基于Matlab的山区急倾斜煤层开采沉陷预计系统_赵博.pdf

收稿日期2019-06-21 基金项目国家自然科学基金项目 （编号 41572227） ，“十三五” 国家重点研发计划项目 （编号 2018YFC0406404） 。 作者简介赵博 （1995） ， 男， 硕士研究生。通讯作者武雄 （1973） ， 男， 教授， 博士， 博士研究生导师。 总第 525 期 2020 年第 3 期 金属矿山 METAL MINE 基于Matlab的山区急倾斜煤层开采沉陷预计系统 赵博梁乃森吴初武雄 1 （中国地质大学 （北京） 水资源与环境学院， 北京 100083） 摘要为研究山区条件下急倾斜煤层开采对地表移动变形的影响， 基于 Matlab编程语言， 将皮尔森Ⅲ型公 式法与山区地表移动预计模型进行叠加， 开发出了具有多项功能的开采沉陷预计系统， 并对其适用性进行了验证。 该系统的主要特点为， 利用地表高程点对山区地表进行曲面二元多项式拟合， 基于地表曲面函数有效解决了任意 点倾斜方向角、 倾角、 地表特性系数、 影响半径等重要参数的获取问题， 减少了前期数据准备的工作量。将甘肃某 矿区急倾斜煤层开采相关参数代入预计系统进行计算及绘图， 并与实际观测值进行了对比分析。结果表明 在下 沉值和走向移动值预计中， 约有86.8的点位所处区域的地表变形符合实测值的凹形发展趋势， 可有效反映矿区 变形特征； 而在倾向移动值预计中不符合实测值的发展趋势， 是因为系统的预计误差受到地表曲面拟合精度及矿 区实际条件制约， 应采用更精确的矿区参数进一步验证。该系统对于山区急倾斜煤层开采所引起的地表移动变形 预计具有一定的参考价值。 关键词开采沉陷山区急倾斜煤层预计系统皮尔森Ⅲ型公式Matlab 中图分类号TD325文献标志码A文章编号1001-1250 （2020） -03-159-09 DOI10.19614/ki.jsks.202003024 Prediction System for Mining Subsidence of Steeply Inclined Coal Seam Based on Matlab in Mountainous Area Zhao BoLiang NaisenWu ChuWu Xiong2 （School of Water Resources Environment， China University of Geosciences（Beijing） ， Beijing 100083， China） AbstractIn order to study the mining influence of steeply inclined coal seam on surface movement and deation in mountainous area， based on the Matlab programming language， the Pearson III ula is superimposed with the pre- diction model of mountain surface movement， so as to develop a prediction system with multiple functions.Subsequently， its applicability is verified.The main feature of the system includes that the surface bifurcation polynomial fitting is made on the surface of the mountainous area by using the elevation point of the surface.It is convenient to solve the problem of obtaining important parameters based on the surface function such as the direction angle of inclination，dip angle， surface characteris- tic coefficient and influence radius of any point， which reduces workload of preparing data.By calculating and plotting the pa- rameters related to the steeply inclined coal seam mining in a mining area in Gansu Province， and comparing with the actual observations.The study results show that for prediction