开采沉陷
概率积分法开采沉陷
概率积分法开采沉陷沉陷是指土地表面在地下资源开采或其他人为活动的影响下发生的下沉或下降现象。
在沉陷区域开展资源开采活动，需要对沉陷进行科学评估和监测，以减少对环境和人类活动的影响。
概率积分法是一种常用的沉陷预测方法，它通过对沉陷概率分布进行积分，得到沉陷量的概率密度函数，从而对沉陷进行精确预测。
概率积分法的基本原理是将各种可能的沉陷情况视为随机变量，并利用概率统计的方法进行分析。
首先，需要确定沉陷的概率分布函数，即确定沉陷量的可能取值及其概率。
然后，通过对概率分布函数进行积分，得到沉陷量的概率密度函数。
最后，可以根据概率密度函数来评估不同沉陷量的可能性及其对工程和环境的影响。
概率积分法在沉陷预测中的应用可以帮助决策者更好地评估和控制沉陷风险。
例如，在选择地点进行资源开采前，可以通过概率积分法预测不同沉陷量的概率，从而选择较低沉陷概率的地点。
在资源开采过程中，可以根据概率密度函数对可能的沉陷量进行预测，制定相应的工程措施和管理策略，以减少沉陷对工程的影响。
此外，概率积分法还可以用于评估不同开采方案的沉陷风险，从而指导决策者选择最优方案。
概率积分法在沉陷预测中的应用也存在一些挑战和限制。
首先，概率积分法需要大量的数据支持，包括地质勘探、地下水位监测和沉陷监测等数据。
缺乏数据或数据质量不高会影响预测的准确性。
其次，概率积分法对沉陷机理的理解要求较高，需要对沉陷的成因和影响因素有较为深入的研究。
最后，概率积分法在处理复杂情况时的计算量较大，需要借助计算机模拟等方法进行计算。
为了提高概率积分法的预测准确性和应用效果，可以采取以下措施。
首先，加强对沉陷机理的研究，深入了解沉陷的成因和影响因素，提高对概率分布函数的确定性。
其次，加强监测和数据采集工作，提高数据的质量和可靠性。
同时，发展先进的数据处理和计算方法，提高计算效率和精度。
此外，加强沉陷风险评估和管理的规范化，建立科学合理的决策和管理机制。
概率积分法是一种有效的沉陷预测方法，可以用于评估和控制沉陷风险。
矿山开采沉陷学
矿山开采沉陷学
矿山开采沉陷学是一门研究矿山开采引起的地表沉陷及其对环境和工程影响的学科。
它涉及地质学、采矿工程、岩土工程、测量学等多个学科领域，旨在揭示矿山开采过程中地表沉陷的机理、规律和预测方法，为矿山安全生产和环境保护提供科学依据。
矿山开采沉陷学的研究内容包括矿山开采引起的地表下沉、倾斜、曲率、水平移动等变形特征，以及这些变形对地表建筑物、道路、管线等设施的影响。
通过对矿山开采沉陷的研究，可以预测地表变形的范围和程度，评估其对环境和工程的影响，制定相应的防治措施，保障矿山的安全生产和可持续发展。
矿山开采沉陷学的研究方法主要包括现场观测、实验室试验、数值模拟等。
其中，现场观测是获取地表变形数据的主要手段，通过在开采区域设置观测站，定期测量地表变形的参数，可以了解开采沉陷的发展趋势和规律。
实验室试验则可以研究岩石的物理力学性质，为数值模拟提供参数依据。
数值模拟则是利用计算机技术，建立矿山开采沉陷的数学模型，对开采过程进行数值模拟，预测地表变形的情况。
矿山开采沉陷学的研究对于保障矿山的安全生产、保护环境和人民生命财产安全具有重要意义。
同时，它也为矿山资源的合理开发和利用提供了科学依据，促进了矿山可持续发展。
矿山开采沉陷观测
经验教训
总结矿区沉陷治理的经验教训，为类似矿区的治理提供借鉴和参考。
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矿山开采沉陷观测的未来发 展
智能化沉陷观测技术
自动化数据采集
利用无人机、遥感等技 术实现沉陷观测数据的 自动化采集，提高数据 获取的效率和精度。
人工智能分析
利用机器学习、深度学 习等技术对沉陷观测数 据进行智能分析，实现 沉陷形态的自动识别和 预测。
实时监测预警
通过物联网、云计算等 技术实现沉陷区的实时 监测和预警，及时发现 潜在的安全隐患。
沉陷观测数据共享与服务平台
数据整合
将不同来源、不同格式的沉陷观测数据进行整合， 形成统一的数据共享平台。
全自动沉陷观测站能够实现自动化数 据采集，减少人工干预，提高观测效 率和准确性。
全自动沉陷观测站采用高精度测量设 备，能够准确测量矿山开采沉陷的深 度、范围和变形量等参数。
实时监测
全自动沉陷观测站具备实时监测功能， 能够及时发现矿山开采沉陷的变化情况 ，为采取相应的应对措施提供依据。
GPS定位技术
沉陷产生的原因
地下矿藏开采
随着地下矿藏的开采，矿体周围的岩 层失去支撑，导致应力平衡破坏，引 起岩层移动和地表沉陷。
地下水流失
矿藏开采过程中，地下水被大量抽取 ，导致地下水位下降，土层失去水分 支撑，进而产生沉陷。
沉陷对环境的影响
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地表形态改变
沉陷使地表形态发生明显变化 ，形成塌陷坑或塌陷盆地，影
综合利用率。
03
跨界合作
加强与其他领域的合作，如土地资源管理、环境保护等，共同推进矿区
煤矿开采沉陷防治和控制技术(三篇)
