开采引起的岩层移动PPT课件
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第一章 开采引起的岩层与地表移动
第一章开采引起的岩层与地表移动煤矿开采的三性特殊性、艰巨性和困难性；特殊困难条件下的开采三下一上（建筑物下、铁路下、水体下和承压水上）；有冲击地压危险的煤层；有煤与瓦斯突出危险的煤层；三软煤层；深部；边角煤；极薄煤层。
采用特殊开采工艺方式短壁开采；充填采煤；上行开采；水力采煤；煤与煤层气共采；煤的地下气化1、下沉及变化规律主断面内地表移动向量的铅直分量,用W表示。
坐标O点:最大下沉值处的地表点W坐标轴向下为正，单位为mmx坐标轴向右为正，单位为mW=W（x）最大下沉值在盆地中央，Wo=W5；x增加，W由零增加到最大，而后又趋于零W（-x）=W（x）；边界点由d0决定；下沉曲线凹凸分界的拐点处，下沉值约为最大值的一半2、倾斜倾斜是指地表单位长度内下沉的变化，用i表示单位为mm/m，i坐标轴向下为正倾斜是地表下沉的一阶导数，i(x)正负号的决定：① i=tga下沉曲线的切线与x轴正向所夹锐角为+a时,倾斜为正;下沉曲线的切线与x轴正向所夹锐角为-a时倾斜为负。
倾斜的正负号的物理意义；垂直于地表下沉曲线的杆状物倾倒的趋向与x轴正向相同时，倾斜为正；杆状物倾倒的趋向与x轴负向相同时倾斜为负。
3、水平移动水平移动-地表移动向量的水平分量,用U表示，单位为mm，U=U（x）,有两组方向不同的水平移动规定:正值的水平移动与x轴的正方向一致负值的水平移动与x轴的负方向一致水平移动U（x）和倾斜i（x）的变化趋势同步他们之间相差一个有单位的比例系数B4、曲率地表单位长度内倾斜的变化，用K表示，单位为mm/m2或10-3/m。
曲率坐标轴向上为正 .正负号倾斜曲线的切线与x轴正向所夹锐角为+a时,曲率为正;倾斜曲线的切线与x轴正向所夹锐角为-a时曲率为负。
曲率正负号的物理意义 ; 正曲率的物理意义是地表下沉曲线在地面方向凸起或在煤层方向下凹.负曲率的物理意义是地表下沉曲线在地面方向下凹或在煤层方向凸起5、水平变形水平变形—单位长度上水平移动的变化用 e 表示，坐标向上为正，单位：mm/m正负号用tga，水平移动曲线的切线与x轴正向所夹锐角为+a时,曲率为正;水平移动曲线的切线与x轴正向所夹锐角为-a时曲率为负。
开采损害三章节 岩层移动变形机理山东科技大学PPT学习教案
1、覆岩力学性质和层位 2、覆岩岩体结构 3、松散层的影响 4、煤层倾角的影响 5、开采深度的影响 6、开采厚度和采空区面积的影响 7、采煤方法及顶板管理方法的影响 8、时间过程的影响 9、地质构造的影影响 10、地下水位变动的影响
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6
感谢各位指导！
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7
1弯曲2断裂8层间错动9块体滑动2裂隙带3弯曲带的空间形态1水平缓倾斜煤层开采时01底板导水破坏带2完整岩层带有效保护层带3承压水导高带隐伏水头带2覆岩破坏移动的力学模型1拉伸应力或变形2压应力或变形3垂直压缩压力区4垂直拉伸应力区3松散层的影响4煤层倾角的影响5开采深度的影响6开采厚度和采空区面积的影响7采煤方法及顶板管理方法的影响8时间过程的影响9地质构造的影影响10地下水位变动的影响
开采损害三章节 岩层移动变形机理山东 科技大学
会计学
1
课
一、开采围岩移动变形破坏形式？
题
二、岩层移动破坏分带特征？
提
三、岩层移动变形研究方法？
纲
四、开采移动变形影响因素？
第12页/共7页
2
一、开采围岩移动破坏形式
岩层受采动影响移动破坏实际上是指岩体地质结构改组和结
构联接的丧失现象。采动岩体内存在的移动破坏形式主要有
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4
二、岩层移动破坏分带特征
1Байду номын сангаас“下三带”
（1）底板导水破坏带 （2）完整岩层带（有效保护层带） （3）承压水导高带（隐伏水头带）
2、覆岩破坏移动的力学模型
（1）拉伸应力或变形 （2）压应力或变形 （3）垂直压缩压力区 （4）垂直拉伸应力区
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5
四、开采移动变形影响因素
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感谢各位指导！
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1弯曲2断裂8层间错动9块体滑动2裂隙带3弯曲带的空间形态1水平缓倾斜煤层开采时01底板导水破坏带2完整岩层带有效保护层带3承压水导高带隐伏水头带2覆岩破坏移动的力学模型1拉伸应力或变形2压应力或变形3垂直压缩压力区4垂直拉伸应力区3松散层的影响4煤层倾角的影响5开采深度的影响6开采厚度和采空区面积的影响7采煤方法及顶板管理方法的影响8时间过程的影响9地质构造的影影响10地下水位变动的影响
开采损害三章节 岩层移动变形机理山东 科技大学
会计学
1
课
一、开采围岩移动变形破坏形式？
题
二、岩层移动破坏分带特征？
