东坡煤矿特厚煤层综放开采地表移动规律研究.pdf

分类号分类号 学校代码学校代码 UDCUDC 密密 级级 硕 士 学 位 论 文硕 士 学 位 论 文 东坡煤矿特厚煤层综放开采地表东坡煤矿特厚煤层综放开采地表 移动规律研究移动规律研究 Study on law of surface movement and deation for extra-thick coal with fully mechanized caving mining in Dongpo coal mine 研研 究究 生生 高高 超超 导导 师师 徐乃忠徐乃忠 研究员研究员 学科专业学科专业 采矿工程采矿工程 研究方向研究方向 建筑物下采煤建筑物下采煤 培养单位培养单位 煤科总院开采设计研究分院煤科总院开采设计研究分院 煤炭科学研究总院 2014 年 4 月 煤炭科学研究总院硕士学位论文 I 摘摘 要要 特厚煤层综放开采技术因其一次性采出煤层厚度大，对覆岩和地表的影响程度 大，地表移动规律存在其特殊性，对该条件下地表移动规律研究较少，不能很好地 指导“三下”采煤及保护煤柱留设。 本文针对特厚煤层综放开采地表移动规律的特殊性问题，根据朔州矿区东坡煤 矿 914 工作面地表移动观测站的实测数据分析，求取了东坡矿 914 工作面特厚煤层 综放开采地表移动变形计算参数，得出下沉系数 q0.74，水平移动系数 b0.25，主 要影响角正切值 tanβ2.95， 下山拐点偏移距 S126.0m， 上山拐点偏移距 S214.0m， 走向拐点偏移距 S3S442m，开采影响传播角 θ86.5。 应用离散元 3DEC 软件建立数值模拟模型对特厚煤层综放开采地表移动规律特 殊性的相关影响因素进行了分析，借助岩层控制理论、FLAC3D模拟软件、土力学、 力学等理论方法研究分析了近浅埋特厚煤层地表移动规律的特殊性，得出近浅埋特 厚煤层综放开采具有水平移动系数偏小、主要影响角正切值偏大、移动角和边界角 值偏大等特殊性。 论文基于数据处理软件 Matlab 的计算平台， 编写和实现了直接读取调用地表移 动观测站实测数据，进行主断面上移动变形曲线绘制和根据下沉和水平移动数据拟 合求取沉陷预计参数的程序。同时以 Matlab 为计算平台，以概率积分法为基础，对 工作面的开采沉陷进行了三维可视化研究，使得地表沉陷能够更直观形象简洁地展 示。 关键词关键词特厚煤层综放开采，地表移动变形规律，拟合求参，三维可视化 煤炭科学研究总院硕士学位论文 II ABSTRACT Because of the large thickness of coal seam which was produced one-time for fully mechanized mining technology used in extra-thick coal seam, the influence degree of strata and surface is huge, and law of surface movement and deation has its particularity. Law of surface movement and deation under the condition studied less, which will not service well for “mining under buildings, mining under water body and mining under railway” work. This paper aims at the particularity of surface movement rules of fully mechanized caving mining used in extra-thick coal, according to the calculation data measured by observation station of surface movement of 914 working face in Dongpo Mine, the author calculated a set of surface movement and deation calculation parameters, for subsidence factor q 0.74, displacement factor b 0.25, the major influence tangent angle tanβ 2.95, S1 26.0m, S2 14.0m, S3 S4 42m and the main influence spread angle θ 86.5 . The author used discrete element software of 