煤矿开采沉陷防治和控制技术一.沉陷的防治技术途径沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；（1）对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。
（2）开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1.1.1全部充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。
其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法，其次是风力充填和矸石自溜充填。
但充填采矿法需要专门的充填设备和设施，还需要有充足的充填材料。
矿井初期投资大，吨煤成本相应的增加。
1.1.2条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。
由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。
从而减少覆岩移动，控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。
但该方法采出率低、巷道掘进多，工作面效率低。
1.1.3覆岩离层带充填根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。
但该技术难度大，再近一步研究。
1.1.4限厚开采根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这一厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。
但该技术采出率低，仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。
第2章 开采沉陷基本概念
（1）中间区特点：下沉均匀、下沉值最大，各处下沉近于 相同，变形值为零，一般无裂缝 （2）内边缘区：地表下沉不等，地面向盆地中心方向倾斜， 呈凹形，产生压缩变形，一般不出现裂缝 （3）外边缘区：地表下沉不等，地面向盆地中心方向倾斜， 呈凸形，产生拉伸变形，当拉伸变形超过一定值后，地面出 现裂缝
• 地表移动盆地的采动程度
充分采动（Critical Mining）：地表最大下沉值不 随采空区尺寸增大而增加的临界开采状态。此时形成的
地表移动盆地称为充分采动下沉盆地
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。
一般当采空区的长度和宽度均达到1.2~1.4H0（H0为
平均开采深度）时，地表达到充分采动。
• 地表移动盆地的主断面
主断面：通过地表移动 盆地最大下沉点沿煤层倾
向或走向的垂直断面。主
断面个数与采动程度有关。
槽型盆地示意图
AB:走向主断面 CD:倾向主断面
主断面的特征：
主断面上地表移动盆地的范围最大；
主断面上地表移动最充分，移动变形量最大；
主断面上的点，通常不产生垂直于主断面方 向的水平移动。
尺寸，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。
超充分采动（Supercritical Mining）：地表最大下 沉值不随采区尺寸增大而增加且超出临界开采的状态，又 称超临界开采。此时形成的地表移动盆地为超充分采动下 沉盆地，盆地中央出现平底，平底区域点的下沉值均达到 最大下沉值。
主断面的位置：与采动程度和煤层倾角有关。
最大下沉角：倾斜煤层
开采时，地表移动盆地主断
第1章 开采沉陷损害类型及特征
开采损害与环境保护
开采损害与环境保护
六盘水师范学院矿业工程系 2013.8
开采损害与环境保护
目录
第一篇 开采损害类型及特征
第一章 第二章 第三章 第四章 开采沉陷损害类型及特征 开采水动力损害 开采大气损害 开采废弃物（尾矿）损害
第五章
开采对生态环境的影响
开采损害与环境保护
第二篇 开采损害防治
第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章 岩层移动变形机理 开采沉陷的一般规律 开采损害的监测与评价 保护煤（岩）柱或矿（岩）柱的留设 建筑物下采煤 铁路下采煤 水体下采煤 承压含水层上采煤
变形与沉陷工程学第六章 开采沉陷的一般规律-修改
2、影响地表点移动持续时间T的因素 1）采深H0越大，移动持续时间T越长，H0越小，T越短 2）岩硬，T越长，岩软，T越短 3）全部跨落法，T小；条带、房柱开采，T大
3、影响最大下沉速度的因素 1）岩硬，V0小；岩软，V0大 2）采深H0↑，V0小；H0↓，V0大 3）采厚m小，V0小；m大，V0大 4）全陷法，V0大；房柱、条带V0小 5）工作面推进速度c大，V0大；c小，V0小
