厚沖積層下開采地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)規(guī)律及預(yù)計(jì)研究

侯得峰，許勝軍，戚靈靈

1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)能源與礦業(yè)學(xué)院，北京 100083；2.河南理工大學(xué)礦業(yè)研究院，河南焦作 454003；3.河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南焦作 454003

井下煤層開采引起的地表沉降變形是一個(gè)隨時(shí)間及空間變化的復(fù)雜過程，回采過程中工作面與地表測點(diǎn)相對位置不同，開采對地表點(diǎn)的影響也就不同。因此，僅根據(jù)地表沉陷穩(wěn)定后的移動(dòng)變形規(guī)律已不足以解決現(xiàn)場面臨的開采沉陷實(shí)際問題，通常還需要及時(shí)掌握地表隨工作面回采的動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形情況，以便對地表出現(xiàn)劇烈移動(dòng)變形的區(qū)域及程度做出準(zhǔn)確判斷，進(jìn)而為地表建(構(gòu))筑物的保護(hù)提供理論參考及技術(shù)支持[1-2]。

對于煤層開采引起的巖層及地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形規(guī)律，國內(nèi)外已有較為深入的研究。Knothe時(shí)間函數(shù)模型最早被用于地表動(dòng)態(tài)沉降預(yù)計(jì)中，而后眾多學(xué)者對Knothe時(shí)間函數(shù)模型不斷改進(jìn)，并提出了適用性更好的時(shí)間函數(shù)模型[3-18]；黃樂亭等[19-21]依據(jù)井下煤層回采過程中地表點(diǎn)下沉速度的差異，將地表沉降過程劃分為發(fā)展、充分和衰減3個(gè)不同的下沉階段；李德海[22]基于大量巖移實(shí)測數(shù)據(jù)，分析了覆巖巖性對地表移動(dòng)變形過程時(shí)間參數(shù)的影響，確定了時(shí)間參數(shù)與覆巖巖性參數(shù)及采深之間的關(guān)系式；鄧喀中等[23]基于理論分析，推導(dǎo)出井下回采工作面推進(jìn)至任意時(shí)刻，地表走向主斷面任意點(diǎn)的下沉速度預(yù)計(jì)公式，但該預(yù)計(jì)公式僅在地表充分采動(dòng)狀態(tài)下適用，并不適用于工作面開采全過程。

現(xiàn)有針對厚松散層地質(zhì)采礦條件下地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形情況的研究還較少，由于松散層的強(qiáng)度顯著弱于基巖，使得采場覆巖整體巖性偏弱，采動(dòng)影響下地表下沉系數(shù)接近于1甚至大于1，地表移動(dòng)變形范圍大，動(dòng)態(tài)移動(dòng)劇烈。

本文基于紅嶺煤礦厚松散層工作面回采全過程地表沉陷實(shí)測數(shù)據(jù)，首先，分析了工作面回采過程中地表最大下沉點(diǎn)及走向主斷面動(dòng)態(tài)移動(dòng)相關(guān)參數(shù)(最大下沉速度及其滯后距、最大超前影響距)的變化規(guī)律；其次，分析了地表最大下沉速度及其滯后角正切值與地質(zhì)采礦參數(shù)之間的相關(guān)性，并給出相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式；最后，構(gòu)建了工作面推進(jìn)至任意時(shí)刻，地表走向主斷面不同點(diǎn)處的下沉速度預(yù)計(jì)公式。本研究成果不僅對現(xiàn)場地表建(構(gòu))筑物的防護(hù)及治理提供技術(shù)依據(jù)，而且豐富了厚松散層下開采地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形的理論研究。

1 工程概況

1.1 井田及工作面概況

河南煤化集團(tuán)安陽鑫龍紅嶺煤礦主采山西組下部二1煤層，井田開采區(qū)域地表大部分為平整農(nóng)田。1501工作面為紅嶺煤礦15采區(qū)首個(gè)綜放工作面，其上覆基巖層多為砂巖與砂質(zhì)泥巖互層，松散層內(nèi)部含水層和隔水層互相疊加沉積。工作面地質(zhì)采礦技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 1501工作面地質(zhì)采礦技術(shù)參數(shù)Tab.1 Geological and mining technical parameters of 1501 working face

