采场的尺寸、支护方式、开采高度、推进速度等）的差异，对地表沉陷的影响差别较大。现阶段对地表沉陷的研究大都停落在采场开采完成后，地表运动稳定后最终静止状态，没有深入研究覆岩破坏由微观到宏观的变化过程及其对地表破坏程度的影响。.课题立足采场不同地质条件、采动条件，深入研究随采场推进覆岩由微观扰动到宏观应力、位移的动态发展变化过程，由此推演地表由微观形变到宏观的变形过程，建立覆岩破坏与地表沉陷一体化模型，开发出具有自主知识产权的"采场-地表三维立体空间演化平台"，并建立地表沉陷（破坏）评价模型，为矿井的环境地质灾害预防与控制提供技术与信息支撑。

矿井开采，对地表会造成一定程度的破坏，深入研究地表沉陷发展变化的规律、范围及破坏程度对预防与控制矿区环境地质灾害，具有十分重要的意义。.地表沉陷与覆岩破坏具有直接的因果关系，但是由于采场埋藏地质条件、开采方法、开采顺序及采动条件（采场的尺寸、支护方式、开采高度、推进速度等）的差异，对地表沉陷的影响差别较大。现阶段对地表沉陷的研究大都停留在采场开采完成后，地表运动稳定后最终静止状态，没有深入研究覆岩破坏由微观到宏观的变化过程及其对地表破坏程度的影响。.本课题以采动引起上覆岩层运动为研究主线，通过采场上覆岩层运动力学结构的推导，建立采场立体空间结构力学模型，力学模型引入不同的采动参数（采高、岩层结构、推进速度、采场参数等），通过采场立体空间结构力学模型的演化逐步推演地表沉陷的发展变化规律，深入揭示随采场推进覆岩由微观扰动到宏观应力、位移的动态发展变化过程。通过模型的推演得出三个结论：（1）采场的基本尺寸与上岩层基岩的厚度对地表沉陷幅度与范围有较大影响；（2）地表沉陷是随采场推进一个不断变化的动态过程，传统地表沉陷预计方法是地表沉陷运动稳定后的一个结果；（3）采场开采顺序与煤柱宽度的差异对地表沉陷的幅度具有较大的影响。.本课题在深入研究采场上覆岩层运动与地表沉陷关系的基础上开发了“采场—地表三维立体空间演化平台”，建立了地表沉陷（破坏）预测模型，为矿井的环境地质灾害预防与控制提供技术与信息支撑。.课题开发软件1套，培养研究生2名。