第六章 地表沉陷的一般规律 地表沉陷规律是指地下开采引起的地表移动和变形的大小、、 空间分布形态（以上两项合称“分布规律”）及其与地质采矿条 件的关系；
➢ 6.1 移动稳定后主断面内移动和变形分布规律
➢ 6.2 移动盆地稳定后全面积的移动和变形分布规律
➢ 6.3 采动过程中（动态）主断面内移动和变形分布规律
最大拉伸变形在下山方向，最 A
（2）
（3）
o
B
大压缩变形在上山方向。
（1） E1 β0
Wfm
E2
ψ2 θ
γ0 x
ψ1
α
五、急倾斜（α>55°）煤层非充分采动时移动和变形分布规
律
与倾斜煤层相比：
1）移动变形曲线非对称十分明显，下山方向的影响范围远大
于上山方向的影响范围。当煤层倾角接近90°时，下沉盆地又
t——两次观测的间隔天数。
φ
φ
γ D E″ F
L
L
W
c
m
5
Hnm＋1、Hnm——第m＋1次和第m次测得的n号点的高程，mm。 2、下沉速度变化规律
11
工 作 2~ 4 H 0 面 地表 开 工 作 V 始 (面 x) ,V m 移 充 动 分 V （ 0 采动 最
矿山开采沉陷学(知识点)
矿山开采沉陷学第一章：1：在地下开采前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
局部矿体被采出后，在岩体内部形成一个采空区，导致周围岩体应力状态发生变化，引起应力重分布，从而使岩体产生移动变形和破坏，直至到达新的平衡。
随着采矿工作的进展，这一过程不断重复。
它是一个十分复杂的物理、力学变化过程，也是岩层产生移动和破坏过程，这一过程和现象称为岩层移动。
2：充分采动区COD位于采空区中部上方，其移动特征是：煤层顶板在上覆岩体重力作用下，先向采空区方向弯曲，然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。
此后，岩层成层状向下弯曲，同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。
成层状弯曲的岩层下沉，使冒落破碎的岩块逐渐被压实。
移动完毕后，此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位，层内各点的移动向量与煤层法线方向一致，在同一层内的移动向量彼此相等。
3：岩层移动形式〔一〕弯曲，这岩层移动的主要形式。
当地下开采后，从直接顶板开场沿层面法线方向弯曲，直到地表。
〔二〕岩层的垮落〔或称冒落〕。
当煤层采出后，采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。
当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时，岩层破碎成大小不一的岩块，冒落充填于采空区。
此时，岩层不再保持其原有的层状构造。
这是岩层移动过程中最剧烈的形式，通常只发生在采空区直接顶板岩层中。
〔三〕煤的挤出〔又称片帮〕。
采空区边界煤层在支承压力作用下，一局部被压碎挤向采空区，这种现象称为片帮。
由于增压区的存在，煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩，从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
〔四〕岩石沿层面的滑移。
在开采倾斜煤层时，岩石在自重力的作用下，除产生沿层面法线方向的弯曲外，还会产生沿层面方向的移动。
岩层倾角越大，岩层沿层面滑移越明显。
沿层面滑移的结果，使采空区上山方向的局部岩层受拉伸，甚至剪断，而下山方向的局部岩层受压缩。
〔五〕垮落岩石的下滑〔或滚动〕。
煤层采出后，采空区为冒落岩块所充填。
《矿山开采沉陷观测》课件
智能化沉陷观测技术是指利用先进的信息技术、传感 器技术和数据处理技术，实现沉陷观测的自动化、智 能化和高效化。
智能化沉陷观测技术能够提高观测精度和效率，减少 人工干预和误差，为矿山安全生产提供更加可靠的技 术支持。
自动化数据处理与分析
自动化数据处理与分析是指利用计算机技术和软件技术， 对沉陷观测数据进行自动处理、分析和挖掘，以获取更加 准确和深入的矿山开采沉陷信息。
观测结果
发现矿区地面沉陷深度达到 1.5米，沉陷面积超过3平方公 里，主要集中在采空区附近。
结论
该矿区地面沉陷严重，需采取 措施控制沉陷进一步发展，加
强矿区环境保护。
某矿区地下水位观测案例
观测目的
了解矿区地下水位变化情况， 预测矿坑突水等安全事故，保
障矿区安全生产。
观测方法
建立地下水位观测井，定期进 行水位测量，分析水位变化规 律。
GIS技术的优点包括强大的数据 管理和空间分析能力、可视化效 果好等，能够为矿山开采沉陷观
测提供全面的技术支持。
04 矿山开采沉陷观测案例分 析
某矿区地面沉陷观测案例
01
02
03
04
观测目的
了解矿区地面沉陷程度、范围 和规律，为矿区安全和环境保
护提供科学依据。
观测方法
采用水准仪、全站仪等测量仪 器，定期对矿区地面进行高程 测量，分析地面沉降数据。
《矿