提
三、岩层移动变形研究方法？
纲
四、开采移动变形影响因素？
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一、开采围岩移动破坏形式
岩层受采动影响移动破坏实际上是指岩体地质结构改组和结
构联接的丧失现象。采动岩体内存在的移动破坏形式主要有
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二、岩层移动破坏分带特征
1Байду номын сангаас“下三带”
（1）底板导水破坏带 （2）完整岩层带（有效保护层带） （3）承压水导高带（隐伏水头带）
2、覆岩破坏移动的力学模型
（1）拉伸应力或变形 （2）压应力或变形 （3）垂直压缩压力区 （4）垂直拉伸应力区
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四、开采移动变形影响因素
《岩层与地表移动》课件
地壳运动：地壳运动对岩层移动的影响
地壳运动：地壳板块之间的相互作 用，导致岩层和地表的移动
地壳侵蚀：地表受到风、水等自然 力的侵蚀，导致岩层和地表的移动
添加标题
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地壳形变：地壳受到外力作用，如 地震、火山等，导致岩层和地表的 移动
地壳沉积：地表受到风、水等自然 力的沉积，导致岩层和地表的移动
地表条件：地形地貌、地 表水文、植被覆盖等
环境因素：气候变化、人 类活动、自然灾害等
预测方法：数值模拟、遥 感监测、现场观测等
评估指标：位移速率、变 形量、稳定性等
风险评估：风险等级、风 险分布、风险控制措施等
地质灾害预警：预测岩层与地表移动，提前预警地质灾害 工程建设规划：评估岩层与地表移动，为工程建设提供科学依据 资源开发利用：预测岩层与地表移动，为资源开发利用提供指导 环境保护：评估岩层与地表移动，为环境保护提供科学依据
案例选择：选择具有代表性的岩层与地表移动案例 数据收集：收集相关地质、地貌、气候等数据 分析方法：采用地质力学、地貌学、地球物理等方法进行分析 结果展示：展示分析结果，包括岩层移动、地表变形、地质灾害等 结论与建议：总结案例分析的结论，提出预防和治理地质深入分析
信息
地下监测：通 过钻孔、探井 等设备获取地 下岩层移动信
息
综合分析：结合 遥感、地面、地 下等多种监测技 术进行综合分析， 获取更准确的地
表移动信息
数据采集：使用地质雷达、地震仪等设备进行数据采集 数据处理：对采集到的数据进行预处理，包括滤波、去噪等 数据分析：利用统计学、数学模型等方法对数据进行分析，提取有用信息 数据可视化：将分析结果以图表、图像等形式展示，便于理解和交流
启示：从案例中总结出岩层与 地表移动的规律和特点
地壳运动：地壳板块之间的相互作 用，导致岩层和地表的移动
地壳侵蚀：地表受到风、水等自然 力的侵蚀，导致岩层和地表的移动
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地壳形变：地壳受到外力作用，如 地震、火山等，导致岩层和地表的 移动
地壳沉积：地表受到风、水等自然 力的沉积，导致岩层和地表的移动
地表条件：地形地貌、地 表水文、植被覆盖等
环境因素：气候变化、人 类活动、自然灾害等
预测方法：数值模拟、遥 感监测、现场观测等
评估指标：位移速率、变 形量、稳定性等
风险评估：风险等级、风 险分布、风险控制措施等
地质灾害预警：预测岩层与地表移动，提前预警地质灾害 工程建设规划：评估岩层与地表移动，为工程建设提供科学依据 资源开发利用：预测岩层与地表移动，为资源开发利用提供指导 环境保护：评估岩层与地表移动，为环境保护提供科学依据
案例选择：选择具有代表性的岩层与地表移动案例 数据收集：收集相关地质、地貌、气候等数据 分析方法：采用地质力学、地貌学、地球物理等方法进行分析 结果展示：展示分析结果，包括岩层移动、地表变形、地质灾害等 结论与建议：总结案例分析的结论，提出预防和治理地质深入分析
信息
地下监测：通 过钻孔、探井 等设备获取地 下岩层移动信
息
综合分析：结合 遥感、地面、地 下等多种监测技 术进行综合分析， 获取更准确的地
表移动信息
数据采集：使用地质雷达、地震仪等设备进行数据采集 数据处理：对采集到的数据进行预处理，包括滤波、去噪等 数据分析：利用统计学、数学模型等方法对数据进行分析，提取有用信息 数据可视化：将分析结果以图表、图像等形式展示，便于理解和交流
启示：从案例中总结出岩层与 地表移动的规律和特点
矿山压力与岩层控制第六章采场岩层移动与控制关键层PPT课件
• 适合煤矿特点的充填采矿材料与工艺系统； • 煤矿绿色开采技术的经济评价方法与法规。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
第二节 岩层控制的关键层理论
一、关键层的概念
• 采场老顶岩层“砌体梁”结构模型是针对
开采过程中的矿山压力控制而提出来的。
• 1996年，在采场老顶岩层“砌体梁”理论
基础上，钱鸣高院士及其课题组提出了岩 层控制的关键层理论。
• 瓦斯抽放-------煤层气开采（抽采） • 矿井水文地质类型：根据矿井水文地质