3DEC, established a series of numerical simulation models to study law of surface movement and deation by fully mechanized caving mining used in special thick seam, in this work the author studied the related influence factors of surface movement law qualitatively. With help of strata control theory, a variety of means such as soil mechanics, mechanics studied the particularity of surface movement rule for nearly shallow buried special thick coal seam using fully mechanized caving mining for example, displacement factor is smaller, the major influence tangent angle is larger, displacement angle and boundary angle are larger than the other parmeters under normal mining and geological conditions. The article applied software of Matlab to draw curve of surface movement and deation whose measured data belong to main section of workface. According to the subsidence and horizontal movement data the author also writed calculate program to fit calculate parameters which are used in prediction of mining subsidence. At the same time, on the basis of probability integral program for 3D visualization of mining subsidence for working face was written, which displays the image of the surface subsidence intuitively. Key Words fully mechanized caving mining used in extra-thick coal, law of surface movement and deation, 3D visualization, fitting for calculating parameters 煤炭科学研究总院硕士学位论文 I 目目 录录 1 绪论 ................................................................. 1 1.1 研究背景及意义 ................................................ 1 1.1.1 矿山综放开采沉陷工程面临的问题 .......................... 1 1.1.2 本文的研究意义 .......................................... 2 1.2 开采沉陷的研究现状 ............................................ 3 1.2.1 开采沉陷国外研究简史 .................................... 3 1.2.2 开采沉陷国内研究简史 .................................... 5 1.2.3 开采沉陷预计方法发展趋势 ................................. 7 1.3 特厚煤层综放开采地表沉陷规律研究成果及存在的问题 .............. 8 1.3.1 厚煤层综放开采研究现状与取得的成果 ...................... 8 1.3.2 特厚煤层综放开采研究现状 ................................ 9 1.3.3 特厚煤层综放开采地表移动规律研究存在的问题 ............. 