• 矿山开采沉陷概述 • 矿山开采沉陷观测方法 • 矿山开采沉陷观测技术 • 矿山开采沉陷观测案例分析 • 矿山开采沉陷观测的未来发展
01 矿山开采沉陷概述
矿山开采沉陷的定义
矿山开采沉陷是指由于地下矿藏的开 采，导致地表及地表下的岩层和土体 发生变形、位移和破坏的现象。
开采损害第四章开采沉陷的一般规律山东科技大学-精选文档
2、盆地的角值
（1）边界角：下沉10mm的点至采空区边界与水平线夹角。 （2）移动角：临界变形值点至边界的连线与水平线夹角。 （3）裂隙角：地表裂缝至边界与水平线的夹角。 （4）松散层移动角：基岩移动角与地表下沉10mm的点连线 。 （5）充分采动角：由最大下沉角确定。 10 （6）最大下沉角：最大下沉点与采空区中心的连线角
2、倾斜
地表下沉盆地沿某一方向的坡度叫倾斜，也叫斜率。其平均 值以两点间的下沉差除以点间距表示。
3、曲率
下沉盆地剖面线的弯曲度叫曲率。其平均值以相邻两线段倾 斜差除以两线段中点的间距。
5
一、地表移动变形的概念
4、水平移动
地表下沉盆地点沿某一水平方向的位移叫水平移动，以本次 与首次测得的从改点至控制点的水平距离差来表示。
三、地表移动变形的预计方法
1、概率积分法
（1）下沉系数：充分采动时，地表最大下沉值与煤层法线采 厚在铅垂方向投影长度的比值。
（2）水平移动系数：充分采动时，走向主断面上地表最大水 平移动值与地表最大下沉值的比值。 （3）开采影响传播角：充分采动时，倾向主断面上最大下沉 值与该点水平移动值的反正切。 （4）主要影响正切角：走向主断面上走向边界采深与其主要 影响半径之比。 （5）拐点偏距：充分采动时，下沉盆地主断面上下沉值为 0.5W、最大倾斜和曲率为零的3个点的平均值为拐点坐标。 11
件和复杂地质条件分布规律。
地表移动变形包括： （1）地表移动盆地 （2）裂缝及台阶 （3）塌陷坑
3
一、地表移动变形的概念
描述地表移动变形的指标主要有：
（1）下沉
（2）倾斜
（3）曲率
（4）水平移动
（5）水平变形 （6）扭曲 （7）剪切变形
煤矿开采沉陷防治和控制技术
煤矿开采沉陷防治和控制技术指的是在煤矿开采过程中，通过采取各种技术手段来预防和控制地面沉陷的现象，保障矿山周边环境的安全稳定。
煤矿开采沉陷是指在煤矿开采过程中，由于煤层脱岩和采空区引起的地面沉降现象。
下面就煤矿开采沉陷防治和控制技术进行详细的介绍。
1. 建立沉陷预测模型：通过对矿区地质条件、煤层结构和矿场开采方式等因素的分析，建立沉陷预测模型。
利用该模型可以预测煤矿开采过程中的沉陷量和沉陷范围，为后续的沉陷防治措施提供科学依据。
2. 采取合理的开采方式：煤矿开采沉陷的主要原因是由于煤层脱岩造成采空区，导致地面下沉。
因此，在煤矿开采过程中，应采取合理的开采方式，尽量减少采空区的形成。
常见的开采方式包括分层开采、大小井筒联合开采等，这些方式可以减少采空区的形成，从而降低地面沉陷的风险。
3. 采取填充和支护措施：在煤矿开采过程中，可以采取填充和支护措施来减小地面沉陷的程度。
填充指的是将废弃物、矿渣等填充到采空区，填充物可以承受部分地面负荷，从而减小地面沉陷的规模。
支护指的是使用支架、桩等结构物支撑地面，增加地面的承载能力，减小地面沉陷的幅度。
4. 水资源管理：在煤矿开采过程中，水的排放和利用是一个重要问题。
合理管理水资源可以有效地减小地面沉陷的程度。
一方面，可以通过收集和利用煤矿排放的水资源，减少地下水位的下降，减小地面沉陷的幅度。
另一方面，可以采取排水措施，及时排除煤矿中的积水，减少地下水的聚集，从而减小地面沉陷的风险。
5. 煤矿开采沉陷监测：煤矿开采过程中，要进行地面沉陷的监测和测量工作。
通过实时监测地面变形情况，可以及时观察沉陷的状态，判断沉陷的趋势和规模，为沉陷防治措施的实施提供科学依据。
总结起来，煤矿开采沉陷防治和控制技术是通过建立沉陷预测模型、采取合理的开采方式、采取填充和支护措施、管理水资源以及进行监测等手段，来预防和控制煤矿开采过程中地面沉陷现象的技术措施。
这些技术措施的实施可以有效地保护矿山周边环境的安全稳定，确保矿区开采的可持续发展。
煤矿开采沉陷及其预防对策分析
煤矿开采沉陷及其预防对策分析我国的煤炭资源十分丰富，相对来说，天然气与石油的资源较少。
因此，我国的主要能源来源于煤矿的开采。
煤矿能源在我国能源之中的比例占据一半以上，煤矿作为我国的主要能源，会一直并长期主宰着我国的能源产业。
我国经济的快速发展，带动着能源产业的需求。
因此，煤矿的开采规模也随之而增大，那么我国的生态环境问题就成为了非常重要的问题。
在煤矿的开采中，经常会发生地面沉陷等情况，本文主要针对此情况进行分析，并适当提出了应对措施，希望能够为业内人士带来帮助。
标签：开采沉陷防治对策充填注浆1煤矿开采沉陷形成原因及现状1.1开采沉陷形成的原因煤矿开采的沉陷情况是指，开采人员将煤从煤层采出后，地下的采空区和其周围本应有的水平应力，和土地的垂直应力平衡状态被破坏，导致地面重新分布垂直应力，引起了岩层的破坏、变形，甚至发生土地的移动，并且在移动过程中，导致地表和土层的土地也发生了变化，这种变化的过程，就是开采沉陷。