条件、涌水量、水害情况和防治水难易 程度，……类型。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
煤矿绿色开采的特点之二
• 从开采的角度采取措施，从源头消除或 减少采矿对环境的破坏；而不是先破坏 后治理。因而，矸石的井上处理与土地 复垦是属于环境治理问题，而不属于绿 色开采问题。
岩层间将不会出现离层。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
第三节 采场上覆岩层移动规律
一、岩层移动的有关概念
采动后岩层各点的移动 地表相邻两点的移动和变形
1.充分采动与非充分采动
当采空区尺寸相当大时，地表最大下沉值
达到该地质条件下应有的最大值，此时称为充
分采动。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
2.移动与变形 岩层移动会导致沿竖直方向和水平方向的
从而形成采场覆岩移动的“横三区”与“竖三 带”。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
沿走向剖面，测点先向采空区方向移动， 然后又转向工作面推进方向移动，最后基本恢 复到原来位置。
图6－9 开采后上覆岩层沿走向方向 水平与垂直移动轨迹图 本科生课程：矿山压力与岩层控制
沿倾向剖面，测点基本上沿着与层面成垂 直的方向向下移动。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
第二节 岩层控制的关键层理论
一、关键层的概念
• 采场老顶岩层“砌体梁”结构模型是针对
开采过程中的矿山压力控制而提出来的。
• 1996年，在采场老顶岩层“砌体梁”理论
基础上，钱鸣高院士及其课题组提出了岩 层控制的关键层理论。
• 瓦斯抽放-------煤层气开采（抽采） • 矿井水文地质类型：根据矿井水文地质
条件、涌水量、水害情况和防治水难易 程度，……类型。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
煤矿绿色开采的特点之二
• 从开采的角度采取措施，从源头消除或 减少采矿对环境的破坏；而不是先破坏 后治理。因而，矸石的井上处理与土地 复垦是属于环境治理问题，而不属于绿 色开采问题。
岩层间将不会出现离层。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
第三节 采场上覆岩层移动规律
一、岩层移动的有关概念
采动后岩层各点的移动 地表相邻两点的移动和变形
1.充分采动与非充分采动
当采空区尺寸相当大时，地表最大下沉值
达到该地质条件下应有的最大值，此时称为充
分采动。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
2.移动与变形 岩层移动会导致沿竖直方向和水平方向的
从而形成采场覆岩移动的“横三区”与“竖三 带”。
本科生课程：矿山压力与岩层控制
沿走向剖面，测点先向采空区方向移动， 然后又转向工作面推进方向移动，最后基本恢 复到原来位置。
图6－9 开采后上覆岩层沿走向方向 水平与垂直移动轨迹图 本科生课程：矿山压力与岩层控制
沿倾向剖面，测点基本上沿着与层面成垂 直的方向向下移动。
岩层与地表移动31页PPT
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，பைடு நூலகம்力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
岩层与地表移动
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，பைடு நூலகம்力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
岩层与地表移动
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
采煤工作面上覆岩层移动及其矿压显现规律32页PPT
采煤工作面上覆岩层移动及其矿压显 现规律
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
3 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
3 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
第一章 地表移动和变形规律
第一章地表移动和变形规律第一节开采引起的岩层和地表移动一、开采引起的岩层移动和破坏（一）岩层移动和破坏过程在地下煤层被采出前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
当部分煤层被采出后，在岩体内部形成一个采空区，其周围岩体应力平衡状态受到破坏，引起应力重新分布，从而使岩体产生移动、变形和破坏，直至达到新的平衡。
随着工作面的推进，这一过程不断重复。
这是十分复杂的物理、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（Strata Movement）。
为了便于理解，以近水平煤层开采为例，说明岩层移动和破坏过程和应力状态的变化。