10 1.4 研究内容及方法 ............................................... 10 1.5 技术路线 ..................................................... 13 2 东坡矿地表移动观测站数据分析 ........................................ 14 2.1 工作面概况及地面观测站布置 ................................... 14 2.2 地表移动变形曲线 ............................................. 17 2.2.1 下沉、倾斜变形与曲率变形曲线 ........................... 17 2.2.2 水平移动与水平变形曲线 ................................. 23 2.3 地表移动与变形计算参数 ....................................... 31 2.3.1 下沉系数 ................................................ 31 2.3.2 主要影响角正切 ......................................... 32 2.3.3 水平移动系数 ........................................... 32 2.3.4 拐点偏移距 ............................................. 33 2.3.5 开采影响传播角 ......................................... 33 2.4 地表移动角量参数 ............................................. 33 2.4.1 边界角与移动角 ......................................... 33 煤炭科学研究总院硕士学位论文 II 2.4.2 充分采动角与最大下沉角 .................................. 34 2.5 地表移动变形动态参数 ......................................... 34 2.5.1 起动距 ................................................. 35 2.5.2 最大下沉速度滞后角 ..................................... 35 2.5.3 超前影响距与超前影响角 ................................. 36 2.6 地表点移动期的划分与判断 ..................................... 36 2.6.1 最大下沉速度系数 ....................................... 36 2.6.2 地表移动期的划分 ....................................... 37 2.7 本章小结 ..................................................... 38 3 特厚煤层综放开采地表沉陷规律数值模拟研究 ............................ 39 3.1 模拟软件选择及研究目的 ....................................... 39 3.2 东坡矿沉陷主控关键层理论计算 ................................. 40 3.3 数值模型的建立 ............................................... 43 3.3.1 模型各尺寸的确定 ....................................... 43 3.3.2 块体大小、网格数目及边界条件 ........................... 44 3.3.3 煤岩体物理力学性质参数 ................................. 44 3.4 3DEC 数值模拟研究 ............................................. 46 3.4.1 基岩厚度对地表移动规律的影响研究 ....................... 46 3.4.2 采厚对地表移动规律的影响研究 ........................... 49 3.4.3 沉陷控制关键层对地表移动规律的影响研究 ................. 