开采沉陷的实质原因由于地下开采的不断扩大，导致岩石的内部应力发生复杂的变化，这种变化又会引起其他周围岩石应力的变化，这种变化不断地传播至地表，导致从采空区至地表全部岩层整体移动的结果。
采空区上覆的岩层内部的构造是非常复杂的，各个岩层的岩性往往有很大的差异，而且各个岩层内部存在着各种不连续的节理和裂隙，如果开采沉陷促使这些节理和裂隙相互导通，则会引起范围更大的岩层移动，如果这些岩层的移动向地表对地表不断地扩散，最终传至地表的岩层，这将引起更大范围的地表沉降。
如果煤层埋藏的深度比较深，地下的采矿活动的范围也比较的小，则由于开采造成的地表沉陷是非常小的，有时仅仅会引起地，下局部的岩层移动并不会引起地表沉陷。
反之如果煤层埋藏浅，地下的采矿活动比较剧烈，影响的范围很大，那么肯定会引起地表岩层的移动和变形，最后形成地表沉陷。
1.2煤矿开采沉陷现状及存在的问题在进行煤炭开采时，主要有以下几种开采方式。
打设立井、斜井，或平硐的井工进行开采。
矿山开采沉陷学(名词解释)
矿山开采沉陷学：研究煤矿地下开采引起的岩层与地表移动规律、移动变形控制方法及相关问题的科学。
它是一个工程技术研究领域，也是矿山测量、采矿工程学科的专业方向之一。
开采沉陷：矿层地下开采引起的岩层移动、松散层移动、地表移动现象和过程。
岩层移动：地下有用矿物被采出以后，开采区域周围岩体原有的应力平衡状态受到破坏，使岩体产生变形、位移和破坏的现象和过程。
地表移动：当开采的面积达到一定范围之后，岩层的移动和变形将发展到地表，引起地表的移动、变形和塌陷的现象和过程。
岩层移动六种形式：弯曲、煤的挤出(片帮)、垮落(冒落)、底板岩层的隆起、岩石沿层面的滑移、垮落岩石的下滑。
弯曲：岩层沿层面法向一次向采空区方向的弯曲。
煤的挤出(片帮）：煤壁在支承压力作用下压碎向采空区突出的现象。
岩层的垮落(冒落)：顶板岩层受上覆岩层压力弯曲而拉伸破坏，从岩体中垮落。
底板岩层的隆起：在煤层采出后，底板在垂直方向减压，水平方向受压，导致底板向采空区方向隆起。
岩石沿层面的滑移：倾斜煤层时，岩石在自重力的作用下，除产生沿层面法线方向的弯曲外，还会产生沿层面下坡方向的移动。
垮落岩石的下滑：倾斜煤层时，采空区上部垮落的岩石下滑充填下方采空区。
岩层移动分区：充分采动区、最大弯曲区、岩石压缩区、垮落带、断裂带（裂隙带）、弯曲带、底板采动导水破坏带、底板阻水带、承压水导升带。
地表移动的四种形式：下沉盆地、裂缝与台阶、塌陷坑、采动滑移或滑坡。
下沉盆地：受影响地表从原有的标高向下沉降，从而在采空区上方形成一个比采空区范围大得多的沉陷区域，也称“地表下沉盆地”。
裂缝与台阶：地表产生的延伸性裂缝，裂缝两侧地表有时还会有一定的落差而形成台阶。
塌陷坑：边缘较陡、塌陷深度大的漏斗状或沟槽状塌陷坑。
常发生在浅部开采急倾斜煤层或特厚煤层时。
采动滑移或滑坡：采动滑移是指地下开采引起的山区地表附加移动；采动滑坡是指地下开采引起的坡体整体性大面积滑动或坍塌。
充分采动：地表最大下沉值不随采区尺寸增大而增大的临界开采状态。
充填采煤开采沉陷主控因素及其影响规律
充填采煤开采沉陷主控因素及其影响规律随着煤炭资源的逐渐枯竭，深部充填采煤技术逐渐得到广泛应用。
充填采煤开采方式在保障煤矿安全和提高煤炭资源回收率方面具有重要意义。
充填采煤开采过程中会产生沉陷现象，给地表造成一定的影响。
充填采煤开采沉陷的主控因素主要包括充填方法、充填材料、充填体的组织及其水分含量以及采煤工艺等。
1. 充填方法：充填方法是影响充填采煤开采沉陷的重要因素。
目前常用的充填方法包括顶板充填、底板充填和全充填等。
不同的充填方法对沉陷产生的影响不同。
顶板充填主要影响充填层的沉陷，底板充填则主要影响采场下方的沉陷。
全充填方法可以有效控制采动区域的沉陷。
2. 充填材料：充填材料的选择对沉陷控制也有一定的影响。
充填材料的力学性质决定了充填体的载重能力和变形特性。
选用适宜的充填材料可以降低沉陷量和沉陷速率。
目前常用的充填材料主要包括煤矸石、煤灰、砂砾等。
3. 充填体的组织及其水分含量：充填体的组织结构对沉陷产生的影响也很大。
充填体的组织结构越紧密，沉陷量越小。
充填体中的水分含量也会对沉陷产生影响。
水分含量越高，充填体的变形能力越大，沉陷量也会相应增加。
4. 采煤工艺：充填采煤的开采工艺对沉陷产生的影响也很明显。
合理的采煤工艺可以减小采动区域的沉陷范围和沉陷量，从而达到降低沉陷的目的。
目前常用的采煤工艺有顺槽房柱法、割缝法和先顺槽后适填法等。
1. 沉陷范围：充填采煤开采沉陷主要集中在采动区域周围。
由于充填体对地表的支撑作用，充填区域内的地表沉陷较小。
充填采煤开采沉陷一般呈现出明显的局部性。
2. 沉陷速率：充填采煤开采沉陷速率一般较快。
充填体的变形能力往往比煤层要大，因此在充填区域内，地表沉陷速率较煤层开采时要快。
3. 沉陷量：充填采煤开采沉陷量与充填材料的力学性质、充填体的组织结构、采煤工艺等因素密切相关。
选择适宜的充填材料、合理设计充填体的组织结构和采用科学的采煤工艺可以降低沉陷量。