1.2 地表移動(dòng)觀測站布置概況

為了研究工作面回采過程中地表移動(dòng)變形規(guī)律，沿1501工作面地表走向與傾向布置兩條觀測線，如圖1所示。走向觀測線全長1 650 m，共布置工作測點(diǎn)81個(gè)(Z1—Z81)，傾向觀測線全長680 m，共布置工作測點(diǎn)34個(gè)(Q1—Q34)，工作測點(diǎn)間距平均設(shè)定為20 m。工作面從2014年3月21日開始回采，至2015年5月19日回采結(jié)束。觀測時(shí)間從2014年3月17日進(jìn)行首次觀測，到2016年2月18日完成最后一次觀測，且地表移動(dòng)變形情況已基本穩(wěn)定，平均每14 d進(jìn)行一次全面觀測。為方便分析地表移動(dòng)變形規(guī)律，依據(jù)主斷面投影法，將兩條不規(guī)則布置觀測線的測點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)分別投影到走向與傾向主斷面上，最終分別得到走向和傾向主斷面上共計(jì)35次觀測數(shù)據(jù)[24]。

圖1 地表移動(dòng)觀測站與工作面相對位置Fig.1 Layout of surface movement observation station

2 地表動(dòng)態(tài)沉降變形實(shí)測分析

2.1 厚松散層下工作面采動(dòng)程度分析

大量研究成果表明，工作面的采動(dòng)程度除了受開采尺寸的影響之外，還與上覆地層的巖土比密切相關(guān)。松散層介質(zhì)由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較小，在煤層開采過程中可看成散體介質(zhì)隨基巖同步協(xié)調(diào)變形，因此在分析地表開采的充分性時(shí)需要考慮一定的折減系數(shù)。由相關(guān)研究[25]可知，考慮松散層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度效應(yīng)的開采充分性指標(biāo)定義為

(1)

式中，n為走向或傾向采動(dòng)程度；Hs為松散層平均厚度，m；k為折減系數(shù)；D為工作面傾向或走向開采長度，m；H0為工作面的平均采深，m。

參考紅嶺煤礦厚松散層條件下地表采動(dòng)程度實(shí)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析得

(2)

基于式(2)，結(jié)合1501工作面采礦地質(zhì)參數(shù)，計(jì)算得出工作面傾向采動(dòng)程度n1=0.39，屬于非充分采動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)工作面回采結(jié)束時(shí)，走向采動(dòng)程度n3=2.75，屬于超充分采動(dòng)狀態(tài)。在工作面由開切眼至回采結(jié)束的過程中，走向采動(dòng)程度經(jīng)歷了極不充分→非充分→充分→超充分采動(dòng)過程。

2.2 地表點(diǎn)動(dòng)態(tài)沉降變化規(guī)律

地表移動(dòng)持續(xù)時(shí)間是指地表最大下沉點(diǎn)在工作面回采過程中從沉降開始至結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間。根據(jù)對地表建筑物的影響程度，將地表點(diǎn)下沉全過程劃分為3個(gè)時(shí)期：起始期、活躍期和衰退期[26]。針對紅嶺煤礦松散層較厚、地表移動(dòng)較為劇烈的特點(diǎn)，在活躍期內(nèi)又定義地表點(diǎn)下沉速度v>10 mm/d為劇烈活躍期[26]。根據(jù)地表實(shí)測資料，分析了工作面推進(jìn)過程中地表最大下沉點(diǎn)的下沉值和下沉速度變化特征，如圖2所示。

圖2 工作面回采過程中地表最大下沉點(diǎn)的下沉值及下沉速度變化曲線Fig.2 The changing curve of subsidence value and sinking velocity of the maximum subsidence point during the mining process