54 3.4.4 冒落块体大小对地表移动规律的影响研究 ................... 56 3.4.5 表土层厚度对地表移动规律的影响研究 ..................... 59 3.5 本章小结 ..................................................... 61 4 特厚煤层综放开采地表沉陷规律特殊性研究 .............................. 62 4.1 覆岩移动变形规律研究 ......................................... 62 4.2 地表移动计算参数特殊性研究 ................................... 64 4.2.1 盆地形状特殊性分析 ..................................... 64 4.2.2 主要影响角正切特殊性分析 ............................... 65 4.2.3 水平移动系数特殊性分析 ................................. 65 煤炭科学研究总院硕士学位论文 III 4.2.4 拐点偏移距特殊性分析 ................................... 66 4.3 地表移动角量参数特殊性研究 ................................... 67 4.4 地表移动周期特殊性分析 ....................................... 67 4.5 本章小结 ..................................................... 68 5 MATLAB 开采沉陷预计参数求取及三维可视化研究 ......................... 69 5.1 下沉盆地主断面曲线拟合及参数求取 ............................. 69 5.1.1 Matlab 曲线拟合求参原理 ................................. 69 5.1.2 实验/实测数据拟合求参程序的开发 ........................ 70 5.1.3 Matlab 求取预计参数实例 ................................. 71 5.2 三维可视化预计程序编写 ....................................... 76 5.3 本章小结 ..................................................... 79 6 结论与展望 .......................................................... 80 6.1 主要结论 ..................................................... 80 6.2 创新点 ....................................................... 81 6.3 研究不足与展望 ............................................... 81 参考文献 .............................................................. 82 致 谢 ................................................................ 88 发表论文及参与项目 .................................................... 89 煤炭科学研究总院硕士学位论文 1 1 绪论绪论 1.1 研究背景及意义研究背景及意义 1.1.1 矿山综放开采沉陷工程面临的问题矿山综放开采沉陷工程面临的问题 我国是一个采煤大国， 厚煤层可采储量和产量都占全部可采储量和产量的 44左 右，但开采厚煤层的矿井却占全国 580 对生产矿井中的 66.4，其中主要是大中型矿 井[1]。因此，厚煤层与特厚煤层开采技术，特别是综放开采技术的社会经济效益对煤 炭工业的发展有着举足轻重的意义。 20 世纪 80 年代前，厚煤层主要采用分层开采方法，厚煤层分层开采工艺复杂， 分层数目多，巷道掘进率高，采掘关系紧张，造成生产成本较高，经济效益差，使得 厚煤层开采不能发挥其天然资源优势，严重制约着煤炭企业的生产发展。厚煤层一般 储量大，煤质好，赋存稳定。按照厚煤层定义，当单一煤层厚度超过 3.5m 时为厚煤 层，而单一煤层厚度超过 8m 则为特厚煤层，我国厚及特厚煤层开采在煤炭生产中占 有十分重要的地位。 