煤田地质与勘探

作者：张亮亮, 刘喜雅, 程桦, 杜少能,

关键词：开采沉陷, 地表动态下沉, 改进Knothe时间模型, 初始期, 活跃期, 衰退期, 煤矿,

目的和方法针对目前煤矿开采地表初始、活跃和衰退期下沉量缺乏理论预测模型的不足，首先统计得到7个煤矿地表最大下沉量与动态下沉量之比随时间的指数函数关系，建立改进Knothe时间模型，并分析模型参数对地表动态下沉量、下沉速度和下沉加速度曲线的影响规律。然后基于改进Knothe时间模型，以及地表下沉初始、活跃和衰退期划分依据的临界下沉速度，建立煤矿开采地表初始、活跃和衰退期下沉量预测模型，并给出了模型参数计算表达式。最后分别采用安徽淮南某矿GNSS地表实时下沉监测数据和4个常规下沉测点实测数据对改进Knothe时间模型的精确性和适用性进行验证，以及20个矿区地表动态下沉实测数据对地表初始、活跃和衰退期下沉量预测模型的合理性和精确性进行验证。结果和结论改进Knothe时间模型拟合GNSS地表实时下沉监测数据的精度明显高于Knothe时间模型，且优于Weibull和Hill时间模型，拟合4个常规测点实测数据的相对标准偏差均小于4%，验证了模型的精确性；20个矿区地表动态下沉量实测值与地表初始、活跃和衰退期下沉量理论模型预测值基本吻合，3个阶段的均方根误差分别仅为0.039、0.105和0.076 m，验证了预测模型的精确性和合理性。研究可为地表动态下沉规律分析及其预测提供模型选择和理论依据。

来源：2026年第3期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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