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近年来,两淮矿区已有很多井筒发生了不同程度的破坏,经监测发现工业广场地表均在井筒破坏时发生明了显下沉,给矿井生产和安全带来极大的威胁。为保证煤矿安全生产,研究和分析地面沉降的规律,建立预测模型,具有重要的现实意义。 本文介绍了沉降监测的基本理论和方法,以钱营孜煤矿为例,建立了工广地表、井架基础和煤仓基础非采动沉降监测系统,按照国家二等水准测量标准对沉降监测网进行了2期全面观测和4期次级网观测。同时利用祁东矿基岩标进行了GPS精密高差观测。基准网选取重心基准,采用秩亏自由网平差方法,并依据平均间隙法和以往工程应用实践对基准点进行了稳定性分析。首级网利用自编译的沉降数据处理程序,选用固定基准,采用经典平差方法,对工作基点进行了差异性检验。经严密平差处理后得出,在观测期内:工广地表平均沉降量为12.5mm,主井和副井井架基础最大沉降差分别为1和3mm,煤仓基础的最大倾斜变形为0.32mm/m;从2007年10月到2012年11月工广地表点平均下沉130mm左右。根据矿井水文地质资料,将钻孔水位动态变化曲线与工广地表下沉曲线进行对比分析,表明地表沉降与水位变化呈现显著的相关关系,工广地表沉降与三含和四含水位下降比为2.2mm/m,具有一定的滞后效应。 本文介绍了GM(1,1)模型的建模原理和方法。依据灰色系统理论,编写了灰色GM(1,1)模型预测程序,建立了能反映监测动态变化的灰色GM(1,1)等维新息模型,得到:主、副井井架基础、煤仓基础沉降点、主井沉降差和副井沉降差的沉降预测最大残差值分别为0.3、0.3、0.9、0.1和0.2mm,模型精度等级均为1级。并对监测点下一期的沉降值进行了预测。