综放开采方法是实现厚煤层（一般煤层厚度4.5m）开采的高产、高效的有效方 法。自第一套综放设备下井以来，在借鉴国外综放开采技术的基础上，我国在厚及特 厚煤层矿井试行并逐步推广了综放开采技术，较好地解决了厚及特厚煤层矿井的高效 和安全开采问题。 目前， 综放开采技术已经成为了我国厚煤层矿区的主要采煤方法[2]。 综放开采技术因其一次性采、放煤层厚度度大，避免了分层开采的管理复杂性， 降低了回采巷道的掘进率，给煤矿和社会带来了巨大的效益[3]；但是综放开采技术原 岩应力一次性得到释放，上覆岩层不能像综采、分层开采那样应力逐步得到释放，形 成新的承重结构并达到应力平衡， 对覆岩破坏严重， 垮落带和导水裂缝带高度总和大， 地表动态、静态变形均异常，对地面建筑区和地面生态环境的影响非常严重；另一方 面由于矿区地表开采沉陷预计的参数不全，在预计综放沉陷程度时往往借鉴本矿区或 其它矿区综采取得的资料，造成了地表沉陷、建（构）筑物影响及保护煤柱留设的预 计不准确，在一定程度上存在着安全隐患。 煤炭科学研究总院硕士学位论文 2 1.1.2 本文的研究意义本文的研究意义 综放开采作为一种开采特厚煤层安全、高效、高产的新工艺，其产效高、安全状 况好、投入产出效果好、成本低，目前在我国已得到广泛应用，大多数采用综放开采 的矿井都取得了良好的技术经济效果。综放开采将特厚煤层的资源优势变成了生产效 益优势，综放开采技术的应用已成为我国特厚煤层矿井实现集约化安全高效生产的重 要技术发展方向[4]。 然而综放开采引起的地表沉陷规律与以往普通分层开采有较大差异，目前研究相 对较少， 对于高强度开采 （推进速度大、 一次采出煤体厚度大、 深厚比大、 宽深比大） 的综放工作面缺乏实际观测资料。对于综合机械化采煤条件下地表移动规律的研究已 较全面，厚及特厚煤层综放开采条件下的地表移动规律研究较少，综放开采条件下的 地表移动的力学机理亦未能阐述清楚，对于开采工艺和地质力学条件的地表移动影响 因素也未能深入研究。 开采沉陷预计是矿山开采沉陷学科的核心内容之一。预计在理论研究上的作用在 于利用预计的结果可一定量地研究开采影响的岩层与地表移动在时间上和空间上的 分布规律；开采沉陷预计对指导建筑物下、铁路下、水体下的“三下”开采实践具有 重要作用，特别是在建筑物下开采时，预计所得的结果常被用来判别建筑物是否受开 采影响和受开采影响的程度，作为受影响建筑物进行维修、加固或就地重建或采区地 下开采措施的依据； 在铁路下采煤时， 可以根据预计的结果判断铁路下开采的可行性， 估算铁路维修工程量、材料用量和维修安排计划；在水体下采煤时，预计结果被用来 判断矿井受水患威胁的程度以及研究开采对受影响的堤坝等水工建筑物的破坏和影 响的程度，以便进行必要的维修和进行开采方案优化和加固保护[5]。 东坡煤矿综放开采地表移动参数的选取，以前是采用安家岭矿上窑区资料，且国 内有关特厚煤层综放开采的地表沉陷观测成果也较少，预计参数和影响程度等的影响 数据较少，因此对地面的破坏程度、破坏范围没有合理的预计参数，对地面建筑物、 铁路等的影响程度预计不太理想；如果运用该地区其它矿的预计参数又不能准确把握 开采造成的影响大小。 开展特厚综放开采条件下地表沉陷规律及其机理的研究以及应用，确定该矿区的 地表移动参数，对矿区工作面的地表移动参数规律进行定性、定量的分析和研究，并 对地表的移动和变形趋势进行预计，最大程度的优化矿井生产，对合理安排“三下” 煤炭科学研究总院硕士学位论文 3 采煤工作， 安排工作面的接替与生产， 预计矿井生产能力和服务年限有着重要的意义。 因此需要获取该矿区的开采沉陷预计参数和研究得出综放开采沉陷规律的具体数据。 以往的开采沉陷地表移动与变形规律已经不完全适用于特厚煤层综放开采，原有 的覆岩破坏及有关预计参数已经不能指导近浅埋深特厚煤层综放开采安全生产。因此 需要研究该采矿地质条件下的地表移动与变形规律并对其特殊性进行合理解释。 伴随计算机的迅速发展，实测及实验数据的三维可视化及数字矿山已经逐步应用 于煤矿开采中，为了直观、形象地将煤层开采后地表的沉陷情况展现出来，有必要借 助一些数据处理软件实现开采沉陷的地表移动变形三维可视化可视化研究。 1.2 开采沉陷的研究现状开采沉陷的研究现状 1.2.1 开采沉陷国外研究开采沉陷国外研究简简史史 1.2.1.1 开采沉陷研究的起始阶段开采沉陷研究的起始阶段 国外开采沉陷的研究认识始于 19 世纪，伴随着采矿对建筑物和水体的破坏而逐 步进行的研究； 18251900 年为开采沉陷的起始阶段， 此阶段由于缺乏现场实测资料， 所提出的理论具有较大的局限性和片面性，与实际沉陷和建筑物损害情况存在较大差 异，但是它们为后续的研究提供了研究基础，此阶段内形成了五个影响较大的理论与 假说。 