of the subsidence value and the strike movement value， 86.8 of the points are in line with the measured values with concave development trend， and variation characteristics of surface dea- tion can be effectively described； however， for prediction of dip movement value， it is not consistent with the development trend of the measured values.It is analyzed that the reason for prediction error of the prediction system mainly comes from the surface fitting and the actual conditions of the mining area， which should be further verified by using more accurate mining ar- ea parameters.The system developed in this paper can provide certain reference for the prediction of surface movement and deation caused by steeply inclined coal seam mining in mountainous area. KeywordsMining subsidence， Mountainous area， Steeply inclined coal seam， Prediction system， Pearson III ula ， Matlab Series No. 525 March 2020 159 ChaoXing 金属矿山2020年第3期总第525期 煤层开采引起的地表移动变形与地表倾角大 小、 地形条件密切相关 ［1-4］。不同的煤层倾角、 地形条 件适用于不同的开采沉陷预计方法 ［5-7］， 为计算方便， 通常借助不同的计算机编程语言开发出多功能的可 视化开采沉陷预计系统 ［8-10］， 也有学者将机器学习算 法应用于开采沉陷预计方面 ［11-12］。近年来， 对于急倾 斜煤层开采引起的地表移动变形规律和预计方面的 研究， 成果丰硕 ［13-16］， 但对于山区条件下的急倾斜煤 层开采引起的地表移动变形预计方面的研究深度稍 有欠缺 ［17-18］。相关研究表明［7］ 皮尔森Ⅲ型公式法适 用于平地条件下急倾斜煤层开采地表移动变形预 计， 山区地表移动预计模型主要适用于山坡平均坡 度小于30的水平和缓倾斜煤层开采条件下的地表 移动变形预计。本研究将皮尔森Ⅲ型公式法与山区 地表移动预计模型 ［7］进行叠加， 实现优势互补， 在 Matlab平台上开发预计系统， 对山区急倾斜煤层开采 沉陷进行预计。 1系统设计及编程实现 本研究开采沉陷预计系统分为五大模块， 即坐 标转换、 山地地表曲面拟合、 地面移动变形计算、 地 面移动变形绘图、 地表任意点移动变形值计算， 通过 代码编写、 整合及界面开发， 便于人机交互操作， 实 现数据的快速处理与分析。 1. 1计算原理 本研究系统开发是建立在对皮尔森Ⅲ型公式法 和山区地表移动预计模型叠加的基础上， 因此实现 两者参数意义匹配较为重要。通过对公式分析可 知， 两者参数匹配不存在重大矛盾， 皮尔森Ⅲ型公式 法可直接应用， 将山区地表移动预计模型坐标方向 和部分参数意义与前者调整对应即可。 皮尔森Ⅲ型公式法的倾向主断面预计公式为 ［7］ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ W x a1WmaxZa 2exp -a3Z U x q[]B - P xi x i x Wmax Lα a1Za 2exp -a3Z a2 Z - a3 Z x/Lα Lα H1cotλ0 cotβ0 M/sinα Wmax Kα ΔH H0 Mcosαn3 P x B{ } 1 - b11 - Z b2exp[ ]-b3 1 - Z B b0Lα ，（1） 式中，n3为走向采动程度系数，n3 k3l H0 ；k3按覆岩类 型取值， 坚硬取0.7， 中硬取0.8， 软硬取0.9；n3大于1.0 时取1.0；l为工作面长度， m；α为煤层倾角，（） ；M为 煤层厚度；Wmax为最大下沉值， m；H1、H0、ΔH分别为 下边界采深、 平均采深、 阶段垂高， m；λ0、β0分别为 底板边界角、 顶板边界角，（） ；q为水平移动归算系 数， 一般取1.6；Kα为下沉影响系数；Lα为下沉盆地全 场；a1、a2、a3为下沉盆地模型系数；b0、b1、b2、b3为 水平移动模型系数；W x 、U x 、i x分别为倾向 主断面下沉值、 移动值、 倾斜值曲线。 