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地下采煤使矿区生态环境、建(构)筑物遭到破坏。研究开采引起的覆岩移动与地表变形规律对“三下”压煤的安全回采、地表沉陷的准确预计与控制及减轻采动损害具有重要的意义。 本文以告成煤矿21021工作面为研究对象,通过建立地表移动变形观测站,对滑动构造带下采煤引起的地表沉陷进行了现场实测。根据观测站实测数据,运用特征点和概率积分法相结合的方法求取了地表移动角量参数,利用最小二乘法曲线拟合计算出了概率积分法预计参数;研究了地表裂缝特征,同时,揭示了滑动构造带下采煤地表裂缝特征与工作面老顶周期来压的关系。研究表明:滑动构造带下采煤具有地表下沉范围大、地表移动剧烈、下沉系数偏大、移动角偏小、地表破坏严重等特点,并发现了地表台阶裂缝的发育与老顶的周期性断裂有关。 以告成煤矿的地质采矿条件为原型,采用相似材料模拟试验和RFPA数值模拟试验相结合的方法,研究了滑动构造带下采煤覆岩移动与地表变形规律。试验结果表明:滑动构造带对覆岩运动规律起着主导作用,有着工作面顶板压力大和垮落速度快的特点;滑动构造对岩层裂隙发育有着明显的控制作用,对岩石完整性的破坏是由下而上逐渐减弱的,造成煤层顶板压力的传递岩梁裂隙发育有着明显的差异性;矿压指标在纵向上具有明显的规律性。 利用C#编程语言对ArcGIS和Surfer进行二次开发,实现了开采沉陷预计软件SDPA的编制及预计结果的可视化,可以对任意形状工作面进行地表移动变形预计并输出地表移动变形曲线图、等值线图和3D图形。通过实例应用验证了本软件的可靠性和适用性。本文的研究成果对告成矿区滑动构造带下采煤及类似矿区的地表沉陷预计及控制、“三下”采煤、保护煤柱留设等具有一定的理论价值和指导意义。