1）法线理论1825 年，比利时的列日城、法国北部矿井均在矿体开采后，采空 区上方地表出现了塌陷情况， 为了解释这一现象， 1858年Gonot提出了 “法线理论[6,101]” ， 由于该理论是以浅埋深为基础的，并缺乏相关的实测资料，仅从建筑物的损害情况进 行判断和研究，有诸多之处无法进行合理解释，所以遭到了当时许多科学家的质疑。 2）自然斜面理论1882 年耳西哈提出了“自然斜面理论[6]” ，认为采空区上方岩 层的塌陷形状为抛物线形；塌陷结束后岩层的边界与水平线呈 α 角，其下沉盆地是由 自然斜面角圈定而成，并给出从完整岩石到厚含水冲积层六类岩层的自然斜面角。耳 西哈第一次提出岩层移动范围与岩层性质有关的理论，但他没有考虑到矿层的上下山 方向岩体移动所受的影响不同。 3）二等分线理论1884 年，德国的依琴斯凯提出了“二等分线理论[6]” ，他将上 覆岩层的移动过程分为两个阶段，先是迅速塌陷阶段，再基于垮落岩块被压密的长期 煤炭科学研究总院硕士学位论文 4 性，第二阶段覆岩缓慢移动下沉。该理论还在大量实测资料的基础之上得到了移动角 的计算公式。 4）圆拱理论1885 年，法国的法约尔（Fayol）提出了“圆拱理论[6]” ，假定煤层 采出后采空区上方形成一圆拱区域，圆拱内的体积由岩层采动破碎后岩石的碎胀作用 来填充，垮落矸石充填后的圆拱将保持稳定。法约尔的圆拱理论已成为矿山压力学科 的基本理论之一，考虑了岩层的碎胀支撑作用。 5）分带理论1897 年，豪斯（Hausse）提出了采空区上方存在三带分布的沉陷 模式，即“分带理论[6]” ，并给出了不同采煤工艺的岩石碎胀系数和不同倾角下的岩层 移动角。 1.2.1.2 开采沉陷研究的发展阶段开采沉陷研究的发展阶段 19011945 年为开采沉陷的发展阶段，各国学者认为必须依靠大量观测资料的统 计分析来研究岩层与地表移动变形的规律，从而建立符合实际情况的理论模型和沉陷 预计方法。在 19 世纪理论假设的前提下主要取得了如下成果。 1903 年，Halbaum 将采空区上方岩层看作悬臂梁，并提出地表应变与曲率半径成 反比的理论； 1907年， Korten提出水平移动和水平变形的分布规律； 1910年， Puschmann 根据实测资料研究了岩层移动与变形规律；1913 年，Fckardt 将上覆岩层移动的过程 视为各岩层的逐层弯曲下沉； 1919 年，Lehmann 认为煤层采出后地表沉陷类似于一个 褶皱过程。学者们还对老采空区活化问题、地表移动时间、超前影响、地表动态变形 规律、盆地内的移动分布进行了研究。 1.2.1.3 开采沉陷研究的开采沉陷研究的完善完善成熟阶段成熟阶段 1945 年至今为开采沉陷的成熟阶段， 这一时期建立了不同的预测模型和预测方法 并根据相关理论指导实践研究，使得开采沉陷飞速发展并成为一门学科。 1947 年阿维尔申出版了煤矿地下开采岩层移动专著；1949 年 Bruner 提出水 平移动的影响函数，并引入了圆形积分网格法计算地表移动。1954 年李特维尼申将随 机介质理论引入开采沉陷学，该理论把岩层移动过程视为一个随机过程，把开采沉陷 理论的研究提高到了一个新的阶段。1958 年苏联学者编写出版了矿山岩层与地表移 动一书，并提出了典型曲线法；1977 年屠尔昌宁夫推导出地表下沉台阶高度的计算 公式。 1979 年彼图霍夫推导出了由于岩石沿层理面向倾斜方向的移动而引起岩体移动 的计算方法。1983 年，Conroy 和 Gyarmaty 采用钻孔伸长仪和钻孔测斜仪观测了采空 煤炭科学研究总院硕士学位论文 5 区上方扰动岩层内部的竖向和横向移动，首次得出了岩体内部的水平移动分布规律， 并观测到岩体沿层面的滑移和离层现象[7]。 从 1990 年至今，随着计算机的发展，许多专家将过去难于计算或者未能研究的 领域用计算机数值分析来进行模拟研究，宏观而形象的用计算机来表示开采沉陷地表 移动规律，逐渐形成了以有限元、有限差分、离散元为基础的数值模拟分析方法。 1.2.2 开采沉陷国内研究开采沉陷国内研究简简史史 我国开采沉陷研究工作始于建国后， 1954 年于开滦矿务局林西矿建立了我国第一 个地表移动观测站。 1956 年成立了开滦煤炭研究所 （现煤炭科学研究总院唐山研究院） 矿山测量研究室积极开展岩层与地表移动的实地观测研究工作。 1959 年煤炭科学研究 院北京开采所（现天地科技的特殊采煤与矿区环境治理研究所）开始专门从事开采沉 陷及防治的研究实验工作，后来一些煤炭院校也随之开展了地表沉陷的研究与防治工 作。1960 年开始研究岩层与地表移动规律对建筑物下采煤的影响实验。 1963 年唐山测量研究所根据实测资料分析， 提出了地表下沉盆地的负指数形式剖 面函数[8-9]。 1965 年中国学者刘宝琛、 廖国华编写出版了 煤矿地表移动的基本规律 一书，并将概率积分法引入我国，至今已成为开采沉陷预计的主要方法[10]。 