皮尔森Ⅲ型公式法采用的走向主断面概率积分 法公式 ［19］如下 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ W y 1 2 Wmax ■ ■ ■■ ■ ■ ■■erf π r y 1 - 1 2 Wmax{ } erf ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ π r y - D 1 U y bWmax ■ ■ ■ ■ ■ ■ e -π y2 r2 - e -π y - D 2 r2 ， （2） 式中，b为走向水平移动系数；D为走向实际计算长 度， 由实际开采长度与拐点偏移距之差得到， m；r为 走向上主要影响半径，r H1 tanβ； H1为下边界采深， m； tanβ为主要影响正切；W y 、U y分别为走向主断 面下沉值和移动值曲线。 水平地面任意点x,y的下沉值Wx,y和沿φ方 向的水平移动值Ux,y φ的计算公式为 ［7］ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Cx W x /Wmax Cy W y /Wmax Wx,y CxCyWmax Ux,y φ CyU x cosφ CxU y sinφ .（3） 已进行参数调整的山区地表移动预计模型 ［7］计 算公式为 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Wsx,y Wx,y Dx,y {} P[ ]x cos2φ P[ ]y sin2φ P[ ]x P[ ]y sin2φcos2φtan2α地x,y Wx,y tan2α地x,y Usx,y φ Ux,y φ ||Dx,yWx,y {}P[ ]x cosφcosφ P[ ]y sinφsinφ tanα地x,y ，（4） 式中，Wx,y、Ux,y φ 分别为相同地质、 开采技术 条件下， 水平地面任意点x,y的下沉量和该点沿φ 方向的水平移动量， 按式（3）计算， m；Wsx,y、 160 ChaoXing 2020年第3期赵博等 基于Matlab的山区急倾斜煤层开采沉陷预计系统 Usx,y φ分别为叠加山区地表移动预计模型后最终 的下沉值和水平移动值， m；Dx,y为点x,y的地表特 性系数， 根据地表类型 （表层土与地面植被特征、 地 貌） 取值；α地x,y为点x,y的倾角，（） ；φ为点x,y的 倾斜方向角，（） ；φ为计算方向角，（） ；φ、φ由x轴正 向按逆时针方向计算；P[ ]x、P[ ]y分别为倾向和走向 主断面的滑移影响函数， 按下式计算 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ P[ ]x P x PS - x - 1 P x 1 Ae -1 2 x r p 2 Wme -t x r p 2 P[ ]y P y PL - y - 1 P y 1 Ae -1 2 y r p 2 Wme -t y r p 2 ，（5） 式中，S为工作面倾向方向的计算长度， 即倾向主断 面下沉盆地全长， m；L为工作面走向方向的计算长 度， 即走向主断面计算长度， m；Wm为理论最大下沉 值， 参考皮尔森Ⅲ型公式法计算， m；A、p、t为滑移影 响参数， 参考值分别为2π、 2和π；r为主要影响半径， 计算公式为 rx,y Hx,y - H均 tanβ ，（6） 式中，Hx,y为地表点x,y的高程， m；H均为工作面 底板平均高程， m；tanβ为主要影响角正切。 1. 2系统开发 结合皮尔森Ⅲ型公式和山区地表移动预计模 型的特点， 本研究在 Matlab环境下设计了山区急倾 斜煤层开采沉陷预计系统， 系统主界面如图 1 所 示。 1. 2. 1统一计算坐标系 如图2所示， 皮尔森Ⅲ型公式法的原始坐标系分 别为倾向O1X与走向O2Y两个单轴坐标系， 为符合平 面计算习惯， 系统统一计算坐标系为由原始主断面 坐标系中O1X与O2Y分别向下、 向左平移至O1、 O2重 合形成新的坐标系X1OY1， 方便理解计算， 本质上没 有改变任何变量， 其中S3、 S4为工作面走向左、 右拐点 偏移距。 1. 2. 2坐标转换工具箱 如图3所示， 工作面的计算坐标系根据煤层产状 而定 （X2OY2） ， 既有的经纬度及高程数据或投影直角 平面坐标系以正东、 正北为轴 （X1OY1） ， 因此需要将 后者进行坐标转换以匹配前者， 方便计算。若后者 为经纬度数据， 工具箱将会自动按照经纬度与实际 距离长度 （m） 的换算关系进行近似换算。 