当地下煤层开采后，采空区直接顶板岩层在自重应力及上覆岩层重力的作用下，产生向下的移动和弯曲。
当其内部应力超过岩层的应力强度时，直接顶板首先断裂、破碎，相继冒落，而老顶岩层则以梁、板的形式沿层面法向方向移动、弯曲，进而产生断裂、离层。
随着工作面向前推进，受到采动影响的岩层范围不断扩大。
当开采范围足够大时，岩层移动发展到地表，在地表形成一个比采空区范围大得多的下沉盆地，如图1-1所示。
由于岩层移动和破坏的结果，使采空区周围应力重新分布，形成增压区（支承压力区）和减压区（卸载压力区）。
在采空区边界煤柱及其边界上、下方的岩层内形成支承压力区，其最大压力为原岩应力场的3～4倍。
由于支承压力的作用，使该区煤柱和岩层被压缩，有时被压碎，煤层被挤向采空区。
如图1-2所示。
由于增压的结果，使煤柱部分被压碎，支承载荷的能力减弱，于是支承压力峰值区向煤壁深处转移。
在回采工作面的顶、底板岩层内形成减压区，其应力小于采前的正常压力。
由于减压的结果，使下部岩层发生弹性恢复变形。
上部岩体由于受下部岩体移向采空区的结果，可能在顶板岩层内形成离层，而底板岩层在采空区范围内卸压，在煤柱范围内增压，两种压力作用的结果，可能出现采空区地板向采空区隆起的现象。
（二）岩层移动和破坏的形式在岩层移动过程中，采空区周围岩层的移动和破坏形式主要有以下几种：1．弯曲弯曲是岩层移动的主要形式。
开采沉陷学
2）根据连通性的好坏，裂缝带一般导水、但不利于砂、 泥土通过。
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
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
第二章 采煤工作面上位岩层的活动与矿压显现规律Microsoft PowerPoint 演示文稿 - 副本 (2)
2013-8-26 1
一、煤层顶板和底板 赋存在煤层之上的邻近岩层称为顶板，赋存 在煤层之下的邻近岩层称为底板。煤层的顶、底板 岩石的性质、强度及吸水性与采掘工作有直接关系， 它们是确定顶板支护方式、选择采空汉处理方法的 主要依据。 1、顶板的类型 根据顶板的岩性、厚度及回采过程中垮落的 难易程度，将煤层顶板分为伪顶、直接顶、老顶 （图2一1）。 • 伪顶指直接位于煤层之上随采随落的极不稳 定岩层，其厚度在0.5m以下（一般几cm至几十 cm），多为泥岩或炭质泥岩，富含植物化石，在
第二章 采煤工作面上位岩层的 活动与矿压显现规律
第一节 开采后上覆岩层的移动特征
上覆岩层活动对直接顶的状态圾采煤工作面的 矿压显现有决定性的影响，因此研究其活动规律具 有十分重要的意义。目前，对上覆岩层运动规律的 研究主要存在两种不同观点，而且每种观点对煤炭 工业健康发展都起到了不可替代的作用，特别在岩 层控制和顶板管理方面都做出了突出的贡献，并具 有各自适应的岩层地质条件。
2013-8-26 6
• 说明上覆岩层移动、破坏及其应力状态。 • 地下煤层采出后，采空区顶板岩层在自重及其 上覆岩层作用下，向下弯曲、移动，当其内部应力 超过岩石强度极限时，直接顶板便断裂、破碎而冒 落。其上部基本顶岩层也因此失去支撑而沿层面的 法线方向进行移动、弯曲，进而产生断裂、离层。 随着工作面的不断推进，这一移动、弯曲、破坏的 范围也不断向前扩大，而且当采空区范围很大时， 岩层移动过程将发展到地表。研究表明，煤层上覆 岩层的一般移动过程是：从煤层直接顶岩层开始， 由下而上依次进行冒落、断裂、离层、裂隙、弯曲， 最后移动终止，在开采煤层上方形成三个不同的开 采影响带，即冒落带工、裂隙带Ⅱ和弯曲下沉
2013-8-26 17
• 落步距作为直接顶分类的重要指标。直接顶初次 垮落以后，随着工作面不断向前推进，新暴露出 的顶板要及时支护，工作面采空侧的支柱要不断 回撤，直接顶将不断垮落，这一过程叫回柱放顶。 • 二、基本顶的初次来压 • 随着工作面自开切眼处的不断推进、回柱放 顶的不断重复，基本顶岩层悬露长度不断增加。 当基本顶悬露达到极限跨距而且断裂时，可能形 成三铰拱式的平衡(图2—4)。以后，随着工作面 继续推进，将导致新岩块A的断裂。此时由于岩 块A的力矩和∑M0≠0，迫使岩块A发生回转。其
一、煤层顶板和底板 赋存在煤层之上的邻近岩层称为顶板，赋存 在煤层之下的邻近岩层称为底板。煤层的顶、底板 岩石的性质、强度及吸水性与采掘工作有直接关系， 它们是确定顶板支护方式、选择采空汉处理方法的 主要依据。 1、顶板的类型 根据顶板的岩性、厚度及回采过程中垮落的 难易程度，将煤层顶板分为伪顶、直接顶、老顶 （图2一1）。 • 伪顶指直接位于煤层之上随采随落的极不稳 定岩层，其厚度在0.5m以下（一般几cm至几十 cm），多为泥岩或炭质泥岩，富含植物化石，在
第二章 采煤工作面上位岩层的 活动与矿压显现规律
第一节 开采后上覆岩层的移动特征
上覆岩层活动对直接顶的状态圾采煤工作面的 矿压显现有决定性的影响，因此研究其活动规律具 有十分重要的意义。目前，对上覆岩层运动规律的 研究主要存在两种不同观点，而且每种观点对煤炭 工业健康发展都起到了不可替代的作用，特别在岩 层控制和顶板管理方面都做出了突出的贡献，并具 有各自适应的岩层地质条件。
2013-8-26 6
