弱面对地表移动范围和不连续变形的影响
地表移动与变形
A
o
B
σ0
ψ3
ψ3
σ0
图 1-8 非充分采动时的地表移动盆地
（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达到该地质采矿条件下应有的最大下沉值的采动 状态，称为充分采动（Critical Mining），又称临界开采。此时地表移动盆地称为充分采动下 沉盆地（Critical Subsidence Basin），形状为碗形（如图 1-10）。
2．充分采动角 引入充分采动的概念主要是研究地表移动盆地的性质，充分采动的范围常用充分采动角 （常用ψ表示）来确定。充分采动角（Angle of Full Subsidence）是指在充分采动条件下，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平线上的投影点和同侧采空区边界 连线与矿层在采空区一侧的夹角称为充分采动角。下山方面的充分采动角以ψ1 表示，上山 方向的充分采动角以ψ2 表示，走向方向的充分采动角以ψ3 表示。 （四）地表移动盆地主断面 1．定义 通常将地表移动盆地内通过地表最大下沉点所作的沿矿层走向和倾向的垂直断面称为 地表移动盆地的主断面（Major Section of Subsidence Basin）。如 图 1-12中的AA、BB。沿走向 的主断面称为走向主断面，沿倾向的主断面称为倾向主断面。
w1
w2
w3
w4
w′04
H0
123
4
1/4~1/2H0
工作面推进方向
图1-7 地表移动盆地形成过程
（三）充分采动程度 1．地表移动盆地的类型 根据采动对地表影响的程度，一般将地表移动盆地划分为三种类型：
（1）非充分采动下沉盆地 当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，这种采动称为非充分采动（Subcritical Mining），此 时 地 表移动盆地称为非充分采动下沉盆地（Subcritical Subsidence Basin），形 状 为 漏 斗 形（ 图 1-8）。
矿山开采沉陷学_中国矿业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
矿山开采沉陷学_中国矿业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.采煤沉陷上覆岩层破坏形成的“三带”，由下至上依次为（）答案:垮落带、裂隙带、弯曲带2.下面关于日常观测的说法正确的有（）答案:及时记录地表裂缝情况_首次末全面观测之间的定期四等水准测量工作_日常观测周期视下沉速度而定3.以下选项为地表移动观测站布设需要遵循的设计原则的有（）答案:观测线上应根据采深和设站的目的布置一定密度的测点_观测线的长度应大于移动盆地的范围_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_沿主断面布设4.观测线移动和变形曲线图可以清楚地看出沿观测线（主断面）的地表移动和变形的分布特征及其发展过程答案:正确5.以下关于采动程度描述错误的是（）答案:超充分采动条件下，对应采空区中心的正上方为地表移动盆地中心6.以下关于剖面线状地表移动观测站观测站描述正确的是（）答案:剖面线状地表移动观测站一般都是沿主断面布设。
_剖面线状地表移动观测站各相邻观测点一定是相互通视的。
_剖面线状地表移动观测站通常由两条互相垂直且相交的观测线所组成。
7.以下关于观测站设计的内容说法错误的是（）答案:设计图部分只需要包括观测线的平面位置图，沿观测线的断面图8.按照观测的时间可将观测站分为（）答案:普通观测站、短期观测站9.地表移动观测站的观测工作按时间顺序分别为（）答案:连接测量，全面测量，日常测量，全面测量10.以下关于观测点数量及密度说法错误的是（）答案:为了以大致相同的精度求得移动和变形值及其分布规律，实际布点时观测点必须是等间距布设11.以下关于确定剖面观测线布设的位置和长度说法错误的是（）答案:走向主断面都经过采空区中心点12.全面测量工作内容不包括（）答案:记录地下开采及地质情况13. 6 个月观测地表各测点的累计下沉值小于（），表明地表稳定。
答案:30mm14.观测线上的测点数目及其密度，主要取决于（）和设站的目的。
地震引发的土地变形现象
地震引发的土地变形现象地震是由于地壳发生断裂、滑动或者胀缩等造成的地球表面的自然震动。
地震的能量释放会导致地震波传播，进而引发土地变形现象。
本文将从地震的原因、土地变形的类型以及对人类社会的影响三个方面进行探讨。
一、地震的原因地震的产生是由于地壳中的地板板块相互作用产生应力，当超过岩石的强度限制时，会发生断裂并释放能量。
这种能量释放导致地震波传播，从而引起土地变形现象。
二、土地变形的类型地震引发的土地变形主要包括水平位移、垂直位移和倾斜变形三种类型。
1. 水平位移水平位移是指地表在地震发生后沿着断层面产生的相对移动。
当地震波通过断层时，断层两侧的地块会相对滑动，导致地表出现水平位移。
水平位移的大小取决于地震破裂的长度和滑动的程度。
2. 垂直位移垂直位移是指地震引起地表垂直方向的上升或下降。
当地震波通过断层时，断层上下两侧的地块会相对运动，导致地表出现垂直位移。
垂直位移的幅度取决于地震破裂的性质以及断层的倾角。
3. 倾斜变形地震还会导致地表的倾斜变形，即地面的坡度发生改变。
这种倾斜变形通常发生在周围地质条件复杂的地区，当地震波通过时，地下岩层的倾角发生变化，进而引起地表的倾斜。