161 ChaoXing 金属矿山2020年第3期总第525期 坐标轴旋转公式为 ■ ■ ■ x2 x1cosθ y1sinθ y2 y1cosθ - x1sinθ ，（7） 式中，x1，y1为原始坐标，x2，y2为坐标轴绕原点逆向旋 转θ角后的坐标。 1. 2. 3山区地表曲面函数拟合 山区地表移动预计时需要对坡面任意点的倾斜 方向角、 倾角、 地表特征等进行取值， 但由于地貌特 性不一， 人工取值的数据量巨大， 难以实现。本研究 对采集的地表三维数据利用Matlab软件的fit函数进 行多项式拟合， 利用高程数据拟合出二元曲面函数 方程， 模拟山区的地形起伏形态， 便于后续计算； 利 用三维向量夹角计算方法计算坡面任意点倾斜方向 角和倾角， 通过判断任意点的凹凸性从而给定地表 特性系数值。Matlab软件中fit函数提供有三次、 四次 和五次多项式拟合方法， 在本研究系统中分别对应 的地形复杂程度为简单、 一般、 复杂， 主要参考地形 相对高差、 起伏复杂程度进行选择。 部分函数代码如下 （ “” 之后为代码释义） Cimportdata （ ［path， file］ ， ， ） ；将X， Y， Z格式的三维 高程数据文本导入 XC （， 1） ； YC （， 2） ； ZC （， 3） ； ffit （ ［X， Y］ ， Z， poly55） ；利用fit函数将三维数据进 行五次多项式拟合 syms x y；定义x和y符号变量 zf.p00f.p10.*xf.p01.*yf.p20.*x.2f.p11.*x.*yf.p02. *y.2f.p30.*x.3f.p21.*x.2.*yf.p12.*x.*y.2f.p03.*y.3f. p40.*x.4f.p31.*x.3.*yf.p22.*x.2.*y.2f.p13.*x.*y.3f.p04. *y.4f.p50.*x.5f.p41.*x.4.*yf.p32.*x.3.*y.2f.p23.*x.2.*y. 3f.p14.*x.*y.4f.p05.*y.5f.p23.*x.2.*y.3f.p14.*x.*y.4f. p05.*y.5；根据函数对象f的属性 （f.p00等） 获取系数值并 生成曲面符号函数。 HmatlabFunction （z） ；将符号函数转换为匿名函数， 即地表拟合函数， 为山区地表任意点的倾斜方向角、 倾角计算 提供方便. 1. 2. 4地面移动变形函数计算 地表移动变形函数计算是整个系统实现中最重 要的部分， 该模块将上述提及的各计算公式进行耦 合编程， 在上一模块地表函数拟合完毕后， 利用曲面 函数和手动输入的计算参数生成各个移动变形预计 函数， 为下一模块移动变形图绘制提供计算基础， 图 4所示为主要计算流程。 1. 2. 5皮尔森Ⅲ型公式法 皮尔森Ⅲ型公式法主要由三部分组成 倾向主 断面计算、 走向主断面计算、 地面任意点计算。倾向 主断面计算依据式 （1） 以匿名函数进行计算， 走向主 断面计算依据式 （2） 概率积分法以匿名函数进行计 算， 地面任意点计算依据式 （3） 将前两者组合而成， 现仅给出下沉值和水平移动值函数计算代码。 倾向主断面下沉值与水平移动值函数部分代码 如下 162 ChaoXing 2020年第3期赵博等 基于Matlab的山区急倾斜煤层开采沉陷预计系统 Wx （x）a1.*Wmax.*Z （x） .a2.*exp （-a3.*Z （x） ） ； ux （x）q1.* （B-Px （x） ） .*ix （x） . 走向主断面下沉值与水平移动值函数代码如 下 Wy （y） （1./2.*Wmax.* （erf （sqrt （pi） ./r.*y） 1） ） - （1./2. *Wmax.* （erf （sqrt （pi） ./r.* （y-D） ） 1） ） ； uy （y） （b .* Wmax .* exp （-pi .* y.2 ./ r.2） ） - （b .* Wmax .* exp （-pi .*（y - D） .2 ./ r.2） ） . 地面任意点下沉值与水平移动值函数代码如 下 syms x y； CxWx （x） ./Wmax； CyWy （y） ./Wmax； wCx.*Cy.*Wmax； uCy.*ux （x） .*cosd （Phi） Cx.*uy （y） .*sind （Phi） ； WxymatlabFunction （w， Vars，［x y］ ） ； uxymatlabFunction （u， Vars， ［x y］ ） ； 由 Wxy 与 uxy 即 得到平地急倾斜煤层开采地表移动值任意点的匿名计算函 数。 1. 2. 6山区地表移动预计 由上述分析得到了地表曲面拟合函数， 利用曲 面法向量与X轴和Z轴的方向向量夹角计算方法， 可 以得到公式所需的坡面任意点的倾斜方向角和倾 角， 以此来代替对地表坡面的数据采集。 曲面法向量采用偏导数计算得到， 程序代码为 syms x y vxmatlabFunction （-diff （H， x） ， Vars，［x y］ ） vymatlabFunction （-diff （H， y） ， Vars，［x y］ ） vz1. 