• 说明上覆岩层移动、破坏及其应力状态。 • 地下煤层采出后，采空区顶板岩层在自重及其 上覆岩层作用下，向下弯曲、移动，当其内部应力 超过岩石强度极限时，直接顶板便断裂、破碎而冒 落。其上部基本顶岩层也因此失去支撑而沿层面的 法线方向进行移动、弯曲，进而产生断裂、离层。 随着工作面的不断推进，这一移动、弯曲、破坏的 范围也不断向前扩大，而且当采空区范围很大时， 岩层移动过程将发展到地表。研究表明，煤层上覆 岩层的一般移动过程是：从煤层直接顶岩层开始， 由下而上依次进行冒落、断裂、离层、裂隙、弯曲， 最后移动终止，在开采煤层上方形成三个不同的开 采影响带，即冒落带工、裂隙带Ⅱ和弯曲下沉
2013-8-26 17
• 落步距作为直接顶分类的重要指标。直接顶初次 垮落以后，随着工作面不断向前推进，新暴露出 的顶板要及时支护，工作面采空侧的支柱要不断 回撤，直接顶将不断垮落，这一过程叫回柱放顶。 • 二、基本顶的初次来压 • 随着工作面自开切眼处的不断推进、回柱放 顶的不断重复，基本顶岩层悬露长度不断增加。 当基本顶悬露达到极限跨距而且断裂时，可能形 成三铰拱式的平衡(图2—4)。以后，随着工作面 继续推进，将导致新岩块A的断裂。此时由于岩 块A的力矩和∑M0≠0，迫使岩块A发生回转。其
采场上覆岩层运动和发展的基本规律概述(PPT 59页)
4 岩层的厚度较之岩性对岩层的离层和运动组合的影响重要的多。
《矿山压力与岩层控制》精品课程
P33
➢3.2.2 直接顶和基本顶 直接顶——所谓直接顶是指在老塘（采空区）内已跨落，在采 场内由支架暂时支撑的悬臂梁，其结构特点是在采场推进方向 上不能始终保持水平力的传递。如图3.11（a）所示。
(a)
（a）直接顶
2Em2
《矿山压力与岩层控制》精品课程
P29
两岩层在外载（上部岩重）作用下的运动组合分析
E下m下2> E上m上2
上下两岩层同时运动
L上=L下=L
E下m下2< E上m上2
上下两岩层分开运动 且下部岩层先运动
《矿山压力与岩层控制》精品课程
P30
两岩层在自重作用下弯曲沉降分析
L下= 1.25L上
由E下m下2=(1.25)4 E上m上2判断
深入煤壁的两端部断裂
弯坏的力学过程，就是其支承条件由双嵌固梁向简支梁发展的过
程。如图3.4（a）（b）
《矿山压力与岩层控制》精品课程
P10
图3.5 岩梁的支承 条件与弯距 a-嵌固状态; b-简支状态
m h
q L 2 o 1 2
A
1O
L o
B
( a )
q L 2 o
2 4
n
q 2 =m ir 1
i= 1
t
（3.12）
6
《矿山压力与岩层控制》精品课程
P12
当悬露岩层上部无比其软弱岩层时，该岩层只受本身重力的作用， 其端部裂断时的拉应力可按下式计算
L2
0
A 2m
t
（3.13）
当悬露岩层上部存在较为软弱的岩层时，则形成由不同岩性的
开采引起的岩层移动PPT课件
19
煤层倾角对两带的影响
垮落岩块随倾角加大在采空区发生运动。 采空区垮落的岩块有三种状态： 倾角小于35时，岩块就地堆积。同一采 区内，各个部位的垮落带和断裂带上边界 离煤层的高度基本上相等 倾角35 54时，垮落岩块下滑。 倾角大于54时，岩块下滚，下部垮落的 发展很小，上部发展很高
20
采高及厚煤层分层次数对两带的影响
9
（1）垮落带
垮落带内岩块之间的间隙随着时间延续和采动程 度加大，在一定程度上可得到压实，压实后的 碎胀系数仍然要大于1。
③高度 :通常为采出高度的3～5倍，取决于采 出厚度、上覆岩层的岩性、碎胀系数和煤层倾 角，可由下式计算：
Hk
M
(k 1)cos
10
3
（2）断裂带
曾称：裂隙带。 断裂带特点： ①各分层岩层弯曲，整体断裂，大 致垂直于层面的裂隙； ②各岩层之间离层 ③断裂带中的岩层一般情况下能够 导水 ，又称导水断裂带
④厚煤层第一分层以后的分层开采时，断裂带高p1-2度上升，但 上升的幅度较初次采动大为减小
11
2
1
3
12
（3）弯曲带
断裂带之上至地表 又称：弯曲下沉带或整体 移动带
特点：保持整体性和层状结构，不存在或p1-极2 少存 在离层裂隙。 隔水，岩性较软时，隔水性能更好。
采深较大，弯曲带的高度可能大大超过垮落带和断 裂带高度之和
12
3
12
不出现三带的可能性
浅部无弯曲下沉带 p1-2 充填开采无垮落带
13
三带的空间轮廓形状
（1）0 35
垮落带
开采期间，垮落带的高度 基本上是相同
开采完毕，中间较低，两 端较高的枕形轮廓
断裂带
煤层倾角对两带的影响
垮落岩块随倾角加大在采空区发生运动。 采空区垮落的岩块有三种状态： 倾角小于35时，岩块就地堆积。同一采 区内，各个部位的垮落带和断裂带上边界 离煤层的高度基本上相等 倾角35 54时，垮落岩块下滑。 倾角大于54时，岩块下滚，下部垮落的 发展很小，上部发展很高
20
采高及厚煤层分层次数对两带的影响
9
（1）垮落带
垮落带内岩块之间的间隙随着时间延续和采动程 度加大，在一定程度上可得到压实，压实后的 碎胀系数仍然要大于1。
③高度 :通常为采出高度的3～5倍，取决于采 出厚度、上覆岩层的岩性、碎胀系数和煤层倾 角，可由下式计算：
Hk
M
(k 1)cos
10
3
（2）断裂带
曾称：裂隙带。 断裂带特点： ①各分层岩层弯曲，整体断裂，大 致垂直于层面的裂隙； ②各岩层之间离层 ③断裂带中的岩层一般情况下能够 导水 ，又称导水断裂带
④厚煤层第一分层以后的分层开采时，断裂带高p1-2度上升，但 上升的幅度较初次采动大为减小
