开采沉陷复习资料 4页

1•岩层移动和破坏的形式：弯曲、垮落、煤的挤出、岩石沿层面的滑移、岩石的下滑、底板的隆起。2.岩层岩层移动和破坏稳定后形成的“三带”：垮落带、断裂带、弯曲带。3.垮落带内岩层破坏特征:①在垮落带内，从煤层往上岩层破碎程度逐步减小。②垮落岩块间空隙较大，连通性好，有利于水、砂、泥土通行。③垮落岩石具有的碎胀性能使垮落自行停止。④垮落带的高度主要取决于开采厚度和上覆岩层的碎胀系数。⑤垮落岩石间的空隙随着时间的延长和工作面推进距离的增加，在上覆岩层压力作用下，在一定程度上可得到压实。稳定时间越长，压实性越好，到永远不会恢复到原岩体的体积。4.断裂带内岩层破坏特征：①断裂带内的岩层不仅发生垂直于层理面的裂隙和断裂，而且还产生顺层理面的离层裂缝。②根据连通性的好坏，断裂带一般导水，但不利于砂、泥土通过。③垮落带和断裂带合称“两带”，又称垮落断裂带，在解决水体下采煤时，垮落带和断裂带合称导水裂缝带。④导水裂缝带高度和岩性有关。⑤断裂带随着工作面推进距离的增加，当采空区扩大到一定范围时，断裂带的高度达到最大。此时，采空区继续扩大，断裂带高度基本上不再发展，并随着时间的推移，当岩层移动趋于稳定时，断裂带上部裂缝逐渐闭合，断裂带高度也随之降低。5.弯曲带内岩层破坏特征：①弯曲带内岩层在自重的作用下产生层面法线弯曲，在水平方向上处于双向受压状态，其压实程度较好。②弯曲带内岩层移动过程连续而有规律，并保持整体性和层状结构，不存在或极少存在离层裂缝。在竖直面内，各部分的移动值相差很小。③弯曲带一般情况下具有隔水性，特别是当岩性较软时，隔水性能更好，成为水下开釆时的良好保护层。④弯曲带的高度主要受开采深度的彫响。6.地表移动的形式：①地表移动盆地②裂缝及台阶③塌陷坑7.地表移动盆地的类型：①非充分采动下沉盆地（采空区尺寸小于该地质采矿条件下的临界开采尺寸时，地表任意点的下沉值均未达到该地质采矿条件下应有的最大值，形状为漏斗形）②充分采动下沉盆地（当地表移动盆地内只有一个点的下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大下沉值的釆动状态，形状为碗状。当采空区的长度和宽度均达到和超过（1.2〜1.4）H）③超充分采动下沉盆地（地表有多个点的下沉值达到最大下沉值的采动情况，形状为盆形）8.充分采动角：在充分采动条件下，在地表移动盆地的主断面上，移动盆地平底的边缘在地表水\n平线上的投影点和同侧采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。2.地表移动盆地的主断面：将地表移动盆地内通过地表最大下沉点所做的沿煤层走向和倾向的垂直断面。3.地表移动盆地主断面的特征：①在主断面上地表移动盆地的范围最大。②在主断面上地表移动量最大。③在主断面上不存在垂直于主断面方向的水平移动。4.最大下沉角：在倾斜主断面上，由采空区的中点和移动盆地最大下沉点在地表投影点的连线与水平线之间沿煤层下山方向一侧的夹角。5.地表移动盆地边界的划分:①移动盆地的最外边界②移动盆地的危险移动边界③移动盆地的裂缝边界6.地表移动盆地边界的角量参数：①边界角：在充分采动或接近充分采动的条件下，地表移动盆地主断面上盆地边界点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角②移动角：...地表移动盆地主断面上3个临界变形中最外边的一个临界变形点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角③•…在地表移动盆地的主断面上，移动盆地最外侧的地表裂缝至釆空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角④松散层移动角7.沿断面的水平移动为纵向水平移动，垂直于断面的水平移动为横向水平移动。8.盆地主断面内的地表移动和变形分析：①下沉W：地表点的沉降，是地表移动向量的垂直分量。②水平移动U：地表下沉盆地中某一点沿水平方向的位移。③倾斜i：相邻两点在竖直方向的下沉差与其水平距离的比值。④曲率K：两相邻线段的倾斜差两线段中点间的水平距离的比值。⑤水平变形£:相邻两点的水平移动差与两点水平距离的比值。⑥横向水平移动。9.