坡面任意点的倾角计算代码为 dipAngle （x， y）90-asind （vz./sqrt （vx （x， y） .2vy （x， y） . 2vz.2） ） . 坡面任意点的倾斜方向角计算代码为 dirAngle （x， y）Angle （x， y， vx， vy） ； function dirAngleAngle （x， y， vx， vy） if vy （x， y） ＞0 用于判断倾斜方向角与x轴正向逆 时针旋转夹角是否大于180度 dirAngleacosd （vx （x， y） ./sqrt （vx （x， y） .2vy （x， y） .2） ） ； else dirAngle360-acosd （vx （x， y） ./sqrt （vx （x， y） . 2vy （x， y） .2） ） ； end End. 地表特性系数在凹凸处不同， 根据曲面函数可 计算任意点的凹凸性从而对该点赋值， 计算函数为 Surfacuex,y， 可在任意点获取对应值。 最后， 山区地表移动预计模型[]式 4 与皮尔森 Ⅲ型公式法[]式3叠加得到最终计算函数， 下沉值 与水平移动值计算的函数代码如下 Ws （x， y） - （Wxy （x， y） surfacue （x， y） .* （Px （x， y） . *cosd （dirAngle （x， y） ） .2Py （x， y） .*sind （dirAngle （x， y） ） .2Px （x， y） .*Py （x， y） .*sind （dirAngle （x， y） ） .2.*cosd （dirAngle （x， y） ） .2.*tand （dipAngle （x， y） ） .2） .*Wxy （x， y） .*tand （dipAngle （x， y） ） .2） ； us （x， y） uxy （x， y） abs （surfacue （x， y） ） .*Wxy （x， y） .* （Px （x， y） .*cosd （Phi） .*cosd （dirAngle （x， y） ） Py （x， y） .*sind （Phi） .*sind （dirAngle （x， y） ） ） .*tand （dipAngle （x， y） ） . 曲率值、 水平变形值、 倾斜值等函数计算可采用 对函数Ws或us求导的办法得出。至此， 根据所需要 输入的参数类型在系统用户界面输入相应的数值， 点击 “计算” 便可得到山区急倾斜煤层开采地表移动 变形函数。 1. 2. 7地面移动变形图形绘制 在完成了地面移动变形函数计算后， 本模块 “计 算” 按钮自动开启， 可对地表下沉值、 地表水平移动 值、 地表倾斜值、 地表曲率值、 地表水平变形值等进 行二维及三维图形绘制。为控制图形绘制精度和时 长， 系统默认绘图采样间隔为1 m， 随着绘图间隔增 大， 绘图时长减小。默认绘图范围由上一模块函数 计算时自动生成， 可在系统默认的绘图范围内进行 修改。 根据绘图采样间隔可得计算坐标列表并生成网 格采样点， 可将网格点直接代入函数即可得到对应 网格点上的地表移动变形值， 程序代码为 xXminintervalXmax； interval为采样间隔 yYminintervalYmax； ［X， Y］ meshgrid （x， y） ； ZWs （X， Y） ； Zus （X， Y） . 根据得到的X,Y,Z值， 便可通过图形绘制函数 生成对应的二维或三维图形， 代码为 surf （X， Y， Z， EdgeColor， interp） 三维图形 contour （X， Y， Z， v， ShowText， on， LabelSpacing， 6000） 平面等值线图。 1. 2. 8地表任意点移动变形值计算 本研究开采沉陷预计系统可对计算范围内任意 点的地表移动变形值进行计算和查询， 可以单点查 询或批量查询， 单点查询直接输入相应点位的x,y 坐标， 批量查询时可导入点位x,y坐标的txt文档， 选 择计算值类型， 点击 “计算” 。单点查询时可以直接 显示， 批量查询时则输出为新的txt文件。 2实例分析 根据甘肃省某矿区山区地下急倾斜煤层开采参 163 ChaoXing 金属矿山2020年第3期总第525期 数， 采用本研究预计系统 （登记号 2019SR0590923） 对其进行地表移动变形预计和分析。 2. 1预计参数 该采区共有上下两层煤， 矩形工作面采用综采 放顶煤开采方法， 煤层厚度分别为 7.2～8.2 m 和 29.87～44.82 m， 平均厚度分别为 7.7 m和 35.6 m， 工 作面走向长800～1 200 m， 煤层平均倾角为52～53。 根据实际矿区开采和观测资料分析， 结合 “三下” 开 采规范 ［7］中提供的地表移动经验参数值， 确定的本研 究开采沉陷预计参数如表1所示。 