11
2
1
3
12
（3）弯曲带
断裂带之上至地表 又称：弯曲下沉带或整体 移动带
特点：保持整体性和层状结构，不存在或p1-极2 少存 在离层裂隙。 隔水，岩性较软时，隔水性能更好。
采深较大，弯曲带的高度可能大大超过垮落带和断 裂带高度之和
12
3
12
不出现三带的可能性
浅部无弯曲下沉带 p1-2 充填开采无垮落带
13
三带的空间轮廓形状
（1）0 35
垮落带
开采期间，垮落带的高度 基本上是相同
开采完毕，中间较低，两 端较高的枕形轮廓
断裂带
第二章采煤工作面上覆岩层移动及其矿压显现规律
（2）铰接岩梁（图2-11）
岩梁两端先裂开，然后中部裂开下沉，两块相互咬合形成铰接岩梁结构。
第二节 采煤工作面矿山压力显现规律
三、基本顶的运动规律
（一）基本顶的运动形式
1.基本顶缓慢下沉 采高小、直接顶厚度大且直接顶节理发育时，直 接顶呈现缓慢下沉的运动形式。 采空区充满程度好，基本顶弯曲断裂后在矸石支 撑下缓慢下沉。此时，基本顶能形成传力结构，将 自身的重量和上覆岩层的部分重量传递到前方煤壁 和后方采空区矸石上，工作面内矿压显现不明显。 2.基本的呈长岩梁折断 直接顶冒落后不能充满采空区，基本顶按一定的 跨度，周期性折断，岩梁长度较大。
直接顶垮落步距——从切眼到直接顶初次垮落的距离。是判断 直接顶稳定性的指标，可作为直接顶分类的依据。
第二节 采煤工作面矿山压力显现规律
二、直接顶的运动规律
（二）直接顶的运动形式
2.直接顶不规则垮落 直接顶冒落高度的确定 采空区充满程度的判断
h m hkp m h(kp 1)
充满条件
四、支承压力及其显现
采煤工作面前后 方支承压力对工作面 矿压显现有着很大影 响。采煤工作面前方 支承压力依次为原岩 应力区、应力增高区、 应力降低区和应力稳 定区。
第二节 采煤工作面矿山压力显现规律
四、支承压力及其显现
（二）支承压力在底板中的传播
分布规律
（1）随深度增加，支承压力逐渐减小，影响范围扩大；影响角φ
第二节 采煤工作面矿山压力显现规律
三、基本顶的运动规律
（二）基本顶的初次来压
1.初次来压的形成
基本顶视为四周固支的板，当工作面由切眼向前推进，直接顶垮落 后步，岩悬块空要面发积生越下来沉L初越垮 h大落2，。qRt 达在到这极过限程跨中度，时采，煤岩工板作发面生有断明裂显破的坏矿，压进显一现。
岩梁两端先裂开，然后中部裂开下沉，两块相互咬合形成铰接岩梁结构。
第二节 采煤工作面矿山压力显现规律
三、基本顶的运动规律
（一）基本顶的运动形式
1.基本顶缓慢下沉 采高小、直接顶厚度大且直接顶节理发育时，直 接顶呈现缓慢下沉的运动形式。 采空区充满程度好，基本顶弯曲断裂后在矸石支 撑下缓慢下沉。此时，基本顶能形成传力结构，将 自身的重量和上覆岩层的部分重量传递到前方煤壁 和后方采空区矸石上，工作面内矿压显现不明显。 2.基本的呈长岩梁折断 直接顶冒落后不能充满采空区，基本顶按一定的 跨度，周期性折断，岩梁长度较大。
直接顶垮落步距——从切眼到直接顶初次垮落的距离。是判断 直接顶稳定性的指标，可作为直接顶分类的依据。
第二节 采煤工作面矿山压力显现规律
二、直接顶的运动规律
（二）直接顶的运动形式
2.直接顶不规则垮落 直接顶冒落高度的确定 采空区充满程度的判断
h m hkp m h(kp 1)
充满条件
四、支承压力及其显现
采煤工作面前后 方支承压力对工作面 矿压显现有着很大影 响。采煤工作面前方 支承压力依次为原岩 应力区、应力增高区、 应力降低区和应力稳 定区。
第二节 采煤工作面矿山压力显现规律
四、支承压力及其显现
（二）支承压力在底板中的传播
分布规律
（1）随深度增加，支承压力逐渐减小，影响范围扩大；影响角φ
第二节 采煤工作面矿山压力显现规律
三、基本顶的运动规律
（二）基本顶的初次来压
1.初次来压的形成
基本顶视为四周固支的板，当工作面由切眼向前推进，直接顶垮落 后步，岩悬块空要面发积生越下来沉L初越垮 h大落2，。qRt 达在到这极过限程跨中度，时采，煤岩工板作发面生有断明裂显破的坏矿，压进显一现。
第二章 开采沉陷基本概念ppt课件
非充分采动地表移动盆地
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（Supercritical Subsidence Basin），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。
其水平距离的比值，它反映了地表移动盆地沿某一方
向的坡度，通常以i表示。即
imn
wnwmwmn
lnm
lmn
式中 im-n──为m、n两点的平均倾斜变形，mm/m； lm-n──地表m、n点间的水平距离，m； wm、wn─分别为地表m、n点的下沉值，mm。
• 曲率：地表曲率是两相邻线段的倾斜差与两线段中点间
中国矿业大学
36
移动角：在充分采动或接近充分采动的条件下，地表移 动盆地主断面上最外边的临界变形点和采空区边界的 连线与水平线在煤柱一侧的夹角。
分类：走向移动角δ 、下山移动角β 、上山移动角 γ 、急倾斜煤层底板移动角λ
中国矿业大学
37
裂缝角：充分采动或接近充分采动的条件下，地表移 动盆地主断面上最外侧的地表裂缝和采空区边界的 连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为裂缝角。