三、对人类社会的影响地震引发的土地变形对人类社会造成了重大的影响，主要表现在以下几个方面：1. 房屋破坏地震波的传播和土地变形导致地表出现剧烈震动，这会对房屋造成直接破坏。
水平位移、垂直位移和倾斜变形都可能导致房屋的倒塌或结构损坏，严重威胁着人们的生命安全。
2. 地质灾害土地变形还会引发地质灾害，如崩塌、滑坡等。
地震破坏了原有的地质结构，使得地表岩土失去平衡，容易发生质量混合、坡体滑动等现象，给周边的居民和设施造成威胁。
3. 基础设施破坏地震引发的土地变形对基础设施造成严重破坏。
道路、桥梁、地铁等基础设施常常位于地震活跃区域，地震波的传播和土地变形使得这些设施受损严重，导致交通中断、供水中断等问题。
4. 经济损失土地变形对农田、工厂和仓库等经济设施造成巨大损失。
2021届高三地理一轮复习——外力作用及其对地表形态的影响
B．加大贝壳堤距海岸线的距离
C．形成河口三角洲
当地哪些自然条件导致了岩石破损严重？
答案昼夜温差大；多风沙天气；降水集中；岩壁陡峭；多地震。(答出3点即可)
学科关键能力提升
(1)审题：你从上述材料和设问中获取和解读到哪些地理信息？
答案位置：贺兰山东麓；事件：岩壁有岩画，岩石破损威胁岩画；由图知，甲位于黄河以西，宁夏范围内；求问岩石破损的自然条件，并非求问岩石被破坏的地质作用过程。
地理实践力 外力堆积规律
颗粒较大、比重较大的物质先堆积；颗粒较小、比重较小的物质后堆积。流水堆积、风力堆积、海浪堆积均遵循以上规律，而冰川堆积则为杂乱堆积。
(2019·天津文综)读图文材料，回答问题。
在图1所示贺兰山东麓，部分沟谷两侧的岩壁上有历代先民凿刻的岩画(图2中甲所示)。长期以来，沟谷两侧岩石的破损对岩画构成了威胁。
搬运
作用
风、流水、冰川等
①移动风化或侵蚀作用的产物；
②为堆积地貌的发育输送了大量物质
堆积
作用
外力减弱或遇到障碍物
使被搬运的物质堆积下来
3.结果：使地表起伏状况趋向于平缓。
4．主要外力作用和典型地貌
(1)风化作用
作用
因素
发生
区域
作用结果
示例图
温度、水、空气、生物
普遍
风化地貌，如球状花岗岩地貌
(2)侵蚀作用
风向的
判定
河流流
向判定
地貌与
气候类型
①峰林是在湿热气候条件下发育最为典型的喀斯特地貌；
②冰斗是在寒冷气候条件下发育最为典型的冰川侵蚀地貌；
③沙丘是在干旱气候条件下发育的典型堆积地貌
地貌与
自然灾害
人类改变地表对地球有什么影响
人类改变地表对地球有什么影响对于人类直接和地表中的变化所存在的影响都是同样的在地球中都会同样的发生了更加多的影响变化，对此人类对地表变化的影响到底如何?下面一起来看看吧。
人类对地表变化的影响1.作用形式和对地表形态的影响：(1)风化作用：岩石在温度变化、水、大气和生物作用的影响下发生的破坏作用，作用所产生的风化物残留在地表形成风化壳。
(2)侵蚀作用：风力、流水、冰川、海洋等对地表岩石及其风化物的破坏作用，作用结果使地表形成风蚀洼地、风蚀柱、风蚀蘑菇;使沟谷、河床加宽加深，坡面破碎;并能形成岩溶、冰斗、角峰、U形谷、海蚀等地形。
(3)搬运作用：风化、侵蚀的产物，被风、流水、冰川、海浪等转移，离开原来的位置。
(4)沉积作用：岩石风化和侵蚀后的产物在外力的搬运途中，随着风速、流速降低，冰川融化等，被搬运物质逐渐沉积下来。
主要沉积地形有三角洲、冲积平原、沙漠、黄土、冰碛地形等。
(5)固结成岩作用：沉积物经过物理的、化学的以及生物化学的变化和发行变成坚硬的岩石。
2.人类活动对地表形态的影响：①按照自然规律改变和塑造新的地表形态。
例如，填海造田、开挖河道、修建水库、绿化沙漠等。
②违背自然规律破坏了地表形态。
例如，沙漠化扩大，水土流失等。
人类改变地表对地球有什么影响1.人类种群的过度扩张，使得其他物种的生存空间、生存条件和生存资源受到致命挤压，而这些物种的衰退或灭绝，会带来一系列的连锁反应。
如当年山东还有老虎，所谓武松打虎，现在中国的野生虎是很难见到的，只有东北跟福建、海南有可能存在的种群。
但现在山东你是找不到老虎了，因为地方都被人占了。
2.人类在消耗资源的过程中，改变了自然的、健康的物质循环，污染了环境，导致其他物种包括人类自己的生存环境受到破坏。
原本地球上没有这么多污染物，也有自身的降解能力。
现在人这么一搅和，污染物排入自然的速度和数量大大超过了自然的承受能力。
例如温室气体的排放速度，超过了地球本身的一个CO2等自身的代谢速度。
城市地下空间开发利用的潜在不利影响及其对策_杨木壮
另外，施工中为提高土体的防渗 性能和增强土体的强度，需要进行化 学注浆，可能导致地下水化学污染； 施工中所产生的废水（洞内漏水、洗 刷水、排水）、废浆、施工机械漏油等， 都将会影响地下水的水质［２］。
一般来说，地下工程在施工期间 对地下水环境所产生的影响是局部 范围内的。随着施工的结束，其所造 成的影响经过较长的时间是能够得 到有效缓解的。 ２．１．２ 地下工程建成后的潜在影响
本 期 聚 焦 地│下│空│间│立│法│及│管│理
文章编号：１００９－６０００（２００９）０８－００２４－０５ 中图分类号：ＴＵ９８４ 文献标识码：Ｂ
基金项目：住房与城乡建设部科研项目（２００８－Ｋ７－１４，２００９－Ｒ２－１４），广东省科技 计划项目（２００８Ｂ０３０３０２０４６）
作者简介：杨木壮（１９６５—），男，广东揭阳人，博士，教授，广州大学主要从事自然 资源与土地资源研究； 张建峰（１９８０－），男，邯郸学院地理与旅游专业助教； 郑先昌（１９６８－），男，广州大学土木学院博士研究生，副教授。