20 世纪 70 年代末至 80 年代初，钱鸣高院士提出砌体梁假说，后来又提出了关键 层理论和复合关键层理论[11]，宋振骐院士提出了传递岩梁假说[12]；80 年代左右，刘 天泉院士提出了保护煤柱开采方法[13]，而后与仲惟林等学者合作，研究提出上覆岩层 破坏的基本规律，并针对水体下采煤工作提出一些经验性的成果和方法[14-15]。经过北 京开采所的努力，编订并出版了煤矿地表移动与覆岩破坏规律及其应用 ，奠定了 开采沉陷界的理论基础[13]。 20 世纪 90 年代，以国外开采沉陷的研究为基础，我国开采沉陷理论与“三下” 开采研究得到了飞速发展， 主要从岩层控制、 力学、 数学角度对地表沉陷进行了研究， 并提出和改进了适合我国实际情况的开采沉陷理论。 1990 年，沈光寒[16]应用控制论和系统论的观点完善了地表沉陷的模型识别和模 型优化；1991 年，高延法[17]提出并证明了下沉盆地的下沉等值线是超椭圆函数，同 年何满潮[18]对褶皱断裂条件下的地表移动现象的特殊性进行了研究；1992 年，洪加 明[19]对预计选用的概率积分法参数与地质采矿条件的关系进行了研究; 1993 年，邹友 煤炭科学研究总院硕士学位论文 6 峰和马伟民[20]对条带开采岩层移动机理进行了总结， 并提出了今后条带开采应研究的 问题；1994 年，吴立新和王金庄[21-23]将覆岩中的厚硬岩层看作为三维的托板，托板控 制层的弯曲破断直接影响着地表的沉陷情况，并对托板的力学变形机制进行了研究； 1995 年，邓喀中、马伟民等[24]对开采沉陷中的层面效应进行了研究，根据复合岩梁 理论得到了开采沉陷中层面滑移函数、层面滑移判别式及其规律；1996 年，钱鸣高[25] 首次提出了关键层理论并将上覆岩层的垮断与地表沉陷相对应；同年，麻凤海、王泳 嘉、范学理[26-27]将离散元法引入上覆岩层的动态移动中，从岩层内部对地表沉陷进行 了研究；1997 年，崔希民[28]以非线性几何场论为基础建立了实时位形上的地表变形 计算公式；1998 年，徐乃忠、马伟民、凌红[29-30]系统地研究了离层注浆技术用于控制 地表下沉的方法， 特别是对其减沉效果进行了分析研究； 1999 年， 崔希民、 缪协兴[31-32] 在 Knothe 时间函数的基础上，改进了地表移动的动态函数。 进入 21 世纪的十几年中，我国开采沉陷的学者结合计算机的应用，引入和开发 了多款沉陷预计软件，并以数值计算软件为工具，研究了不同地质采矿条件下的地表 移动规律；与此同时，结合实测、物理相似材料模拟、力学、数学、岩层控制理论、 计算机等进入了多手段、多样化的开采沉陷研究阶段。 2000 年， 赵晓东、 宋振骐[33]应用 GIS 技术和弹性理论建立了开采沉陷预测的 GIS 面元栅格数字化模型；同年，胡炳南、袁亮[34]对条带开采沉陷主控因素进行了力学分 析；2001 年，麻凤海、杨帆[35]利用神经网络系统对地表的非线性沉陷进行了预测； 同年，刘红元、唐春安[36]应用自主开发的 RFPA 软件对覆岩垮落及地表沉陷进行了数 值模拟研究；2002 年，戴华阳[37]针对煤层倾角的不同，依据随机介质理论，构建了 基于倾角建模的矢量预计法；同年，崔希民、缪协兴[38]对相似材料模拟实验的实验误 差进行了研究，提高了物理相似实验的精度； 2003 年，戴华阳、王金庄[39]在概率积 分法的基础上，建立了非充分采动条件下的地表移动预计模型；同年，苏美德、赵明 忠[40]将灰色系统理论模型，柴华彬、邹友峰[41]将模糊聚类分析方法，高明中、余忠林 [42]将有限差分软件（FLAC）模拟研究，唐又弛[43]将有限元软件（ANSYS）模拟研究 应用于开采沉陷；2004 年，郭文兵、邓喀中[44]应用人工神经网络方法建立了概率积 分法参数选取的模型，余华中、李德海[45]针对松散层的移动特征，建立了厚松散层下 沉陷预计的概率积分法修正模型； 2005年， 柴华彬[46]将SuperMap地理信息系统软件、 尹光志[47]将突变理论、刘俊杰[48]将 RFPA 模拟软件应用于开采沉陷预计及模拟中，同 煤炭科学研究总院硕士学位论文 7 年，王明立、张华兴[49]依据概率积分法提出了地表残余下沉系数的概念，并给出了残 余变形的计算方法；2006 年，贾新果[50]将数值计算软件 Matlab 应用于开采沉陷，同 年，朱广轶[51]将 CAD 二次开发应用于开采沉陷中的等值线绘制；2007 年，汤伏全[52] 在随机介质理论的基础上，建立了薄基岩浅埋深下工作面周期来压步距与地表移动分 布的数学关系；2008 年，张俊英[53]应用 MapX 控件和 VB.NET 对深厚松散层矿区下 沉盆地的边缘进行了修正； 2009 年， 任松[54]考虑了不同岩层岩性对开采沉陷的影响， 提出了开采沉陷覆岩分层传递的预测模型，同年，胡青峰[55]借助 Broyden 算法对概率 积分法的预计参数求取进行了改进，田锦州、徐乃忠[56]研究了误差函数 erfx 的近似 计算方法并应用于概