• 下沉：地表点的沉降叫下沉，用W表示，是地表移动 向量的垂直分量，以本次与首次观测点的标高差表 示 ,即 Wn=Hn0-Hnm 式中 Wn──地表点的下沉，mm； Hn0、Hnm──表示地表n点首次和m次观测时的 高程，mm。正值表示测点下沉，负值表示测点上升，
它反映了一个测点不同时间在垂直方向的变化量。
✓ 静态移动盆地：地表移动稳定后最终的移动盆地，如W5
地表移动盆地形成过程
• 地表移动盆地的采动程度
煤矿开采上覆岩层移动机理PPT课件
则该点的倾 a向rc为tan：( A/ B)
（10） （11）
但根据(11)式计算的φ在(-π/2,π/2)中取值，而倾向 应在(0,2π)中取值，根据A、B的取值确定倾向φ列 成表1。
第23页/共73页
表1 根据A、B值倾向取值一览表
A
B
φ符号
φ倾向取值 φ所在象限
＞0
＞0
＋
3π/2-φ
第三象限
通过上覆岩层移动理论的研究，可以定量的预计出覆岩裂隙的发育高度，从 而为保水开采、瓦斯治理等提供理论依据和技术参数。
通过上覆岩层移动理论的研究，可以立体的预计出上覆岩层至地表的移动变 形值，为保护地面建筑物和地下构筑物提供重要的数据。
第11页/共73页
二、采用曲面拟合技术减小预计误差
在以前的开采沉陷地表移动变形预计方法中，提到采用煤层等倾角或分段等倾角来近似计算地表的移 形值，这种方法会带来理论上的预计误差，有时这种误差随着煤层产状的起伏变化会大大增加。
第12页/共73页
1 以往预计中存在的问题
① 在以前的开采沉陷地表移动变形预计方法中，提到采用煤层等倾角或分段等倾角来近似计算地表的移形 值，这种方法会带来理论上的预计误差，有时这种误差随着煤层产状的起伏变化会大大增加。
② 采用曲面拟合技术会消除这种理论上的预计误差。
第13页/共73页
2 曲面拟合理论
第3页/共73页
0
-50
-100
-150
r(z)
H
z
n
r
-200
H
-250
n=1 n=5 n=0.1
-300 -100 -80 -60 -40 -20 0
20 40 60 80 100
（10） （11）
但根据(11)式计算的φ在(-π/2,π/2)中取值，而倾向 应在(0,2π)中取值，根据A、B的取值确定倾向φ列 成表1。
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表1 根据A、B值倾向取值一览表
A
B
φ符号
φ倾向取值 φ所在象限
＞0
＞0
＋
3π/2-φ
第三象限
通过上覆岩层移动理论的研究，可以定量的预计出覆岩裂隙的发育高度，从 而为保水开采、瓦斯治理等提供理论依据和技术参数。
通过上覆岩层移动理论的研究，可以立体的预计出上覆岩层至地表的移动变 形值，为保护地面建筑物和地下构筑物提供重要的数据。
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二、采用曲面拟合技术减小预计误差
在以前的开采沉陷地表移动变形预计方法中，提到采用煤层等倾角或分段等倾角来近似计算地表的移 形值，这种方法会带来理论上的预计误差，有时这种误差随着煤层产状的起伏变化会大大增加。
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1 以往预计中存在的问题
① 在以前的开采沉陷地表移动变形预计方法中，提到采用煤层等倾角或分段等倾角来近似计算地表的移形 值，这种方法会带来理论上的预计误差，有时这种误差随着煤层产状的起伏变化会大大增加。
② 采用曲面拟合技术会消除这种理论上的预计误差。
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2 曲面拟合理论
第3页/共73页
0
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r(z)
H
z
n
r
-200
H
-250
n=1 n=5 n=0.1
-300 -100 -80 -60 -40 -20 0
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采煤工作面上覆岩层移动规律共28页PPT
采煤工作面上覆岩层移 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
w1 w2
w3 w4
w5
H
(0.25～0.5)H
12
3
4
5
4
二、岩层移动和变形分区
K Ⅲ
M Ⅱ
3
1
o
N
Ⅱ′
3
Ⅰ
L
Ⅲ′
2
β0
ψ1
G Ⅳ CV
3
4 Ⅵ
E
2
ψ2
γ0
V′D Ⅳ′ H
3
F
Ⅰ—充分采动区；Ⅱ—最大弯曲区； Ⅲ顶板压缩区； Ⅳ底板压缩区；Ⅴ不均匀隆起区；Ⅵ均匀隆起区 5
岩层移动和变形分区
Ⅰ—充分采动区
Ⅰ-垮落带； Ⅱ -断裂带；Ⅲ-弯曲带
8
（1）垮落带
垮落带:由采矿引起的上覆岩层破坏并向采空 区垮落的岩层带称为垮落带。 垮落带岩层的破坏特点及其判别： ①愈是靠近煤层的直接顶岩层，其垮落后愈 是破碎和紊乱。分两类: 不规则垮落带，呈杂乱堆积。 规则垮落带，岩块堆积排列较整齐 ②碎胀性：1.3 1.5,体积增大 导水：水、水砂和泥浆容易通过
2
一、关键层理论的基本概念