由圖2可以看出，隨著工作面的不斷推進(jìn)，在距離地表最大下沉點(diǎn)約225 m時(shí)該點(diǎn)下沉值達(dá)到10.7 mm，表明工作面回采引起的地表超前移動(dòng)影響距約為225 m；隨著工作面繼續(xù)向前推進(jìn)，在距離地表最大下沉點(diǎn)約183 m時(shí)，該點(diǎn)下沉速度達(dá)到1.67 mm/d，表明地表點(diǎn)下沉由初始期進(jìn)入活躍期；當(dāng)工作面距離地表最大下沉點(diǎn)約65 m時(shí)，該點(diǎn)下沉速度達(dá)到10 mm/d，表明地表點(diǎn)下沉由活躍期過渡到劇烈活躍期；當(dāng)工作面推進(jìn)至地表最大下沉點(diǎn)正下方時(shí)，該點(diǎn)的下沉速度達(dá)到23.1 mm/d，約占最大下沉速度的67.0%；當(dāng)工作面推過地表最大下沉點(diǎn)約124 m時(shí)，該點(diǎn)下沉速度達(dá)到最大值34.5 mm/d，此時(shí)地表點(diǎn)移動(dòng)最為劇烈，同時(shí)該點(diǎn)也基本上位于地表下沉曲線的拉伸變形與壓縮變形的過渡區(qū)域，其對應(yīng)的下沉值為2 350 mm，約占地表最大下沉值的54.8%；當(dāng)工作面推過地表最大下沉點(diǎn)約290 m時(shí)，地表點(diǎn)下沉劇烈活躍期結(jié)束；當(dāng)工作面推過地表最大下沉點(diǎn)約400 m時(shí)，該點(diǎn)下沉速度重回1.67 mm/d，表明地表點(diǎn)下沉活躍期結(jié)束，進(jìn)入衰退期。工作面推進(jìn)過程中地表最大下沉點(diǎn)各時(shí)期移動(dòng)持續(xù)時(shí)間及下沉量相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。

表2 地表最大下沉點(diǎn)各時(shí)期移動(dòng)持續(xù)時(shí)間及下沉量數(shù)據(jù)匯總Tab.2 Data summary of movement duration and subsidence value of each period of the maximum subsidence point

由表2可知，相較于薄松散層礦井，紅嶺煤礦厚松散層綜放開采引起的地表超前移動(dòng)影響距明顯偏大，地表移動(dòng)初始期偏短，而活躍期及衰退期明顯較長。分析原因，主要是由于工作面開采空間及強(qiáng)度較大，覆巖在工作面橫向及縱向活動(dòng)范圍明顯較大，同時(shí)，覆巖巖性整體偏弱，對下部開采擾動(dòng)較為敏感，因此地表下沉的初始期較短；在工作面不斷回采過程中，受采動(dòng)影響松散層內(nèi)大范圍的失水固結(jié)沉降，引起地表超前移動(dòng)影響距較大。由于松散層內(nèi)有多層含水層，受含水層內(nèi)失水固結(jié)速度的影響，厚松散層礦井地表下沉盆地衰退期持續(xù)時(shí)間明顯較長[27]。

2.3 地表動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)演化規(guī)律

通過分析地表觀測數(shù)據(jù)，得出地表超前移動(dòng)影響距、最大下沉速度及其滯后距隨工作面回采的演化規(guī)律如圖3所示。

由圖3可知，當(dāng)工作面推進(jìn)距離小于100 m時(shí)，由式(2)計(jì)算可知，此時(shí)地表走向方向采動(dòng)程度n3≈0.32，為極不充分采動(dòng)階段，此階段內(nèi)地表走向主斷面各動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)值均無明顯增長；當(dāng)走向采動(dòng)程度由極不充分過渡到非充分采動(dòng)狀態(tài)時(shí)，地表最大超前移動(dòng)影響距由7.8 m迅速增大到39.8 m，增加約410.3%；同時(shí)，地表最大下沉速度及其滯后距也分別由1.72 mm/d和4.1 m迅速增大到7.23 mm/d和24.3 m，分別增加約320.3%和492.7%；隨著工作面繼續(xù)回采，動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)值均快速增加，當(dāng)推進(jìn)到350 m時(shí)，即走向采動(dòng)程度逐漸接近充分采動(dòng)狀態(tài)時(shí)(n3≈1.29)，各動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)值增幅逐漸減小，并最終分別穩(wěn)定于225 m、34.5 mm/d和124 m，相應(yīng)的最大下沉速度滯后角及超前移動(dòng)影響角分別穩(wěn)定于73.6°和61.9°。借鑒地表沉陷預(yù)計(jì)中的Boltzman預(yù)計(jì)模型[28]，通過對圖3中各動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)值進(jìn)行曲線擬合，擬合系數(shù)值R2平均達(dá)到0.84，得到擬合關(guān)系式：