水平煤层非充分采动时主断面内地表移动和变形分布规律：①下沉曲线分布规律：在采空区上方0处地表下沉值最大，从盆地中心向采空区边缘下沉逐渐减小，在盆地边界点A、B处下沉为零,下沉曲线以采空区中央对称。②倾斜曲线分布规律：盆地边界至拐点间倾斜渐增，拐点至垠大下沉点间倾斜逐渐减小，在最大下沉点处倾斜为零，在拐点处倾斜最大，有两个相反的最大倾斜值。③曲率曲线分布规律：盆地边缘区正曲率区，盆地中部为负曲率区。曲率曲线有3个极值，两个相等的最大正曲率和一个最大负曲率，两个最大正曲率位于边界点和拐点之间，最大负曲率位于最大下沉点处，边界点和拐点处曲率为零。④水平移动曲线分布规律：与倾斜曲线相似。⑤水平\n变形曲线分布规律：与曲率曲线分布规律相似，盆地边缘区为拉伸区，盆地中部为压缩区。2.地表点的移动轨迹：4个阶段。特点：①移动方向开始都指向工作面，移动稳定后的移动向量均指向工作面中心②点移动轨迹的弯曲程度与工作面推进速度有关，工作面推进速度越大，点移动轨迹曲线的弯曲程度越小，反之亦然。3.起动距：地表开始移动（下沉为10mm）时的工作面推进距离。一般在初次采动时，起动距为（%〜幻H,H为平均开采深度。4.超前影响：在工作面推进过程中，工作面前方的地表受采动影响下沉的现象。将工作面前方地表开始移动（下沉lOrnm）的点与当时工作面的连线和水平线在煤柱一侧的夹角称为超前影响角3。开始移动的点到工作面的水平距离1称为超前影响距。5.地表移动延续时间（移动过程总时间）：在充分采动或接近充分采动的情况下，地表下沉值最大的点从移动开始到移动稳定所延续的时间。一般按照地表下沉速度对建筑物的影响程度不同，将地表点的移动过程分为3个阶段：①开始阶段：下沉量达到10mm的时刻为移动开始时刻，从移动开始至下沉速度刚达到1.67mm/d（或50mm/月）的时刻为移动开始阶段。②活跃阶段：下沉速度大于1.67mm/d（或50mm/月）的阶段。③衰退阶段：下沉速度小于1.67mm/d（或50mm/月）起至6个月内地表各点下沉累计不超过30mm时为移动衰退阶段。影响地表移动延续时间的因素主要是岩石的物理力学性质、开采深度和工作面推进速度。开采深度越大，覆岩越坚硬，地表移动延续时间越长。反之亦然。6.影响开采沉陷分布规律的地质和釆矿因索：自然地质因索（埋藏的几何条件，构造因索，物理力学和化学性质），采矿技术因素（岩体被采煤破坏程度，采区系统的几何因素，技术因素）。地质采矿因素对开采沉陷分布规律的影响：①覆岩力学性质，岩层层位的影响②松散层对地表移动特征的影响③煤层倾角的影响④开采厚度与开采深度的影响⑤采区尺寸大小的影响⑥重复采动的影响⑦釆煤方法及顶板控制方法的影响。7.围护带：留设煤柱时，为确保被保护对象的安全，还需要保护受护对象周围一定范围内的岩体或地表，这部分需附加保护的岩体或地表及其范围称为围护带。8.观测站设计原则：①设计在移动盆地的主断面上。②观测线的长度应大于移动盆地的范围。③\n观测期间不受临近采区的影响。④观测线上应根据开采深度和设站的目的布置一定密度的测点。⑤观测线的控制点应在移动盆地范围之外埋设牢固，在冻土区控制点的底面应在冻土线0.5m以下。2.剖面线状观测站的设计方法：（一）确定观测线的位置①确定倾斜观测线的位置②确定走向观测线的位置（二）观测线长度的确定①倾斜观测线长度的确定②走向观测线长度的确定③移动角修正值（三）测点数目，密度及设置要求。3.垂直剖面法：（一）确定受护面积边界①如果建筑物边界和煤层走向，倾向平行时，在平面图上直接沿煤层走向，倾向留一定宽度的围护带②如果建筑物边界和煤层走向斜交时，通过建筑物四个角点，分别作与煤层走向或倾向平行的直线，再留围护带③如果地面有许多建筑物时，通过建筑物群的最外角点，分别作与煤层走向或倾向平行的直线，再留围护带。（二）确定保护煤柱边界。在受护面积边界与煤层走向平行或垂直时所做的垂直剖面上，首先在松散层内用4＞画线交于基岩而，再在基岩内用B,Y,&画线交于煤层，即可得岀保护煤柱边界。4.垂线法：（一）确定受护面积边界。首先在平面图上直接作平行于受护对象边界的直线，四边形或多边形，再在其外围画出围护带，不需要与煤层走向或倾向平行。（二）确定松散层保护边界。从受护边界向外量一段距离s,得松散层保护边界。s=hcot4）（三）确定保护煤柱边界。垂线法留设煤柱时，在松散保护边界各角点分别作保护边界的垂线，垂线指向上山方向时取长度q,垂线指向下山方向时取长度1。