第四章开采沉陷的一般规律

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开采沉陷

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。

采煤沉陷学知识总结

一、岩石1、岩石强度：在施力的轴向方向产生压缩变形，在垂直轴向的横向方向产生向外膨胀。

若在横向上也施加压力，则会限制其变形，减少总变形量。

2、岩层移动：①当地下煤层被采出后，采空区直接顶板岩层在自重力及其上覆岩层的作用下，产生向下的移动和弯曲。

当其内部拉应力超过岩层的抗拉强度极限时，直接顶板首先断裂、破碎、相继冒落，而老顶板岩层则以梁或悬臂梁弯曲的形式沿层理面法线方向移动、弯曲、进而产生断裂、离层。

随着工作面向前推进，受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大得多的下沉盆地。

②急倾斜煤层开采条件下，岩层移动的主要特征是岩石沿层面错动。

在采空区上边界上方，岩层和煤柱在自重力的作用下，顶板岩层在产生法向弯曲的同时，受沿层理面分力的作用而产生沿层理面向采空区的错动和滑落。

当煤层倾角接近和大于50°时，这种现象可扩展到煤层的底板岩层。

若煤层的顶、底板岩层强度均较小时，则可同时产生沿层理面的下滑。

二、移动稳定后采动岩层内的三带1.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。

冒落带可分为不规则冒落和规则冒落两部分。

冒落岩石具有一定的碎胀性，冒落岩块间空隙较大；冒落带的高度主要取决于采出厚度和上覆岩石的碎胀系数，通常为采出厚度的3~5倍。

薄煤层开采时冒高较小，一般为采出厚度的1.7倍左右。

顶板岩石坚硬时，冒落带高度为采出厚度的5~6倍；顶板为软岩时，冒落带的高度为采出厚度的2~4倍。

ℎ=m(k−1)cosαH，冒落带高度；m，采出煤层厚度；k，岩石碎胀系数；α，煤层倾角岩石的碎胀系数取决于岩石性质，坚硬岩石碎胀系数较大，软岩碎胀系数较小。

碎胀系数值恒大于1，一般在1.05~1.80之间。

2.裂缝带（断裂带）在采空区上覆岩层产生裂缝、离层及断裂，但仍保持层状结构的那部分岩层为裂缝带。

裂缝带位于冒落带和弯曲带之间。

矿山开采沉陷学(知识点整理)(教资学习)

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，直至达到新的平衡。

随着采矿工作的进行，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。

移动结束后，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，从直接顶板开始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结构。

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，一部分被压碎挤向采空区，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部分岩层受拉伸，甚至剪断，而下山方向的部分岩层受压缩。

（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。

开采沉陷形成机理及其预测方法

(二)地表移动盆地的特征实测表明，地表移动盆地的范围远大于对应的采空区范围。地表移动盆地的形状取决于采空区的形状和煤层倾角。移动盆地和采空区的相对位置取决于煤层的倾角。在移动盆地内，各个部位的移动和变形性质及大小不尽相同。在采空区上方地表平坦、达到超充分采动、采动影响范围内没有大地质构造的条件下，最终形成的静态地表移动盆地可划分为三个区域(见图 8)：
地表出现的裂缝、台阶或塌陷坑，对位于其上的建筑物危害极大。有铁路通过此处时，会影响列车正常运行，若不能及时发现，将造成行车事故。所以在建筑物下、铁路下或水体下采煤时，应极力避免出现大的裂缝、台阶和塌陷坑。
图 5 地表塌陷漏斗示意图
二、地表移动盆地的形成及特征 (一)地表移动盆地的形成地表移动盆地是在工作面的推进过程中逐渐形成的。一般是当回采工作面自
开切眼开始向前推进的距离相当于 1/4~1/2H0(H0 为平均采深)时，开采影响即波及到地表，引起地表下沉。然后，随着工作面继续向前推进，地表的影响范围不断扩大，下沉值不断增加，在地表就形成一个比开采范围大得多的下沉盆地。
图 6 展示了地表移动盆地随工作面推进而形成的过程。当工作面由开切眼推进到位置 1 时，在地表形成一个小盆地 W1。工作面继续推进到位置 2 时，在移动盆地 W1 的范围内，地表继续下沉，同时在工作面前方原来尚未移动地区的地表点，先后进入移动，从而使移动盆地 W1 扩大而形成移动盆地 W2。随着工作面的推进相继逐渐形成地表移动盆地 W3、W4。这种移动盆地是在工作面推进过程中形成的，故称动态移动盆地，即还在移动中的盆地。工作面回采结束后，地表移动不会立刻停止，还要持续一度时间。在这一段时间里，移动盆地的边界还将继续向工作面推进方向扩展。移动首先在开切眼一侧稳定，而后在停采线一侧逐渐形成最终的地表移动盆地 W04。通常所说的地表移动盆地就是指最终形成的移动盆地，又称为静态移动盆地。在工作面的推进过程中，如果图 7 所示的工作面停在 1、2、3、4 的位置上，待地表移动稳定后，其对应的每一个位置都会有一个相应的静态移动盆地 W01、W02、W03、W04。