传统研究（三个方面）
● 采场矿压——老顶结构模型（力学模型） ● 岩层内部移动——三带论（统计加模型） ● 地表沉陷——数理统计 ● 关键层理论思想——采动覆岩为统一的研究整体
3
随着工作面推进，地表的影响范围不 断扩大，下沉值不断增加，在地表形 成一个比开采范围大的下沉盆地。
19
煤层倾角对两带的影响
垮落岩块随倾角加大在采空区发生运动。 采空区垮落的岩块有三种状态： 倾角小于35时，岩块就地堆积。同一采 区内，各个部位的垮落带和断裂带上边界 离煤层的高度基本上相等 倾角35 54时，垮落岩块下滑。 倾角大于54时，岩块下滚，下部垮落的 发展很小，上部发展很高
20
采高及厚煤层分层次数对两带的影响
9
（1）垮落带
垮落带内岩块之间的间隙随着时间延续和采动程 度加大，在一定程度上可得到压实，压实后的 碎胀系数仍然要大于1。
③高度 :通常为采出高度的3～5倍，取决于采 出厚度、上覆岩层的岩性、碎胀系数和煤层倾 角，可由下式计算：
Hk
M
(k 1)cos
10
3
（2）断裂带
曾称：裂隙带。 断裂带特点： ①各分层岩层弯曲，整体断裂，大 致垂直于层面的裂隙； ②各岩层之间离层 ③断裂带中的岩层一般情况下能够 导水 ，又称导水断裂带
充填法：无垮落带，断裂带高度也明显降低 煤柱支撑法：两带高度介于之间
23
垮落带高度的计算公式
（倾角为035及3654） 单一煤层的垮落带最大高度
覆岩为极坚硬岩层公式
Hk
(k
M
1)cos
覆岩为坚硬、中硬、软 弱岩层或其互层公式
Hk
Mw(k1)cos Nhomakorabeaw —垮落过程中顶板下沉值
24
垮落带高度公式
（倾角为035及3654，厚煤层分层开采）
12
3
12
不出现三带的可能性
浅部无弯曲下沉带 p1-2 充填开采无垮落带
13
三带的空间轮廓形状
（1）0 35
垮落带
开采期间，垮落带的高度 基本上是相同
开采完毕，中间较低，两 端较高的枕形轮廓
断裂带
两端边界超出，呈马鞍形， 最高点位于采空区斜上 方。
li
m
H H
(a)
14
15
m li
H H
（２）36 54
Ⅱ—最大弯曲区：岩层向下弯曲的程度最大
Ⅲ顶板压缩区
Ⅳ底板压缩区
支承压力引起沿垂直方向压缩
工作面区域以外地层下沉
Ⅴ不均匀隆起区 底鼓 应力降低
Ⅵ均匀隆起区
水平挤压
6
煤体下方 （高应力压缩）
KH h
h
h— 侧向水平应力 示例
采空区下方 低应力
≤H
h
h
底板
7
采场覆岩移动的“横三区”与“竖三带”
A-煤壁支撑影响区；B-离层区；C-重新压实区
一次采全高或分层初次开采时，两带高度与 采高呈近似直线关系
分层或近距离煤层群重复开采，两带高度随 分层次数增加而递减
21
采空区范围对两带的影响
采空区范围决定了开采充分程度，当采 空区范围足够大时，垮落带和断裂带得 到充分发展，反之两带的高度发展将受 到限制。
22
采空区处理方法对两带的影响
全部垮落法：上覆岩层破坏发展最充分，弯 曲、离层、断裂、垮落，达到一定高度
1 开采引起的岩层与地表移动
1-1 开采引起的岩层移动 1-2 开采引起的地表移动 1-3 地表移动变形参数的影响因素 1-4 地表移动变形预计
1
1-1 开采引起的岩层移动
煤层开采后， ✓岩层移动是如何由下往上发展直至
地表的？ ✓岩 层 移 动 过 程 中 内 部 岩 体 的 应 力 、
裂隙、位移是如何分布的？
17
三、垮落带与断裂带的高度
垮落带与断裂带的高度 （1）主要影响因素 顶板岩性 煤层倾角 采高及厚煤层分层次数 采空区范围 采空区处理方法
18
顶板岩性对两带的影响
顶板坚硬，岩层垮落后块度大，碎胀系数 也大。基本顶由于坚硬而下沉缓慢，下沉 量小，使垮落过程充分发展，垮落带和断 裂带高度较大，两带高度之和可达到开采 厚度的18 28倍。 顶板松软破碎时，由于顶板稳定性差，采 空区回柱放顶或移架后能迅速被垮落岩块 填满，垮落过程不能充分发展，两带高度 均较低，一般为采厚的9 12倍。
Hm4.7 10M 0M 192.2
Hm6.2 10 M 0M 321.5 Hm7.0 10 M 0M 631.2
25
导水断裂带高度计算公式
垮落带 上部岩块下滑或滚动 上部继续离层、断裂、 破碎和垮落， 下部垮落带高度较小。
断裂带
上大下小，上部的轮廓大致呈抛物(b线) ，与采空 区边界齐或略偏外。
16
m li
H H
（3）=5590
岩块滚动下滑，迅速充填 下部 上部：边界煤柱片帮、碎 裂、抽冒， 垮落带和断裂带上边缘急 剧向上发展，大大超出上 边界 垮落带、断裂带呈耳形或 上大下小的不对称拱形
④厚煤层第一分层以后的分层开采时，断裂带高p1-2度上升，但 上升的幅度较初次采动大为减小
11
2
1
3
12
（3）弯曲带
断裂带之上至地表 又称：弯曲下沉带或整体 移动带
特点：保持整体性和层状结构，不存在或p1-极2 少存 在离层裂隙。 隔水，岩性较软时，隔水性能更好。
采深较大，弯曲带的高度可能大大超过垮落带和断 裂带高度之和
覆岩岩性（单向抗压强度及主要 岩石名称）
坚硬(4080 MPa，石英砂岩、石 灰岩、砂质页岩、砾岩)
中硬(2040 MPa，砂岩、泥质灰 岩、砂质页岩、页岩)
软弱(1020 MPa、泥岩，泥质砂 岩
极软弱(10 MPa，铝土岩、风化 泥岩，粘土，砂质粘土)
计算公式(m)
Hk 2.11 0 M 0M 162.5