(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211011241.7 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 安徽理工大 学 地址 232001 安徽省淮南市田家庵区泰丰 大街168号 (72)发明人 张亮亮　程桦　姚直书　荣传新　 蔡海兵　王晓健　郭龙辉　 (74)专利代理 机构 石家庄德皓专利代理事务所 (普通合伙) 1312 9 专利代理师 王梦幻 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 17/13(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种煤层开采地表动态沉降预测方法 (57)摘要 本发明涉及一种煤层开采地表动态沉降预 测方法， 所述方法包括： 步骤一、 获取地质参数和 开采参数， 所述地质参数包括： 松 散层厚度、 基岩 层厚度和平均采深； 所述开采参数包括： 地表最 大沉降量、 工作面开采速度； 步骤二、 将所述地质 参数和所述开采参数输入至地表动态沉降预测 模型中， 实现对地表动态沉降值的预测。 该方法 与现场监测值基本吻合， 仅需获得该矿区的地质 参数和开采参数即可进行预测， 不需要大量的现 场监测数据； 仅含一个模型参数， 容易确定且便 于现场应用。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115391942 A 2022.11.25 CN 115391942 A 1.一种煤层开采地表动态沉降预测方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 步骤一、 获取地质参数和开采参数， 所述地质参数包括： 松散层厚度、 基岩层厚度和平 均采深； 所述 开采参数包括： 地表最大沉降量、 工作面 开采速度； 步骤二、 将所述地质参数和所述开采参数输入至地表动态沉降预测模型中， 实现对地 表动态沉降值的预测。 2.根据权利要求1所述的一种煤层开采地表动态沉降预测方法， 其特征在于， 步骤二包 括： 根据松散层厚度、 基岩层厚度、 平均采深、 工作面开采速度和地表最大沉降量得到模型 参数； 将所述模型参数和所述地表最大沉降量输入至地表动态沉降预测模型中， 得到地表沉 降预测值随着时间变化的数据， 实现对地表动态沉降值的预测。 3.根据权利要求2所述的一种煤层开采地表动态沉降预测方法， 其特征在于， 所述根据 松散层厚度、 基岩层厚度、 平均采深、 工作面开采速度和地表最大沉降量得到模型参数， 包 括： 将松散层厚度、 基岩层厚度、 平均采深、 工作面开采速度和地表最大沉降量输入至下述 公式中得到模型参数： 其中， C为模型参数， W0为地表最大沉降量， v为工作面开采速度； Hs， Hj， H0分别为松散层 厚度、 基岩层厚度和平均采深； 为松散层充分采动角， 该值变化范围为82 °～86°； 为基 岩充分采动角， 该值变化范围为5 3°～61°。 4.根据权利要求3所述的一种煤层开采地表动态沉降预测方法， 其特征在于， 为84°， 为57°。 5.根据权利要求1或2所述的一种煤层开采地表动态沉降预测方法， 其特征在于， 地表 动态沉降预测模型采用下式表示： 其中， W(t)为地表瞬间沉降值， W0为地表最大沉降量， t为时间， 其以监测时刻作为起始 0 时刻， 监测时刻指的是地表任意 点沉降为10m m的时刻。 6.根据权利要求1所述的一种煤层开采地表动态沉降预测方法， 其特征在于， 其特征在 于， 获取煤层厚度、 下沉系数和煤层倾角， 根据煤层厚度、 下沉系数和煤层倾角得到地表最 大沉降量。 7.根据权利要求6所述的一种煤层开采地表动态沉降预测方法， 其特征在于， 其特征在 于， 采用下述公式， 根据煤层厚度、 下沉系数和煤层倾角得到地表最大沉降量： W0＝mqcosα； 其中， W0为地表最大沉降量， m为煤层厚度， q为下沉系数， α 为煤层倾角。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115391942 A 2一种煤层开采地表动态沉降预测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及采矿技术中的地表沉降预计方法， 尤其涉及 一种煤层开采地表动 态沉 降预测方法。 背景技术 [0002]煤炭资源开采后地表移动变形极易引起地表建(构)筑物、 基础设施和生态系统等 发生破坏， 科学地评估工作面开采对地表沉降的影响程度及提前制定地表建(构)筑物保护 措施， 需建立科学、 精准的地表沉降预计模型。 基于随机介质理论的概率积分法主要适用于 描述地表稳态沉降， 而地表任意时间点的沉降量若达到地表建(构)筑物的极限值， 将可能 使结构发生破损， 威胁人员的生命财产安全。 因此， 不仅要对地表终态沉降进行预计， 更要 开展采动地表动态沉降预计模型的相关研究。 [0003]现有技术中， 多数矿区都采用Knothe时间模型预测地表动态沉降过程， 但 是， 采用 该模型常会出现下述三种问题： 1、 描述的地表动态沉降规律与实际情况严重不符； 2、 预测 地表动态沉降精度低且模型参数多不利于现场应用； 3、 未考虑地层条件和开采速度对地表 动态沉降的影响。 发明内容 [0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种煤层开采引起的地表最大沉降速度预测 方法。 [0005]为解决上述问题， 本发明所采取的技 术方案是： [0006]一种煤层开采地表动态沉降预测方法， 所述方法包括： [0007]步骤一、 获取地质参数和开采参数， 所述地质参数包括： 松散层厚度、 基岩层厚度 和平均采深； 所述 开采参数包括： 地表最大沉降量、 工作面 开采速度； [0008]步骤二、 将所述地质参数和所述开采参数输入至地表动态沉降预测模型中， 实现 对地表动态沉降值的预测。 [0009]作为发明的一种实施方式， 步骤二包括： [0010]根据松散层厚度、 基岩层厚度、 平均 采深、 工作面开采速度和地表最大沉降量得到 模型参数； [0011]将所述模型参数和所述地表最大沉降量输入至地表动态沉降预测模型中， 得到地 表沉降预测值随着时间变化的数据， 实现对地表动态沉降值的预测。 [0012]作为发明的一种 实施方式， 所述根据松散层厚度、 基岩层厚度、 平均采深、 工作面 开采速度和地表最大沉降量得到模型参数， 包括： [0013]将松散层厚度、 基岩层厚度、 平均 采深、 工作面开采速度和地表最大沉降量输入至 下述公式 中得到模型参数： [0014] 说　明　书 1/5 页 3 CN 115391942 A 3