疏干地下水产生地面沉降如果水位降低不大产生的沉降危害可不予考虑但水头降低过大并且疏干的范围又较小时不均匀沉降可能引起建筑物的倾斜墙体开裂而围护结构变形产生的地面沉降对基坑周边产生的影响往往是严重的总之开展地下工程建设不论是采用盾构法还是沉井或基坑法均会扰动岩土层产生软土层蠕动饱水砂性土的管涌地面变形等环境工程地质问题
地表残余变形规律
地表残余变形规律（原创实用版）目录1.引言2.地表残余变形的概念及影响因素3.地表残余变形的规律4.地表残余变形的研究意义5.结论正文【引言】地表残余变形是指在地壳运动、地震等地质活动结束后，地表留下的可见或不可见的形变。
地表残余变形的研究对于理解地壳运动和地震的规律具有重要意义。
本文将从地表残余变形的概念及影响因素、规律和研究意义三个方面进行阐述。
【地表残余变形的概念及影响因素】地表残余变形是指在地质活动结束后，地壳表层岩石受到的应力作用所产生的形变。
地表残余变形的影响因素包括地壳结构、地质活动强度、地表物质组成等。
【地表残余变形的规律】地表残余变形的规律主要表现在以下几个方面：1.地表残余变形具有区域性特征，不同地区的地表残余变形形式和程度有所差异。
2.地表残余变形具有时间性特征，即在地质活动结束后，地表残余变形会随着时间的推移逐渐恢复或加剧。
3.地表残余变形具有叠加性特征，即在一次地质活动结束后，地表残余变形会与前期地质活动的残余变形叠加，共同影响地壳表层岩石的应力状态。
4.地表残余变形具有方向性特征，即地表残余变形的方向与地壳表层岩石的应力方向有关。
【地表残余变形的研究意义】地表残余变形的研究对于理解地壳运动和地震的规律具有重要意义。
通过对地表残余变形的研究，可以揭示地壳表层岩石的应力状态，为地震预测提供依据。
同时，地表残余变形的研究也有助于指导地质灾害防治和地质环境评价。
【结论】地表残余变形是地壳运动和地震等地质活动的重要表现形式，对其规律的研究有助于揭示地壳表层岩石的应力状态，为地震预测提供依据。
高二地理上册《营造地表形态的力量》知识点新人教版
高二地理上册《营造地表形态的力量》知识点新人教版
高二地理上册《营造地表形态的力量》知识点新
人教版
【重点讲解】
1.影响地表形态的力量──内力作用和外力作用
分类能量来源表现形式相互关系
内力作用地球内能，主要是放射性元素衰变产生的热能地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震内力作用形成高山、盆地，外力作用把高山削低，把凹地填平，两者同时进行，一般是内力作用起主导作用
外力作用地球外部太阳辐射能和重力能风化、侵蚀、搬运、沉积、固积沉岩
【强调】地表形态是地球内力与外力相互作用下地壳物质运动的结果。
地表形态是指地球表面的起伏状态，又称地形或地貌，是我们可以直接感受到的地球表面特征。
对于地表形态的概念，通常有两种解释：其一是宏观形态理解的地形，如高原、平原、山地、丘陵、盆地等，其二是微观形态上理解的地貌，如流水地貌、风沙地貌等。
2.塑造地表形态的方式──水平运动和垂直运动
运动方向岩层变化地表形态影响两者关系
水平运动平行于地表使岩层发生水平位移和弯曲变形常形
成绵长的断裂带和巨大的褶皱山脉两种运动同时存在，相互作用、影响;运动结果也相互渗透、叠加;不同时期、不同区。
开采沉陷知识总结
开采沉陷知识总结名词解释开采沉陷：有用矿体被采出以后，开采区域周围的岩体原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。
在这过程中，使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏现象。
地表移动：采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动到地表，使地表产生移动变形，在地表沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动。
岩层移动：局部区域矿体被采出后，（在岩体内部形成一个空洞）其周围应力平衡状态遭到破坏，引起应力的重新分布，直到达到一个新的平衡，这是一个十分复杂的物理，化学变化过程，也是岩层产生移动和破坏的过程，这一过程和现象称为岩层移动。
下沉盆地：在开采影响波及到地面时，受采动影响地面由原有的标高向下沉降，从而在采空区上方形成了一个比采空区面积大的沉陷盆地。
充分采动：地下煤层采出后，地表下沉值达到了地质条件下应有的最大值，此时的采动为充分采动。
临界开采：正好达到其最大值。
地表移动盆地主断面：将地表移动盆地主断面上，移动盆地平底边缘在地表水平线上的投影同采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。
临界变形值：建筑物不需要维修仍能够保持正常使用所允许的地表最大变形值。
边界角：在充分或接近充分采动条件下，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。
裂缝角：在充分或接近充分采动条件下，地表移动盆地主断面上，移动盆地内最外侧的地表裂缝至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。
松散型移动角：用岩层移动角自采空区边界划线与基岩松散层相交线于一点，同地表下沉值为10MM的点相连线与水平线在煤柱一侧的夹角。
观测站：在研究对象上按一定要求设立的一系列测点，这些测点统称为观测站。
起动距：地表开始移动时工作面的推进距离称为起动距。
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而下沉，这种现象称为超前影响。