在实际充填采煤开采项目中，需要根据具体情况综合考虑充填方法、充填材料、充填体的组织及其水分含量以及采煤工艺等因素，制定相应的沉陷控制方案，以达到保护地表和提高矿柱采出率的目的。
开采沉陷知识点总结
开采沉陷知识点总结知识点一、开采沉陷的成因1. 矿体的变形和瓦解矿体是地下储存煤炭、石油、天然气等矿产资源的岩层，开采过程中，矿体受到采矿压力和空隙被破坏，导致矿体发生变形和瓦解，从而引起地表的沉陷。
2. 煤层气的释放在煤炭开采中，煤层气通过矿井地质条件的改变而释放，导致地下岩体的变形和地表的沉陷。
3. 水文地质条件的改变矿区地下水位的下降和地下水的排泄也会导致地下岩体的变形和破坏，从而引发地表的沉陷。
知识点二、开采沉陷的类型1. 地表沉陷地表沉陷是指由于地下矿藏开采造成地表下陷、建筑物倾斜等现象。
地表沉陷会对周围的建筑物、道路、水利设施等造成损害，严重影响到周围居民的生活和安全。
2. 地下沉陷地下沉陷是指由于地下矿藏开采造成地下岩体的变形和破裂，导致地下空洞的形成，地质构造发生塌陷等现象。
地下沉陷会对地下设施、地下管道等造成影响，甚至对地面上的建筑物产生威胁。
知识点三、开采沉陷的影响1. 对地表建筑物的影响地表沉陷会导致建筑物出现倾斜、开裂等现象，严重影响建筑物的使用功能和安全性，甚至造成建筑物的损坏和崩塌。
2. 对地下管道和地下设施的影响地下沉陷会导致地下管道和设施遭受损坏和破坏，严重影响城市的供水、排水、供电等基础设施的正常运行，甚至造成供水中断、排水阻塞等问题。
3. 对环境和生态系统的影响地表沉陷会导致土壤侵蚀、植被破坏等现象，严重影响到周围的生态系统和生态环境，导致生态平衡失调、生物多样性下降等问题。
4. 对地下水资源的影响地下沉陷会导致地下水资源受到影响，地下水位下降、水质污染等问题会影响到周围地区的生活和农业生产。
5. 对人类生活和安全的影响地表沉陷会导致居民的生活环境受到影响，严重影响到居民的生活质量和安全，甚至造成人员伤亡。
知识点四、开采沉陷的防治措施1. 资料的整理与地质勘察在矿区开采前，应对地质情况进行全面的勘察，收集相关的地质资料，制定合理有效的开采方案，以减少地表沉陷的风险。
(完整word版)《矿山开采沉陷学》复习题
《矿山开采沉陷学》复习题一、名词解释1.地表移动盆地主断面：地表移动盆地内通过最大下沉点（或者说移动盆地的中心）所作的沿煤层走向的垂直断面。
（P35）2.临界开采面积：地表到充分采动时的采空区面积。
3.防砂安全煤岩柱：在松散弱含水层底界面至煤层开采上限之间为防止流砂溃入井下而保留的煤和岩层块段。
（P321）4.垮落带（冒落带）：用全部垮落法管理顶板时，回采工作面放顶后引起煤层直接顶板岩层产生破坏的范围。
（P26）5.移动角：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三个临界变形值中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。
（P43）6.地表移动起动距：地表开始移动时工作面的推进距离。
（P85）7.半无限开采：工作面煤壁一侧的煤层未被采动，而另一侧的煤层全部采空的开采情况。
8. 超前影响角：将工作面前方地表开始移动（即下沉10mm）的点与当时工作面的连续，此连线与水平线在煤柱一侧的夹角。
（P85）二、填空题三、简答题1.什么是开采沉陷预计，其目的是什么？（P116）（1）对一个计划进行的开采，在开采进行以前，根据其地质采矿条件和选用的预计函数、参数，预先计算出受此开采影响的岩层和（或）地表的移动和变形工作，称为开采沉陷预计。
（2）开采沉陷预计对开采沉陷理论的研究和生产实践都有重要意义。
①在理论研究生的作用在于，利用预计的结果可以定量地研究受开采影响的岩层与地表移动在时间上和空间上的分布规律。
②对指导建筑物下、铁路下、水体下的开采实践具有重要的作用。
2.岩层移动稳定后，覆岩采入影响分为哪几个带？各影响带的主要特征是什么？（P25—P27）（1）冒落带：①随着煤层的开采，其直接顶板在自重力的作用下，发生法向弯曲，当岩层内部的拉应力超过岩石的抗拉强度时，便产生断裂、破碎成块而垮落，冒落岩块大小不一，无规则地堆积在采空区内；②冒落岩石具有一定的碎胀性，冒落岩块间空隙较大，连通性好，有利于水、砂、泥土通过。
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名词解释：1.半无限开采：沿着工作面推进方向x 区间0到正无穷上被开采，而沿垂直工作面推进方向的开采尺寸足够大，使之达到充分采动。
（1.2--1.4H ）2.主要影响半径：半无限开采主要的地表移动和变形均发生在r x -=～r +的范围之内，称r 为主要影响半径。
2.下沉盆地的角度参数： 边界角：开采达到或接近充分采动是，移动盆地主断面上盆地边界点和采空区边界点连续与采空区外侧水平线的夹角移动角：开采达到或接近充分采动时，移动盆地主断面上临界变形点和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角。
