Investigación sobre las leyes del hundimiento superficial y modelos de predicción en la explotación repetida de capas...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería geotécnica
• Ingeniería Minera
• Ciencias de la Tierra

Sus antecedentes:

• La minería de carbón global se extiende a niveles más profundos.
• La minería repetida de múltiples capas de carbón causa un hundimiento significativo de la superficie.
• Comprender y predecir este hundimiento es crucial para la gestión de la seguridad y el medio ambiente.

Objetivo del estudio:

• Investigar el modelo de asentamiento y la ley del hundimiento de la superficie bajo la minería repetida de múltiples capas de carbón.
• Desarrollar y validar un modelo de predicción para el hundimiento de la superficie en escenarios de minería de múltiples capas.
• Analizar los factores que influyen en el hundimiento de la superficie, incluido el comportamiento de la masa rocosa y la profundidad de la minería.

Principales métodos:

• Análisis teórico para establecer relaciones entre los parámetros mineros y el hundimiento.
• Simulación numérica para modelar el movimiento de los estratos y la deformación de la superficie.
• Monitoreo de campo y comparación con las predicciones del modelo para su validación.
• Desarrollo de un modelo de predicción basado en el método de la integral de probabilidad.

Principales resultados:

• Se encontró una relación lineal entre la expansión de la roca rota, la profundidad y el grosor de la costra de carbón y el hundimiento máximo.
• El tamaño de la cuenca de hundimiento superficial está relacionado linealmente con la profundidad de la minería.
• Las simulaciones numéricas mostraron tendencias de hundimiento similares a la minería de una sola costura, con una distribución asimétrica en etapas posteriores.
• El modelo de predicción desarrollado demostró una alta precisión, con errores promedio inferiores al 5% en comparación con las mediciones de campo.

Conclusiones:

• El estudio proporciona un modelo validado para predecir el hundimiento de la superficie en la minería de múltiples costuras.
• Los hallazgos teóricos y numéricos se alinean con las aplicaciones de ingeniería, confirmando la racionalidad del modelo.
• Se puede lograr una predicción precisa del hundimiento, lo que ayuda a mitigar los riesgos asociados con la extracción profunda de carbón en múltiples capas.