超前影响角：将工作面前方地表开始移动的点与当时工作面的连线，此连线与水平线在煤柱一侧的夹角。
开采沉陷学
3）冒落带和裂缝带合称为两带，又称为冒落裂缝带或 导水裂缝带。
4）导水裂缝带高度与岩性有关。 5）裂缝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，裂缝带的高度达到最大。
1.1 开采引起的岩层移动和破坏
弯曲带指的是裂缝带之上直至地表的整个岩 系。其岩层移动和破坏特征：
（一）对地表移动盆地形态的影响
• 在水平和近水平矿层开采条件下，地表移动盆地是 以采空区中心对称的椭圆。在倾斜矿层开采条件下， 地表移动盆地为偏向下山方向的非对称椭圆，形状 为碗形或盘形。随着倾角的增大，这种非对称性增 大，当矿层倾角接近90°时，又成为对称的椭圆， 地表移动盆地为碗形或兜形。
1.4岩层与地表移动与地质采矿 条件的关系
影响开采沉陷分布规律的地质和采矿因素
1.4岩层与地表移动与地质采矿 条件的关系
覆岩力学性质、岩层层位的影响
• 组成岩层的岩石可分为坚硬（f>6）、中硬（f=3~6）和软弱 （f<3）三种类型。
• 1．在覆岩坚硬的条件下，岩层及地表移动具有如下特征： • 采空区悬顶面积大、地表易产生非连续性变形。 • 岩层及地表下沉量小，拐点平移距大。 • 急倾斜矿层开采条件下，地表易出现塌陷坑或塌陷漏斗。 • 移动角较大。 • 导水裂缝带高度较大。 • 在覆岩较弱的情况下，有与以上相反的特征。
第1章 地表移动和变形的规律
1.1 开采引起的岩层移动和破坏
岩层移动和破坏过程
采空区上覆岩层移动和破坏示意图 采空区影响范围内影响带的划分示意图
1.1 开采引起的岩层移动和破坏
岩层移动和破坏的形式 1．弯曲 2．垮落，又称冒落 3．矿体的挤出，又称片帮 4．岩石沿层面的滑移 5．岩石的下滑 6．底板的隆起
地球表面的地质变动及其对环境的影响
地球表面的地质变动及其对环境的影响地球是一个动态的行星，其表面不断发生地质变动，如地震、火山喷发、地壳运动等。
这些地质变动对地球环境产生广泛而深远的影响。
本文将介绍地球表面的地质变动及其对环境的影响。
1. 地震：地震是地球表面地质变动中最为明显的一种现象。
地震的产生是由于地球板块运动引起的地壳震动。
地震不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会对环境造成一系列影响。
首先，地震会引发土地滑坡、山体崩塌和泥石流等现象，破坏生态系统的稳定性。
其次，地震可能导致水纹波和海啸，对海洋生态环境造成重大破坏。
另外，地震还会释放大量能量，对地表结构和地貌进行重新塑造。
2. 火山喷发：火山是地球表面另一个重要的地质变动现象。
火山喷发会释放大量的热能、岩浆和气体，对环境产生显著的影响。
首先，火山喷发会释放出大量的二氧化硫和二氧化碳等气体，对大气环境产生负面影响，加剧气候变化。
其次，火山灰与大气中的水蒸气相遇形成云雾，降雨形成酸雨，对植被和水域造成损害。
此外，火山灰沉积在地表会对土地的肥力和水土保持能力产生影响。
3. 地壳运动：地壳运动包括构造运动和地壳变形。
构造运动主要指板块运动和地震活动，而地壳变形则是指地壳的隆起和沉降。
地壳运动会导致地形的改变，对环境产生深远的影响。
首先，地壳隆起和沉降会改变地表水系的流动方向和水体的分布，进而影响生物的栖息地和迁徙路径。
其次，地形的改变会导致地下水的分布和流动发生变化，对供水系统和生态系统产生影响。
另外，地壳运动还可能引发地震和火山喷发等灾害性事件。
4. 地质变动对环境的影响：地质变动不仅对地球环境直接产生影响，还会影响人类社会的发展和地球生态系统。
首先，地震和火山喷发等灾害性地质变动会对人们的生命安全和财产造成严重威胁。
其次，地壳运动导致的地质灾害和地形变化对土地利用和城市规划产生影响。
另外，地质变动还会改变地下水和地表水的分布，对供水系统和农业灌溉产生影响。
此外，地质变动也是构成地球生态系统的重要组成部分，对生物多样性和生态平衡产生深远影响。
开采沉陷地表移动变形影响因素分析
开采沉陷地表移动变形影响因素分析【摘要】随着我国国民经济的飞速发展，第二产业也得到了进一步的发展和大幅度的提高。
在工业化的今天，第二产业在我国占有最大的比重，工业的发展自然而然离不开能源和资源的供应，而我国资源和能源供应主要来源于地下的开采，地下开采的可持续供应和稳步发展有利于我国第二产业的稳步提升，甚至可以说，地下资源额合理开采和发展与人们的生产生活息息相关。
近几年来，随着一些先进的技术的引进和研发以及新型的一些机械的应用，我国的地下开采技术特别是井下采煤技术及采煤工艺的到了极大的提高，但是我们不能否认的是，我国的开采技术和工艺仍然存在着一些不足，如何弥补这些不足，改善和正确引导井下开采技术及工艺的选择是我们应当考虑的关键问题。
而要解决这一系列问题就要对现有的情况进行进一步的分析，特别是开采沉陷地表移动变形影响因素。
【关键词】开采；沉陷地表；地表移动规律；变形规律；影响因素资源的开采为我国经济的发展提供了强有力的保障，同时，资源的合理有效的开采往往与我国的经济特别是第二产业的发展息息相关，我们的生产生活在享用着自然带给我们的福利的同时又受到了自然的有效的制约。
可以说，合理的开采矿产资源能够很好的促进经济的稳定，符合我们所提倡的可持续发展，但市场经济所存在的弊端却使一些部门只为追求经济利益而忽视了自然利益，过度的开采，最终导致了沉陷地表移动变形的状况。