下山、上山和走向方向的移动角分别用β、γ和δ来表示；i=± 3.0mm/m ；E=±2.0mm/m ；K=±0.2×10-3/m 。
裂缝角：开采达到或接近充分采动时，采空区上方地表最外侧位置裂缝和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角最大下沉角：在移动盆地的倾斜主断面上，采空区的中点与地表下沉盆地中点的连线与矿层下山方向水平线的夹角3.启动距：地表开始移动式工作面推进距离地表开始移动：观测地表下沉值达到10mm地表移动时间：从地表开始移动到地表停止移动的持续时间。
分为启动。
活跃。
衰减阶段，1.67mm/d ，百分之854.减沉开采：是通过改变采场顶板管理方法控制顶板下沉量，达到减缓地表沉陷量5.协调开采：根据开采引起地表移动变形分布规律，通过合理的开采布局，开采顺序，方向时间等方法，减缓开采地表变形值6.变形缓冲沟：是在建筑物周围地表挖掘的一定深度的沟槽。
沟深超过基础底面深200--300mm ，沟槽不小于600m ，沟外缘建筑物外侧1--2m7.变形缝：是将建筑物从屋顶到地基分成若干长度较小，刚度较大，自成变形体系的独立单元8安全开采上限：安全开采边界的标高9.安全开采深度：地表至安全开采边界的距离，即地面标高与安全开采上限的标高之差10.安全煤岩厚度：水体地面向下至安全开采上边界水平面之间的距离11.“三下”采煤：是指在建筑物下、铁路和公路下、水体下进行开采。
12.观测站：是指在开采影响范围内的地表、岩层内部或其他研究对象上，按一定要求设立一系列互相联系的观测点。
13.土地复垦：是指对矿区土地的恢复和再利用。
14.在x 、y 两个方向或任意一个方向未达到该地质采矿条件下的充分采动尺寸时为有限开采；16.水平变形：是指相邻两点的水平移动差值与两点之间水平距离的比值 填空1.覆岩移动破坏形式：弯曲，跨落，片帮，岩石沿层面滑移，跨落岩石的下滑。
地板岩层隆起。
2.稳态移动盆地划分为三个区域：中性区，压缩区和拉伸区3.下沉盆地的角度参数： 边界角：开采达到或接近充分采动是，移动盆地主断面上盆地边界点和采空区边界点连续与采空区外侧水平线的夹角移动角：开采达到或接近充分采动时，移动盆地主断面上临界变形点和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角裂缝角：开采达到或接近充分采动时，采空区上方地表最外侧位置裂缝和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角最大下沉角：在移动盆地的倾斜主断面上，采空区的中点与地表下沉盆地中点的连线与矿层下山方向水平线的夹角4.启动距：地表开始移动式工作面推进距离地表开始移动：观测地表下沉值达到10mm地表移动时间：从地表开始移动到地表停止移动的持续时间。
分为启动。
活跃。
衰减阶段，1.67mm/d ，百分之855.开采沉陷预计理论有：影响函数方法，理论模型方法，经验方法，概率积分法6.概率积分法：采高m下沉系数n煤层倾角a；Wmax=mncosa采深H主要影响半径r 主要影响角正切tanB:r=H/tanB拐点偏移距d：水平移动参数。
7.观测站工作分为：连接测量，全面测量和日常观测8.数值模拟方法有：有限元法，边界元法，离散元法9.留设保护煤柱的方法：1垂直断面法2垂线法3数字标高投影法4临界变形值法10.开采技术措施1试探开采（a.先远后近b.先厚后薄c.先深后浅 d.先简单后复杂）2.分区开采（同一井田隔离采区进行开采：建立若干单独井田同时开采。
）3.合理选择开采方案（留安全煤岩柱顶水开采：疏干或疏降水体开采：顶疏结合开采：合理选择开采方法和措施：正常等速开采：倾斜长壁开采。
长走向小阶段开采。
）11.建筑物破坏等级：ⅠⅡⅢⅣⅤε 2.4.６k02. 0.4 0.6 i3. 6. 1012.、地表下沉盆地呈非连续分布形态，主要特征为：塌陷坑、台阶、裂缝等问答1.影响地表移动变形的主要地址采矿因素：1.岩石力学性质对覆岩移动破坏的影响，2岩石力学性质对开采沉陷分布的影响3松散层对地表移动的影响4矿层倾角的影响5采深与采高的影响6开采方法和顶板管理的影响7开采范围的影响8开采速度的的影响9重复采动的影响2.覆岩内部移动变形规律：1.从上至下影响范围逐渐增大，破坏强度逐渐减弱，主要影响半径以非线性变化2,拐点位置由下至上逐渐向采空区方向移动3曲率与水平变形值逐渐远离拐点位置3.条带开采的设计原则：1保留条带的宽高比不小于2个充填条采或不小于5个跨落条采2保留条带要有足够的强度和长期的稳定性3条带开采的宽度一般小于开采煤层埋深的1/4，4覆岩中存在控制性关键层时，煤层数目不超过3层，6煤层倾角较大时，采用倾斜条带开采，7开采深度较大时，采用变条带采，留宽度布置4.观测站设计说明书内容：1观测站的目的和任务2设站地的地形地物以及地质采矿条件，3开采沉陷参数4观测线的长度位置和测点控制点的数目位置编号5测点控制点的构造以及理论方法6观测内容；所用仪器与矿区控制网的连接方法精度要求；联测的起始数据，定期观测的时间方法精度要求；有关地表采动影响的测定和编录方法7经费估算8观测成果的整理方法分析步骤5.