注Kα、a1、a2、a3、b0、b1、b2、b3等参数参考文献 ［7］ 取值。 2. 2开采沉陷预计 根据计算原点和采区范围将研究区的地表三维 高程数据转换为符合系统统一坐标系的数据格式， 而后通过Matlab的fit函数对该地区复杂地形进行五 次多项式曲面拟合， 拟合效果见图5。 根据地表曲面拟合函数和预计参数进行地表移 动变形函数计算并绘图， 由本研究预计系统绘制的 地表下沉值的三维、 二维平面图如图6、 图7所示， 绘 制的地表倾向、 走向移动值的三维、 二维平面图见图 8～图11。 通过观察地表下沉值图形可看出等值线仅有 轻微折曲现象， 等值线表现较规则， 整体来看地表 下沉值受山区条件的影响较小； 对地表倾向、 走向 移动值图形观察发现， 等值线出现明显的折曲变 化， 尤其对于走向移动方向的影响较强， 而对于倾 向方向移动影响较弱， 反映出水平移动值受山区条 件的影响较大。 2. 3数据验证分析 矿区在地表布设有若干观测点， 并已获取到一 定时间段内的经纬度和高程观测数据， 通过坐标转 换工具箱将原始数据转为系统内对应坐标， 位于默 认绘图范围内的观测点有38个。将观测点在统一坐 标系内的坐标值输入系统进行批量查询， 并输出系 统预计值。预计值与实际观测值的对比结果如图 12、 图13、 图14所示。 本研究预计系统可针对地表移动变形值的变 化提供较好的趋势发展预计结果。图 12 中， 点 1002～1006 间预计下沉值较小， 下沉趋势呈现同步 水平下沉， 与实际观测值呈现的凹形下沉趋势差 别较大， 其他点位间的预计值与实际观测数据之 164 ChaoXing 通过进一步分析可知 下沉值与走向移动值的 预计结果较好地符合了实测值的发展趋势， 符合发展 趋势的点位占全部观测点的86.8， 而对倾向移动值 的预计背离了实际， 基本与实测值呈现相反的移动方 向， 无法提供有效的预计结果。在本例中所体现的数 据误差来自几个方面， 一是预计系统中地表曲面拟合 产生的误差， 地形越复杂误差越大， 可能对水平移动 值产生影响； 二是采用的矿区参数不能完全反映实际 开采情况， 本例中工作面邻近区内已经存在有其他开 采工作面， 叠加效应将影响到实测值的变化， 且并未 2020年第3期赵博等 基于Matlab的山区急倾斜煤层开采沉陷预计系统 间呈现出良好的凹形发展趋势。图 13 中， 预计倾 向移动值的变化趋势与实际观测值相似， 但移动 方向相背， 趋势表现不同步， 表明在本例中对倾向 移动值的预计没有意义， 但是否对所有的矿区都 不适用， 需要进一步研究。图 14中， 预计走向移动 值与实际观测值间的发展趋势与图 12的下沉值相 似， 在点 1002～1006 间预计值与实测值的凹形发展 趋势相差较大， 在点 1007 之后的预计值与实测值 整体表现出良好的凹形发展趋势， 仅在个别点位 出现偏差。 165 ChaoXing 排除， 因此出现了实测下沉值大于预计下沉值的现 象； 三是受地质条件、 数据采集精度等因素影响。 3结论 （1） 将皮尔森Ⅲ型公式法与山区地表移动预计 模型进行叠加计算， 可实现对山区急倾斜煤层开采 地表移动变形的近似预计。实现方法主要是通过 Matlab语言对计算公式封装开发出可视化预计系统， 系统将山区地表拟合生成曲面函数， 为计算地表坡 面任意点的倾斜方向角、 倾角等参数提供了方便。 另外， 预计系统可以对最终生成的移动变形函数进 行采样绘图， 实现在预计范围内的二维、 三维可视化 分析， 从而可以更加直观地展示预计结果和地表变 形规律。 （2） 通过结合实际矿区的开采条件和观测数据， 确定了采区相关参数， 利用本研究预计系统进行地 表移动变形预计， 得到了观测点的预计值， 并将预计 值与实测值进行了对比分析。结果表明 实测下沉 值、 走向水平移动值与预计值的整体发展趋势基本 符合， 仅个别点位存在误差， 倾向水平移动值的预计 效果较差， 在本例中没有参考意义， 可能受到系统地 表曲面拟合精度、 采区地质条件、 数据采集误差等因 素的影响， 仍需要进一步验证分析并继续改进。通 过分析可知 本研究开发的预计系统可以对山区急 倾斜煤层开采引起的地表移动变形发展趋势进行近 似预计， 但由于受到误差影响， 会出现偏离预计的现 象， 因此应尽可能保证各项开采沉陷预计参数精确 取值。 参 考 文 献 吴文敏， 刘荣海， 侯生辉， 等.不同倾角煤层开采覆岩及地表移［1］ 金属矿山2020年第3期总第525期 166 ChaoXing ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ ［7］ ［8］ ［9］ ［10］ ［11］ ［12］ ［13］ ［14］ ［15］ ［16］ ［17］ ［18］ ［19］ 动变形规律 ［J］ .煤矿安全， 2017， 48 （10） 186-190. 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