为了阻止进一步的破坏，有关部门对于造成这种状况的种种原因进行了一个详细的调查，因此对于开采沉陷地表移动变形影响因素分析也就成为了我们当下的热点话题之一。
1 开采沉陷地表移动变形规律1.1 岩层的移动和变形规律”从一般的理论上来讲，在没有外力影响之前，岩石在地壳中处于自然力的状态，但是在外力开挖隧道的时候，巷道侧壁上的岩石或多或少有些削弱，应力变得松弛，其上承受很小的应力；在矿产资源开采完毕，特别是煤矿资源开采结束后，一些岩层因为人为的改动或者是自然的原因会出现岩层的移动或者是变形的状况，我们所熟知的岩层的变化或者是移动变形的情况由下而上分别为以下几种状况：冐落、断裂、离层、裂隙、弯曲、最后移动终止，在地表形成较大的移动影响范围。
第三节 地表移动和变形预计
内容
目的 方法
影响范围 最大变形、移动值及位置 主断面内地表移动和变形值 任意点（地表、岩体）变形和移动值 建筑物的破坏程度
应采取的相应措施 动态预计：某时的移动和变形 W、 i 、U、K、、t 静态预计：稳定后的移动和变形 W、i、U、K、 主要方法 静态预计
一、典型曲线法
o
x
（3）单元开采地表下沉盆地
整个开采范围分解成无穷多个无限小的开 采单元 单元开采下沉盆地的下沉曲线为正态分布 密度函数
（3）单元开采地表下沉盆地
2o 3
x
A
W e(x) A′
W(X) 1
X
We
x
x 2
1 e r2
r
H
H
ds
x
We
x
(xs)2
1 e r2 r
o
2
X-S A
X
3 s
We(x-s)
[ e x2 dx] [ e y2 dy]
e ( x y2 ) dxdy
ex2 dx
ex2 dx
0
2
W (x) W0 [ 2
2
0
r
x
e 2
d ]
W0 2
[
2
2
W0 [ 2
2
0
r
x
e 2
d ]
W0 2
W0 [ 2
2
0
e2 d 1
x
2 0
w0 [ 2
x
r e 2 d 1]
2 0
o
xA
x
W(x)
W (x) w0 [ 2
x
r e2 d 1]
2 0
地球表面形态变化的原因及影响
地球表面形态变化的原因及影响地球，这个我们赖以生存的家园，其表面形态并非一成不变。
从雄伟的山脉到广袤的平原，从深邃的海洋到蜿蜒的河流，地球表面呈现出丰富多样的景观。
而这些形态的变化，是由多种因素共同作用的结果，并且对我们的生活和整个地球生态系统产生了深远的影响。
地球表面形态变化的原因主要可以分为内力作用和外力作用两大类。
内力作用源自地球内部的能量，它具有强大的塑造力量。
其中，地壳运动是最为显著的表现形式之一。
板块的漂移、碰撞和张裂，造就了地球上雄伟的山脉和深邃的海沟。
例如，雄伟的喜马拉雅山脉就是由于印度板块和欧亚板块的碰撞挤压而逐渐隆起的。
这种地壳运动不仅改变了地形，还会引发地震和火山活动。
地震在瞬间释放巨大的能量，可能导致地面的断裂、塌陷和隆起，对当地的地貌产生剧烈影响。
火山喷发则会喷出大量的岩浆和火山灰，堆积形成火山锥和火山岛等独特的地貌。
除了地壳运动，地球内部的岩浆活动也在塑造着地表形态。
岩浆沿着地壳的薄弱地带上升，在地表喷发或者侵入地壳内部，冷却凝固后形成各种岩浆岩。
这些岩浆岩的分布和形态也会改变地球表面的外貌。
与内力作用相比，外力作用显得更为温和和持久。
外力作用主要包括风化、侵蚀、搬运、堆积等过程。
风化作用使得岩石逐渐破碎、崩解，为后续的侵蚀和搬运提供了物质基础。
物理风化、化学风化和生物风化以各自独特的方式分解着岩石。
物理风化如温度变化导致的岩石热胀冷缩破裂，化学风化则是通过化学反应使岩石成分发生改变，而生物风化则是依靠生物的生长和活动对岩石产生破坏。
侵蚀作用则是借助水、风、冰川等力量将风化产生的物质带走。
河流的侵蚀能够形成峡谷、瀑布等景观；风的侵蚀在干旱地区塑造出了奇特的风蚀地貌，如雅丹地貌；冰川的侵蚀则会形成U 形谷和角峰等。
搬运作用将侵蚀下来的物质转移到其他地方。
水、风、冰川等搬运介质以不同的方式和速度搬运着物质。
堆积作用则是当搬运介质的动力减弱时，所携带的物质逐渐沉积下来。
在河流的入海口，往往会形成广阔的三角洲；在山麓地带，可能会堆积出冲积扇；在风力减弱的地方，会堆积出沙丘等。
地表覆被变化对生态系统稳定性的影响
地表覆被变化对生态系统稳定性的影响近年来，随着城市化进程的加快，地表覆被变化也日益受到人们的关注。
地表覆被是指地表的植被、土壤和水体等组成，它对于维持生态系统的稳定性起着关键作用。
然而，随着人类活动的不断增加，地表覆被发生了明显的变化，对生态系统的稳定性产生了重大影响。
本文将从不同角度探讨地表覆被变化对生态系统稳定性的影响。
首先，地表覆被变化会直接影响生物多样性，从而间接影响整个生态系统的稳定性。
植被覆盖是生物多样性的重要组成部分，在陆地生态系统中具有重要的生态功能。
然而，随着人类活动的不断扩张，大量的自然植被被破坏，导致生物多样性的损失。
研究表明，生物多样性的下降会引起食物链的断裂，减少生态系统对外界干扰的抵抗力，从而增加生态系统的脆弱性。
因此，地表覆被变化对生物多样性的影响间接影响了生态系统的稳定性。
其次，地表覆被变化还会影响水文循环，从而对生态系统的稳定性产生直接影响。
植被覆盖可以调节地表蒸发和降水的循环，维持地表水分平衡。
然而，随着城市化和耕地面积的扩大，陆地植被被大量破坏，导致地表水分蒸发速率减缓，地下水补给减少，进而影响地表水资源的供应。
缺乏水资源会导致生态系统中许多生物物种的死亡或迁移，并引发生态链的断裂。
因此，地表覆被变化通过影响水文循环影响着生态系统的稳定性。
此外，地表覆被变化还会改变土壤性质，对生态系统的稳定性产生重要影响。
植被覆盖有助于土壤保持和固定有机质，控制土壤侵蚀和水分蒸发。
