浅埋房式采空区下开采地表异常沉陷机理及预测方法

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2026.0039

采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5): 1221-1233.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2026.0039

浅埋房式采空区下开采地表异常沉陷机理及预测方法

苗凯军1,2，屠世浩1，朱德福3，郭本焕1，吕科1，王大鹏1,4，孙亮5

1. 中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116；2. 中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州221116；3. 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室，山西太原030024；4. 山西省晋神能源有限公司，山西忻州036500；5. 山西晋神沙坪煤业有限公司，山西忻州036500

出版日期:2026-09-15 发布日期:2026-09-22
通讯作者: 屠世浩，E-mail： tsh@cumt.edu.cn，Tel： 18361273959
作者简介: 苗凯军(1995— )，男，陕西省神木市人，博士/博士后，从事岩石力学与岩层控制、智能开采方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(52504154，51874281)；中央高校基本科研业务费专项项目(2025QN1010)；江苏省卓越博士后计划项目(2024ZB531)

Mechanism and prediction method for abnormal surface subsidence induced by mining underneath shallow-buried room-and-pillar goafs

Online:2026-09-15 Published:2026-09-22

摘要/Abstract

摘要： 针对浅埋房式采空区下开采导致覆岩运移呈现新规律、重复采动易引发地表异常沉陷等问题，以山西河曲沙坪煤矿9303工作面为工程背景，通过理论分析、数值模拟和工程实测相结合的方法，分析房式采空区稳定性的关键影响因素，计算不规则房式采空区的采出率，构建浅埋房式采空覆岩采动地表沉降模型，通过颗粒流数值模拟揭示了重复采动覆岩地表运移规律，并实测得到重复采动地表沉降时空演化特征。结果表明：在采厚与煤房宽度一定时，采出率是控制房式采空区垮塌特征的关键参数；随采出率增大，垮塌系数呈非线性增大，层间岩体碎胀系数呈非线性减小。9303工作面房式采空区下开采沉陷系数为0.93，显著大于8^#煤综采的下沉系数0.83；重复采动地表沉陷预测值5.32 m与实测值5.47 m的相对误差仅为2.7%，验证了开采沉陷预测方法的可靠性，可为同类地质开采条件下的矿井开采沉陷预测提供理论依据。

关键词: 浅埋煤层, 房式采空, 重复采动, 覆岩运移, 沉陷预测

中图分类号:

TD 325

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浅埋房式采空区下开采地表异常沉陷机理及预测方法

Mechanism and prediction method for abnormal surface subsidence induced by mining underneath shallow-buried room-and-pillar goafs

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