非采矿原因导致的建筑物破坏有：自然因素1湿度相关的地基土的物理性能变化2地壳运动3湿陷性黄土的湿陷作用人为因素1地基或基础质量不好2建筑物结构设计有缺陷3建筑材料质量差或建造工程质量差6.布置开采工作左面原则：1尽量使主要保护建筑物位于移动盆地的平底位置2尽量使主要保护物的长轴与开采工作面或开采边界平行3避免建筑物与开采工作面或开采边界斜交4由建筑物的抗拉，抗压变形能力和移动盆地的拉伸压缩变形区综合分析确定有利的开采方案5由保护建筑物的主要程度和分析情况确定开采方案7.保护建筑物开采措施：1减沉开采：充填开采，部分开采，离层充填开采2协调开采：多区段协调开采，多工作面协调开采，对称开采，减小开采边界影响的叠加3控制开采：限高开采，间歇开采8.部分开采的使用条件（条带开采）：1地面建筑物十分密集，结构复杂的建筑物，有纪念性的建筑物，铁路隧道等，由于技术和经济上的原因不适于采取建筑物加固或充填措施2地面排水困难3矿层埋深400--500m4矿层厚度稳定，断层少5临近采取的开采不至于破坏煤柱的完整性9.离层充填的四个阶段：连续弯曲带产生，剪切滑移，非协调挠曲，离层产生；三个理学准则：剪应力准则τ><τ>剪力滑移2挠度准则，Wu<Wl产生非协调挠曲3张应力准则，δt><δt>离层产生10.变形缝设置原则：1分割的独立单元长度为15-20m 2平面形状复杂的建筑物的转折部位改置3高度差异或荷载差异位置设置4建筑物类型不同的位置设置5地基强度有明显差异的位置设置6局部地下室的边缘设置7分期建筑房屋的交界处设置11.水体下安全开采的基本要求：1防止上覆水体溃入井下，保证不过多增加排水费用前提下，尽量不恶化劳动条件，不出现淹井事故2在安全生产的同时，尽可能多的回收矿产资源3有效的保护地面水体以及河流湖溪的水工建筑12.安全煤岩柱留设步骤：1根据松散层和基岩的水文地质条件，分析确定覆岩类型2根据煤层地址开采条件，选择开采方法，顶板管理方法，采区巷道布置与开采顺序等，并计算煤层开采后，跨落带和裂缝带的参数13.地表移动盆地是怎样形成的？地表移动盆地形成有一个过程，对用长璧式全部冒落法开采的煤层，当工作面自开切眼达到(1/@-1/2)H时，开采引起的岩层移动开始波及地表，在地表形成一个相应的盆地，随着工作面继续推进，地表盆地的范围继续扩大，盆地各点的下沉量也继续增加，当工作面推进到一定的距离，采空区到达一定的宽度时，盆地的下沉程度达到该地址条件下的最大值，继续增加开采宽度，地表移动盆地的范围也会继续增大，如果工作面停止掘进，再经过一段时间，移动盆地个部分的移动和变形就会逐渐稳定下来形成最终的稳定盆地。
14.说明地表移动和变形的基本规律一般用移动和变形表示曲线表示其一般的分布规律在充分菜动条件下，最终移动盆地走向主断面上各地表各点的移动和变形的规律的分布情况如图，图中各条曲线的原点设在移动盆地的中心横坐标x表示地表各点距离原点o的距离，纵坐标表示地表移动和变形值。
15.拐点平移距产生的主要原因是什么？其主要的影响因素有哪些？由于在开采边界附近有一段顶板下沉不充分所致，因素开采厚度和岩性。
16.地表移动和变形时候对建筑物的影响有什么特点@地表的下沉和水平移动速度缓慢影响不大@地表倾斜变形，对面积小而高度大的建筑物影响大@地表的水平变形，通过对建筑物的地面和侧面使建筑物附加的拉伸和压缩应力，影响较大。
@地表曲率变形引起地表凸起弯曲或凹陷弯曲，建筑物越长越高时，收到的影响越大。
17.减小地表移动和变形的开采措施主要有哪些？使用充填法管理顶板，矸石填充，水沙填充，高木材料填充采用不分开采法或者分层开采消除或消减开采影响的叠加。
顺序开采，合理布置各煤层的开采边界，干净回采，正确安排工作面的推进方向。
协调开采，提高回采速度18.铁路下应采用哪种开采技术措施？开采前的准备根据地表移动的实测资料预计地表移动和变形根据预计做好准备编制地下开采设计对附近的小煤窑采空区进行调查，采取措施，建筑地面观测站，对地表移动进行观测。
全面整修路线。
编制好地下开采设计，在采区布置上，应尽量使用采动路线处于盆地主断面附近，避免线路处于移动盆地的边缘，并力求扩大采区面积。
严禁使用非正规的采煤方法。
根据开采煤层的深厚比，正确选择顶板的管理方法。
在开采急倾斜煤层时候要防止地表的抽冒。
工作面的推进方向与线路的纵轴方向一致。
19.什么是下沉系数、拐点偏移距？答：下沉系数是在充分采动条件下，由地表出现的的最大下沉值与平均开采深之比来确定：错误！未找到引用源。
，拐点偏移距：1.下沉值为错误！未找到引用源。
的点。
2.错误！未找到引用源。
、错误！未找到引用源。
出现的点。
20.移动变形规律？答：1.当覆岩中的关键层位于覆岩的中上部时，关键层的断裂失稳对地表移动变形的变化影响很大；2.通常开采速度越快，地表的移动变形越小；3.当开采速度小于2m/d-3m/d时，开采期间的短期的停滞对地表保护物影响不大；4.采动地表动态变形与采深采高比H/m 有关。