然而，过度的城市发展和过度的农业活动导致了大量的土壤破坏和贫瘠化。
这不仅导致了土壤侵蚀和水土流失等问题，还减少了土壤的肥力，限制了植物的生长和根系的扩张。
如此一来，生态系统中的土壤生态功能遭受破坏，进一步影响了生态系统的稳定性。
在地表覆被变化不断加剧的今天，保护生态系统的稳定性迫在眉睫。
为了减轻地表覆被变化带来的负面影响，我们应该采取一系列的措施。
首先，加强对植被的保护和恢复，通过植树造林和植被恢复工程来增加植被覆盖，提高生态系统的稳定性。
地壳变动对环境的影响与应对
地壳变动对环境的影响与应对一、地壳变动的定义地壳变动指的是地球表面各种地质构造的变化，包括地壳运动、岩石圈和地球内部物质交换、地球表面形态和结构变化等。
常见的地壳变动包括地震、火山喷发、地貌演化等。
二、地壳变动对环境的影响1. 地震地震是地球表面地壳的一种突发性变动，可以造成严重的地质灾害，如建筑物倒塌、桥梁、隧道及水坝损坏等。
地震还会导致地下水位下降，地层变动，破坏林地和土地，影响农业生产，导致环境变形等。
2. 火山喷发火山喷发对环境的影响也非常严重，可以造成大量的熔岩和火山灰覆盖城市和农田，破坏植被和生态系统环境，污染大气和水质，影响气候和人类健康。
3. 地貌演化地球表面的地貌来自于数百万年的物理、化学和生物作用，地壳变动是地貌演化的主要原因之一。
长期的风化、沉积、侵蚀和地震、火山等自然力量的作用，会改变地球表面的地貌，影响地球的自然环境、生物环境和人类活动。
三、地壳变动对人类发展的挑战由于地壳变动的影响，人类的生产生活和社会发展受到了严重的挑战。
地震、火山喷发等天然灾害的频发，给人们带来了财产和生命上的严重损失；同时也对城市的发展，基础设施建设和人口迁徙等方面带来了诸多不利影响。
四、地壳变动的应对与措施为了应对地壳变动对环境和人类发展的挑战，可以采取以下措施：1. 地震预警通过建立地震预警系统，提前掌握地震信息，及时采取预防措施，减少人员伤亡和物质损失。
2. 绿化环境绿化环境不仅可以美化环境、改善空气、缓解城市气候，还可以稳定土壤，防止山洪、滑坡等自然灾害的发生。
3. 建立防火墙为了预防火山喷发给人们带来的危害，可在火山周围建立防火墙，防止熔岩喷发、火山灰覆盖和防止火山气体污染空气。
4. 提高建筑抗震性能除了加强对地震的预警和防范，还应提高建筑的抗震性和基础设施建设，以保障人员的生命安全。
综上所述，地壳变动对环境产生了巨大的影响和挑战，同时也给人们提供了机遇和发展空间。
我们应该始终关注地壳变动的演变，采取有效的措施和建立预防机制，以保障我们生产和生活的安全。
地表地壳运动对构造地貌的形成影响分析
地表地壳运动对构造地貌的形成影响分析地壳运动是指地球表面岩层的运动和变形，它是地球内部热力学过程的表现。
地壳运动除了对地震、火山和地质灾害等自然现象有着重要的影响外，还对构造地貌的形成产生了深远的影响。
本文将分析地壳运动对构造地貌形成的影响，并探讨其机制和重要性。
一、隆起和下降引发的地貌变化地壳运动中的隆起和下降是构造地貌形成的重要因素之一。
当某个地区发生地壳上隆或下降时，地层和岩石会随之发生变化，从而形成不同的地貌特征。
比如，在地壳上隆的区域，由于受到了地壳的挤压，地层会形成褶皱和断裂，进而形成山脉和山谷；而在地壳下降的区域，由于地层的下沉，地势会逐渐平坦，形成平原和陡壁。
这些地貌形态的形成与地壳运动密切相关。
二、断裂和抬升导致的地表破裂和隆起地壳运动中的断裂和抬升是构造地貌产生的重要动力。
断裂指的是地壳内岩石发生断裂运动，形成的裂隙和断层对地表地貌产生了明显的影响。
当断层发生运动时，地表会出现破裂现象，形成悬崖和峡谷等地貌特征。
抬升则是指地壳某个区域上升，使地表相应地变动。
抬升引发的地貌变化包括隆起山脉的形成和陡峭岩壁的产生。
断裂和抬升是地壳运动中常见的形式，它们推动着地表地貌的不断演变。
三、板块运动塑造的地球表面板块运动是指地壳上不同岩石板块之间的相对运动，它对构造地貌的形成影响巨大。
在板块边界处，由于板块之间的碰撞、滑动或分离，地壳会产生剧烈运动，并引发地震、火山活动等现象。
这些运动和地震释放出的能量又会进一步影响地表地貌的形成。
比如，岩石板块的碰撞会引发山脉的抬升和对应的地震活动，而板块的分离则会形成断裂和裂谷地貌。
板块运动是构造地貌形成中最重要的动力之一，它不断塑造着地球表面的形态。
四、地壳运动对生态环境的影响地壳运动对构造地貌的形成不仅仅是一种地质过程，它还对生态环境产生了深远的影响。
地壳运动塑造了地球表面的山川河流、湖泊和海洋等自然景观，为地球上的各种生物提供了不同的生存环境。
同时，地壳运动也引发了地震、火山喷发和地质灾害等自然灾害，对人类社会造成了巨大的影响。
浅谈复杂地形条件下地表移动规律
浅谈复杂地形条件下地表移动规律【摘要】我国是煤炭大国，长期开采引起的地质灾害，复杂地形条件下地表移动规律的资料相对较少，并且地表移动和变形规律直接应用于复杂地形条件下，有一定的困难，这都迫切的需要加强对复杂地形下地表移动规律进行研究。
本文主要针对复杂地形条件下，综述总结不同条件下的地表移动规律，以便对今后的研究有一定的参考价值。