(3)

式中，A為地表走向主斷面動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)；S為工作面推進(jìn)距離，m；a1、a2、b1和b2均為擬合參數(shù)值。

當(dāng)A為地表最大超前移動(dòng)影響距Smax時(shí)，a1=223.7，a2=-221.5，b1=212.8，b2=33.4；當(dāng)A為地表最大下沉速度vmax時(shí)，a1=35.5，a2=-35.1，b1=214.9，b2=34.4；當(dāng)A為地表最大下沉速度滯后距Lmax時(shí)，a1=124.4，a2=-122.9，b1=213.9，b2=33.4。

3 地表動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)回歸分析

大量研究成果表明，影響地表動(dòng)態(tài)沉降特性的地質(zhì)采礦因素主要有：煤層埋深、采厚、工作面傾向?qū)挾取⒒鶐r厚度、松散層厚度、工作面推進(jìn)速度、開采方法等因素[29]。為了能夠充分反映地質(zhì)賦存及采礦技術(shù)因素對地表動(dòng)態(tài)沉降相關(guān)參數(shù)的影響程度，為現(xiàn)場應(yīng)用提供參考，現(xiàn)列舉國內(nèi)部分具有代表性的厚松散層礦井地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形參數(shù)[25，29-37]，具體見表3。

表3 厚松散層礦井地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形參數(shù)Tab.3 Ground dynamic movement and deformation parameters in thick loose layer mining areas

通過對比分析得出地表最大下沉速度vmax與各影響因子之間相關(guān)系數(shù)由大到小為H0、v、M、E、P；最大下沉速度滯后角正切值tanφ與各影響因子之間相關(guān)系數(shù)由大到小為P、v、E、H0、M。為了簡化應(yīng)用，分別選取與地表動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)相關(guān)系數(shù)較高的前三個(gè)相關(guān)因素作為預(yù)測模型的自變量，通過對比分析，求得地表動(dòng)態(tài)沉降參數(shù)的最優(yōu)多元線性回歸方程：

tanφ=21.01P-1.37v+12.18E-11.13

(4)

vmax=11.04v+2.08M-0.017H0+10.19

(5)

式(4)和式(5)在擬合求取過程中得出方差分別為0.93和0.84，表明地表最大下沉速度滯后角正切值tanφ和地表最大下沉速度vmax預(yù)計(jì)公式的相關(guān)性顯著，預(yù)計(jì)結(jié)果較為可靠。

由式(4)可看出，煤層埋深一定時(shí)，覆巖中松散層占比P越大(覆巖整體巖性越軟)，工作面開采寬度B越大，推進(jìn)速度v越小時(shí)，地表最大下沉速度滯后距越小，其正切值也就越大。同理，由式(5)可知，煤層埋深H0越小(開采擾動(dòng)傳遞到地表時(shí)間越短)，煤層采厚M越大，工作面推進(jìn)速度v越快，地表最大下沉速度vmax越大。由此，可根據(jù)地質(zhì)采礦參數(shù)，通過回歸公式來預(yù)計(jì)厚松散層覆蓋地區(qū)地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形參數(shù)，為現(xiàn)場生產(chǎn)活動(dòng)提供簡單有效的技術(shù)指導(dǎo)。

4 地表點(diǎn)動(dòng)態(tài)下沉預(yù)測

通過大量實(shí)測資料研究可知，隨著工作面的不斷回采，位于主斷面上各測點(diǎn)的下沉速度整體上呈現(xiàn)正態(tài)分布或二次曲線形態(tài)[23]。若以井下工作面所對應(yīng)的地表點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，分別以工作面推進(jìn)方向及地表下沉方向作為X、Y軸正向，則可以表示出地表走向主斷面下沉速度與工作面相對位置之間的關(guān)系[23]：

(6)

式中，v(x)為地表走向主斷面任意點(diǎn)下沉速度，mm/d；x為測點(diǎn)相對于工作面的距離，m；a為函數(shù)曲線形態(tài)參數(shù)；Lmax為地表走向主斷面各時(shí)期最大下沉速度滯后距，m；vmax為地表走向主斷面各時(shí)期最大下沉速度，mm/d。

