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申请/专利权人：通用技术集团工程设计有限公司

摘要：本发明涉及煤矿开采沉陷学技术领域，提供一种基于改进地质模型的开采沉陷预计方法及系统，包括以下步骤：获取地面以及井下煤层开采区域相关地质数据以及岩移参数根据获取到的相关地质数据将地面以及井下煤层开采区域划分为多个微分开采单元，并计算各微分开采单元的地质参数，通过先搭建骨架、后细部插值分级分步构建改进地质模型；基于改进地质模型，按照优化算法公式，进行开采沉陷预计计算，得到计算范围内所有地面点的变形量集合，变形量包括地表下沉值、地表倾斜值、地表曲率值、地表水平变形值。通过本发明的技术方案，能反映井下煤层高低起伏、厚度变化等因素引起的地面不均匀沉陷变形，大大提升了煤层起伏和厚度变化较大的地区预计精度。

主权项：1.一种基于改进地质模型的开采沉陷预计方法，其特征在于，包括以下步骤：获取地面以及井下煤层开采区域相关地质数据以及岩移参数，其中，相关地质数据包括钻孔孔口坐标及标高、地面地形图中的等高线标高及沿线各点坐标、煤层底板等高线图中的煤层底板等高线标高及沿线各点坐标、钻孔煤层底板标高及坐标、煤层等厚线图中的等厚线厚度及沿线各点坐标、井下开采煤层的开采块段范围及各开采块边界点坐标、容易被开采沉陷破坏的变形敏感区范围及边界点坐标，岩移参数包括下层系数、水平移动系数、主要影响角正切、开采影响传播角；根据获取到的相关地质数据将地面以及井下煤层开采区域划分为多个微分开采单元，并计算各微分开采单元的地质参数，通过先搭建骨架、后细部插值分级分步构建改进地质模型；基于改进地质模型，按照优化算法公式，进行开采沉陷预计计算，得到计算范围内所有地面点的变形量集合，变形量包括地表下沉值、地表倾斜值、地表曲率值、地表水平变形值，优化算法公式包括： 其中，表征为改进地质模型中坐标为的微分开采单元的煤层厚度；表征为改进地质模型中坐标为的微分开采单元倾角；表征为下沉系数；表征为充分采动地表下沉最大下沉量；表征为开采单元的主要影响半径；表征为坐标为的地面点的标高，表征为坐标为的井下微分开采单元的标高；表征为主要影响角，°；表征为坐标为的地面点的地表下沉值；D表征为煤层开采区域；表征为坐标为的地面点在X方向的地表倾斜值，mmm；表征为坐标为的地面点在Y方向的地表倾斜值，mmm；表征为坐标为的地面点在X方向的地表曲率值，10-3m；表征为坐标为的地面点在Y方向的地表曲率值，10-3m；表征为坐标为的地面点在X方向的地表水平变形值，mmm；表征为坐标为的地面点在Y方向的地表水平变形值，mmm；表征为水平移动系数；表征为开采影响传播角，°，根据获取到的相关地质数据将地面以及井下煤层开采区域划分为多个微分开采单元，并计算各微分开采单元的地质参数，通过先搭建骨架、后细部插值分级分步构建改进地质模型，包括以下步骤：按照设定的微分开采单元尺寸将地面以及井下煤层开采区域分为多个微分开采单元；根据相关地质数据中的煤层等高线，获得煤层等高线穿过的微分开采单元的标高数据，形成煤层起伏构造骨架；采用克里格插值法对基本等高线之间的区域进行插值计算，获取各细部微分开采单元的标高数据，形成整个建模区域的各微分开采单元的标高数据矩阵， ；根据相关地质数据中的煤层等厚线，获得煤层等厚线穿过的微分开采单元的厚度数据，采用克里格插值法对基本等厚线之间的区域进行插值计算，获取各细部微分开采单元的厚度数据，形成整个建模区域的各微分开采单元的煤厚数据矩阵， ；根据周边微分单元的标高数据，按照公式模型计算整个建模区域的各微分开采单元的倾角、走向、倾向数据，公式模型包括： 其中，表征为改进地质模型中坐标为的微分开采单元的煤层倾角；表征为改进地质模型中每个微分开采单元的尺寸；表征为改进地质模型中坐标为的微分开采单元走向；表征为改进地质模型中坐标为的微分开采单元倾向。

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