【关键词】复杂地形；地表移动；变形Introduction to surface movement law of complex terrain conditionsAbstract：Our country is a coal power, geological disasters caused by mining for a long time, mountain surface movement law of complex terrain data is relatively small, and the surface movement and deformation law directly applied in the mountainous area under the condition of complex terrain, has the certain difficulty, it is an urgent need to strengthen the mountainous area to study the surface movement rule under complicated terrain. Were reviewed in this paper, in view of the mountainous area under the condition of complex topography, summed up in the mountains of surface movement law, for the future research has certain reference value.Key words: Complex terrain;Surface movement;surface deformation1 引言矿产资源被开采以后，主要的影响是带来地表和环境等方面的变化，而就地表的变化包括地表的移动，变形和非连续破坏，这些破坏严重的影响了地面建筑物的安全，给矿区生活和安全方面带来了不利的影响。
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采动引起的地表下沉盆地
地下水体疏漏引起 的地表下沉盆地
开采前地下水位 开采后地下水位 水流方向
图 1 性能参数分布 Fig.1 Grid- search on
粗砂岩 页岩 细纱岩 煤 采空区
1.2 急倾斜煤层层间弱面的影响
新疆乌鲁木齐矿务局六道湾煤矿含煤地层为中 侏罗系水西沟群的西山窑含煤组，地层总厚 746.16 m， 共含煤 36 层，可采 33 层（厚度在 0.6 m 以上）；最厚为 B4＋6 煤层 （俗称北大槽），现生产水平平均厚 38.91 m；最薄为 B8 煤层，煤层平均厚为 0.67 m，现生产水平 可采煤层平均总厚 141.03 m，含煤系数 18.9％，不可采 煤层有 3 层，属于急倾斜近距离煤层群.
3 计算实例
郭庄煤矿位于汝州市黄楝树村北部，井田范围内 地势较为平坦，地面标高 +319~+329 m，地表为第四 系黄土层覆盖，厚度约 11.5 m. 该矿 2228 工作面上方 地层呈单斜构造，走向约 N72°E，倾向 ES，开采二 2 煤层，工作面走向长度约 420 m，倾斜长度约 97 m，煤 层厚度为 3.0~4.4 m，倾角 18~23°，采煤方法为单体柱 放顶煤，全部垮落法管理顶板，工作面推进速度约为 35~42 m/ 月. 煤层埋藏深度工作面上边界为 118 m，下 部边界约为 160 m. 煤层上覆岩层由中、粗粒砂岩、砂 质泥岩、泥岩及炭质泥岩等组成，岩性属中硬. 在 2228 工作面南部约 40~50 m 处有一正断层 F16，断层走向约 为 85°~90°，落差 35 m 左右，断层面倾角约 47°，见图 5. 2228 工作面开采后，在距离 2228 工作面下部开采 边界水平距离约 180 m 处出现了一条明显的地表裂 缝，经现场观测 5 处观测值进行算术平均得到裂缝宽 度为 63 mm，落差为 65 mm[10].
3）断层面倾角与基岩移动角倾向相反 此时断层面与基岩移动角的影响线相交，断层面 的上部位于工作面采动影响范围内，下部位于工作面 采动影响范围外.井下工作面开采后，由于上部断层面 的隔阻使得断层面处的岩层不连续，致使采空区上方 岩层移动与变形一般不能传递到正常位置而中止于 断层面附近，移动变形范围一般小于或等于正常值， 露头处一般产生较大的台阶状裂缝. 现场实例有枣庄 煤矿 4113 工作面、河南焦作矿区六矿、鹤壁二矿 129 工作面等[4，7]. 上述分析表明，利用断层对地表移动的影响规 律，可以指导地面建筑物的合理布置以及井下工作面 的优化布置，以减小断层露头变形集中产生的采动损 害 . 但 由 于 断 层 的 复 杂 性 [7]，包 括 构 造 断 层 的 形 成 时 间、断层规模、断层面状态、断层倾角、开挖处与断层 的距离、开挖方向与断层走向之间的关系、松散层厚 度等多因素对地表移动变形的控制作用目前还难以 定量预测.
收稿日期：2009-01-10 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目（2007CB209400）；教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目（NCET- 07- 0798）；矿山空间信息技
术国家测绘局重点实验室开放基金资助项目（KLM200816） 作者简介：崔希民（1967-），男，辽宁宽甸人，博士，教授，主要从事开采损害与岩层控制研究.
1）断层面倾角与基岩移动角倾向一致，但断层面 倾角小于基岩移动角
由于此时断层位于开采工作面影响范围之外，在 采空区上方岩层移动过程中，破坏了断层面的极限平 衡，使得断层弱面活化，产生沿断层面的滑动，使断层 露头处产生台阶并使地表移动变形范围增大. 现场实
例有海南大通矿西一采区、淮南大通矿东二采区、辽 源矿务局西安矿、苏联亚罗斯罗夫矿等[2，4].