式(6)中vmax及Lmax已由前文擬合分析得出，現(xiàn)主要分析函數(shù)曲線形態(tài)參數(shù)a的求解。假定地表走向主斷面某一測點(diǎn)在工作面距其很遠(yuǎn)處時(shí)開始下沉，并在工作面推過其下方很遠(yuǎn)處時(shí)下沉達(dá)到穩(wěn)定值，則有

(7)

求解可得

(8)

(9)

式中，v為工作面推進(jìn)速度，取2.4 m/d；vmax可由式(3)中A取vmax時(shí)確定；wmax為地表最大下沉值，mm；W0為地表充分采動(dòng)條件下最大下沉值，mm；α為煤層傾角；j為系數(shù)，一般取2～3；n1、n3分別為工作面傾向和走向方向采動(dòng)程度系數(shù)。

n1、n3值可由式(10)確定：

(10)

式中，η為系數(shù)，一般可取0.7～0.9；E為工作面寬深比；D為工作面走向開采距離，m；H0為工作面平均采深，m。

由式(8)可知，在工作面推進(jìn)速度一定時(shí)，地表走向主斷面下沉速度曲線形態(tài)參數(shù)a，隨各時(shí)期最大下沉值及最大下沉速度的改變而不同。因此，在地表走向方向達(dá)到充分采動(dòng)之前，地表走向主斷面下沉速度曲線形態(tài)及最大下沉速度滯后距隨工作面的不斷推進(jìn)而發(fā)生變化，其變化可由地表觀測數(shù)據(jù)及工作面推進(jìn)位置坐標(biāo)而確定。圖4為工作面推進(jìn)距離分別為175 m、297 m、420m及510 m時(shí)地表走向主斷面下沉值及下沉速度曲線分布規(guī)律。由圖4可看出，隨著工作面的不斷推進(jìn)，地表最大下沉速度及其滯后距逐漸增大，滯后角逐漸減小，下沉速度曲線逐漸變得平緩。結(jié)合地表觀測數(shù)據(jù)可知，當(dāng)工作面走向方向達(dá)到充分采動(dòng)狀態(tài)后，隨著工作面的繼續(xù)推進(jìn)，地表各動(dòng)態(tài)移動(dòng)參數(shù)基本保持不變。

圖4 不同回采距離地表走向主斷面下沉值及下沉速度分布規(guī)律Fig.4 Distribution law of subsidence value and sinking velocity of the main section of strike at different mining distances

結(jié)合紅嶺煤礦1501工作面的地質(zhì)采礦參數(shù)，聯(lián)立式(3)和式(8)，并代入式(6)，化簡得到工作面回采至任意時(shí)刻地表走向主斷面距工作面不同距離點(diǎn)處下沉速度預(yù)計(jì)公式：

(11)

(12)

工作面開采115 d和355 d時(shí)，由式(11)計(jì)算得出地表走向主斷面不同點(diǎn)處下沉速度分布情況，如圖5所示。

圖5 工作面開采不同時(shí)間地表走向主斷面不同點(diǎn)處下沉速度分布規(guī)律Fig.5 The distribution law of subsidence velocity at different points of the main section of the surface strike at different mining time

由圖5看出，位于鐘形預(yù)計(jì)曲線兩端測點(diǎn)的預(yù)計(jì)偏差較大，主要是因?yàn)檫@些區(qū)域本身距離工作面開采擾動(dòng)劇烈區(qū)較遠(yuǎn)，地表移動(dòng)變形較小，使得測量誤差對結(jié)果影響較大。與充分采動(dòng)條件下的預(yù)計(jì)偏差相比，非充分采動(dòng)條件下預(yù)測誤差明顯較大，特別是圖5(a)鐘形曲線左側(cè)測點(diǎn)的實(shí)測值與預(yù)計(jì)值偏差最大。分析原因主要為：在非充分開采條件下，由于工作面開采空間有限，覆巖垮落運(yùn)動(dòng)在向上傳導(dǎo)的過程中易形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但隨著工作面開采尺寸的繼續(xù)擴(kuò)大，覆巖結(jié)構(gòu)由下至上逐漸破斷失穩(wěn)，此過程造成工作面非充分開采狀態(tài)下采空區(qū)后方巖層移動(dòng)變形持續(xù)時(shí)間較長，從而使得圖5(a)鐘形曲線左側(cè)測點(diǎn)的實(shí)測值普遍大于預(yù)計(jì)值；當(dāng)工作面進(jìn)入到充分采動(dòng)后，預(yù)計(jì)曲線整體上與實(shí)測值吻合較好。

為了量化上述預(yù)計(jì)結(jié)果，分別采用標(biāo)準(zhǔn)誤差G與相對誤差F對預(yù)計(jì)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表4，計(jì)算公式如下：

式中，d為預(yù)計(jì)值與實(shí)測值之差；n為數(shù)據(jù)量；vmax為測點(diǎn)最大下沉速度值，mm/d。

由表4可知，當(dāng)工作面分別推進(jìn)到115 d及355 d時(shí)，其預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)誤差分別為3.9和2.7，相對誤差分別為14.6%和7.9%；當(dāng)去除掉鐘形曲線兩端異常測點(diǎn)后，統(tǒng)計(jì)得到兩個(gè)時(shí)刻相應(yīng)測點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)誤差分別為2.2和1.9，相對誤差為8.2%和5.5%，預(yù)計(jì)精度可以滿足現(xiàn)場工程應(yīng)用的要求，表明所建立的工作面推進(jìn)至任意時(shí)刻地表走向主斷面距工作面不同距離點(diǎn)處的下沉速度預(yù)計(jì)公式具有較好的適用性，可以為相似地質(zhì)采礦條件下地表建(構(gòu))筑物的保護(hù)提供一定的理論指導(dǎo)及技術(shù)支持。

表4 工作面不同開采時(shí)間地表走向主斷面不同點(diǎn)處下沉速度實(shí)測值與預(yù)計(jì)值對比Tab.4 Comparison of the actual measured value and the predicted value of the subsidence velocity at different points of the main section of the surface strike at different mining time

5 結(jié) 論

(1) 厚松散層礦井綜放開采引起的地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)變形規(guī)律具有一定的特殊性，具體表現(xiàn)為：地表下沉的起始期較短，僅占總移動(dòng)時(shí)間的3.2%，階段下沉量占總下沉量的1.2%；活躍期與衰退期相對較長，分別占總移動(dòng)時(shí)間的39.4%和57.4%，階段內(nèi)下沉量分別占總下沉的92.5%及6.3%。

(2) 地表走向主斷面3個(gè)動(dòng)態(tài)移動(dòng)參數(shù)值(地表超前移動(dòng)影響距、最大下沉速度和滯后距)隨工作面不斷回采而逐漸增大，增長速度表現(xiàn)出緩慢→快速→緩慢→穩(wěn)定的演化規(guī)律；當(dāng)工作面走向方向處于極不充分采動(dòng)階段時(shí)，3個(gè)參數(shù)值隨工作面回采增長不明顯；當(dāng)由極不充分過渡到非充分采動(dòng)時(shí)，3個(gè)參數(shù)值突然增大，平均增加381.1%；當(dāng)工作面由非充分采動(dòng)逐漸接近充分采動(dòng)時(shí)，3個(gè)參數(shù)曲線也由快速增長到逐漸趨緩，并最終分別穩(wěn)定于225 m、34.5 mm/d和124 m；當(dāng)工作面開采達(dá)到充分采動(dòng)狀態(tài)后，地表最大下沉速度將以固定形狀與工作面保持一定的滯后距向前遷移。

(3) 結(jié)合國內(nèi)部分厚松散層礦井開采相關(guān)數(shù)據(jù)，通過綜合分析煤層采厚、埋深、松散層占比、寬深比及工作面推進(jìn)速度5個(gè)因素與地表最大下沉速度及其滯后角正切值之間的相關(guān)系數(shù)，并利用多元線性回歸分析的方法得到厚松散層礦井地表最大下沉速度及其滯后角正切值的經(jīng)驗(yàn)公式。

(4) 通過理論推導(dǎo)，構(gòu)建了工作面推進(jìn)至任意時(shí)刻地表走向主斷面不同點(diǎn)處的下沉速度預(yù)計(jì)公式。該公式充分考慮了地表動(dòng)態(tài)沉降相關(guān)參數(shù)隨工作面回采的演化規(guī)律，提高了其在地表下沉速度預(yù)計(jì)方面的適用性及準(zhǔn)確性。