3
δ 断层 F 16
二2煤
1.4 远离开采影响范围的断层群的影响
榆林小区位于抚顺露天开采和井工开采的北侧， 露天矿坑距相同类型损伤屋最近的距离有 1 200 m，井 工开采距榆林小区损伤房屋最近的距离有 400 m[8]. 常 规方法计算表明，榆林小区位于采动影响边界之外， 但采动后小区明显存在一条向北倾斜、扭斜，地面出 现南高北低的倒台阶破坏带，位于破坏带上的房屋损 坏严重，而位于破坏带与开采边界之间的房屋保存完 好. 为解释与通常采煤沉陷规律相悖的现象，在榆林 小区向西南延伸的 4 km 范围内，经勘察发现另外两条 走向与 F1 大致平行的断层 FA 和 Fh，断层线附近楼房 倾斜破坏有类似的特点. 说明当采沉区内有构造断层
tg ψ3·HD20
，
上式中，D1、D2 分别为工作面沿倾向和走向的长度；
D01、D02 分别为地表达到充分采动时沿倾向和走向长
度；θ 为最大下沉角，ψ1、ψ2 和 ψ3 分别为下山、上山和
走向的充分采动角.
如果断层的上下盘都进行开采，则断层露头台阶
高度等于下盘开采的台阶高度与上盘开采的台阶高
度之差.
图 2 开采剖面图 Fig.2 Sketch cross-section of steep seam mining
图 3 地面倒台阶塌陷 Fig.3 Inverted steps of surface non- uniform subsidence
1.3 断层的影响 断层对地表移动变形的影响在于断层带处岩层
根据抚顺、阜新、鹤壁、辽源等矿区受断层影响的
地表移动与井筒变形的实测资料，台阶落差公式为[3]：
ΔH= K·Wm姨sin δ . x/l
（3）
式中，K 为断层影响系数，x 为断层露头至最大下沉点
的距离，l 为地表下沉盆地半盆地长，Wm 为地表下沉
盆地内最大下沉值.根据淮南矿务局大通矿、辽源西安
竖井等断层穿过井壁处以及断层露头两侧移动矢量
地壳岩石的基本特点是具有颗粒性和裂隙性，而 岩层裂隙性包括构造断层、层间弱面以及节理等.古德 曼列举了包括地下开挖、交通运输、地表建筑等 19 种 与岩石力学问题有关甚至十分密切的工程项目，在其 “地质隐患评价”一栏中，居第一位的地质隐患就是断 层[1].对于煤矿地下开采，由于断层等弱面的强度远小 于其周围岩层强度，在岩层移动过程中容易产生沿断 层层面的剪切移动，不仅改变了地表移动变形范围， 同时由于断层的滑移和变形集中，常常导致地表产生 裂缝和台阶等不连续变形现象，引起地表建构筑物的 破坏[2- 4]；对于 导 水 断 层 ，往 往 又 是 矿 井 突 水 和 产 生 矿 井水害的根源[5].
1
根据六道湾煤矿的开采设计，矿井共划分为四个 水平，阶段高度约为 100 m，分别为 650 水平、540 水 平、430 水平、300 水平，见图 2.每两个水平之间预留 10 m 厚的水平煤柱；在两个采区之间预留 20 m 厚的 斜垂煤柱，用作采空区支撑.每个水平计划开采 20 年. 1995 年前，第一水平 （650 水平） 己经开采完毕； 1995- 2015 年开采第二水平 （540 水平）. 浅部煤层开 采后，在重力的重用下，上盘岩层以悬臂梁弯曲形式 移动.当各分层岩层产生弯曲移动时，各分层岩层也沿 层间弱面产生错动滑移，使得岩层露头处产生倒台 阶，见图 3.
第 24 卷第 2 期 2009 年 6 月
湖南科技大学学报（自然科学版） Journal of Hunan University of Science & Technology（Natural Science Edition）
Vol.24 No.2 Jun. 2009
弱面对地表移动范围和不连续变形的影响
2）断层面倾角与基岩移动角倾向一致，但断层面 倾角大于基岩移动角
此时断层位于开采工作面覆岩移动范围内，当工 作面开采后，断层两侧的岩层在移动过程中产生滑 移，致使断层露头处地表很快形成台阶；同时由于断 层面滑动对岩层移动传播的隔阻作用，使采空区上方 地表的移动变形范围缩小. 现场实例有淮南九龙岗东 五采区、阜新清河门矿北翼南二路采区[3- 4].尽管断层露 头处变形集中，但距露头两侧 5~10 m 以外的变形很 小，地表建筑物影响轻微.
Hale Waihona Puke 露头到最大下沉点的距离，Wm 为与采动程度有关的
地表最大下沉值，Wm=mqcos α·n；其中，α 为煤层倾角，
n 为采动程度系数，n≤1.
n=姨n1n2 ，
n1=
D1 D01
= sin θ sin ψ1 sin ψ2 ·D1 sin（θ+α）sin（ψ1 +ψ2） H0
，
n2=
D2 D02
=1 2
图 4 远离采空区断层群的多米诺效应 Fig.4 Domino effect for fault group far away from gob
2 弱面引起台阶尺寸的估算方法
台阶尺寸指台阶的落差和裂缝宽度，它反映了该
处地表变形的剧烈程度.
根据淮南矿区的观测资料，当断层倾角小于 30°或
开采煤层总厚度与开采斜长之积小于 2 000 m2 时，地表
崔希民，李春意，袁德宝，胡青峰，丁建闯
（中国矿业大学（北京） 地球科学与测绘工程学院，北京 100083）
摘 要：矿山开采中断层等弱面的存在，不仅改变了地表移动变形范围，同时由于断层露头地表的变形集中而形成塌陷台阶，增
大了地表采动损害程度.根据断层面倾角与基岩移动角之间的关系，分析了断层对地表移动范围和非连续变形的影响规律，探讨了
断层露头处台阶和裂缝的计算方法，实例分析表明，计算的断层台阶尺寸与实际观测相符，可以为有断层的地面建筑物布置和地下
开采优化提供一定的技术依据.图 5，参 10.
关键词：断层活化；非连续变形；地下开采；台阶；裂缝
中图分类号：TD82
文献标识码：A
文章编号：1672- 9102（2009）02- 0001- 04
假设台阶高度、沿断层滑动量和无断层时该处的下沉
值分别为 ΔH、Wf 和 Uf，则有 ΔH=Wf +Uf . 由于开采
面积不充分，