深部开采沉陷规律研究与分析

深部开采沉陷规律研究与分析深部开采沉陷是指采矿开发对地表环境的影响，它可以根据采矿的规模和距离等因素随着空间而改变，其发展过程已深深影响着建筑物、公路、河流和地下水等基础设施与环境的安全。

因此，针对采矿深部开采沉陷的规律研究和分析，显得十分重要。

首先，采矿深部开采沉陷的研究应从采矿深部开采沉陷的影响因素入手进行分析。

采矿深部开采沉陷的影响因素主要包括矿山内的构造活动、采矿方式、采矿深度、抽水量、地表塑性参数等。

采矿深部开采沉陷的影响因素受多种因素的影响，因此，需要从物理力学、岩土力学、水文地质、矿物学、地质测量等方面进行系统研究分析，全面了解采矿深部开采沉陷的影响因素。

其次，采矿深部开采沉陷的研究应从采矿深部开采沉陷的模拟分析入手进行研究。

采矿深部开采沉陷的模拟分析可以采用计算机辅助分析的方法，进行模拟分析，以模拟采矿深部开采沉陷的变化规律，研究采矿深部开采沉陷的演变过程和产生机制，并进行下去的后续决策。

此外，采矿深部开采沉陷的研究应从采矿深部开采沉陷的抑制方法入手进行研究。

采矿深部开采沉陷的抑制方法可以采取穿插设置阻尼层、设置支撑物等空间和结构抑制技术，还可以采取防治措施，如采用新型地面处理材料，做好地面处理工作，加强水文地质探测，建立恶劣气象预报能力，阻止水位上升，并提前采取紧急抢险措施，等等。

最后，采矿深部开采沉陷的研究应从采矿深部开采沉陷的防治技术入手进行研究。

采矿深部开采沉陷的防治技术包括实际控制措施、采矿预先分析技术、采矿控制策略研究等。

实际控制措施可以通过研究和改善穿插设置阻尼层、支撑物等基础结构，使其可以有效地抑制采矿深部开采沉陷的发展并达到沉陷的控制。

采矿预先分析技术可以通过对采矿开发过程中的构造活动、采矿方式、采矿深度、抽水量及空间变化等因素进行分析，预测采矿深部开采沉陷的变化趋势。

采矿控制策略研究可以根据预测分析的结果，对抑制采矿深部开采沉陷的方法进行综合分析，并制定出有效的采矿控制策略，为实现安全开采提供可靠的依据。

采空区塌陷规律资料

采空区塌陷规律资料第一章绪论研究背景随着国民经济的快速发展，对矿产资源需求口益增加，伴随着矿石的开采人们获得了巨大的经济效益，然而采空区安全问题口益突出。

部分矿山采用空场采矿法开采，矿体开采后，形成了大面积采空区，随着采空区规模的扩大，采空区地压不断增加，局部出现应力集中现象，采空区局部冒落，矿柱变形并破坏，最终有可能导致采空区塌陷，严重威胁到矿山的安全生产。

近几十年来，采空区冒顶塌陷事故不断，造成了重大人员伤亡和经济损失，部分采空区现状己成为矿山安全生产的重大隐患，采空区塌陷己成为矿山生产的重要地质灾害之一「1-3] 以大冶桃花山矿采空区塌陷事故为例，该矿山采用空场采矿法，经过多年开采，己形成多水平大面积采空区。

由于回采结束后采空区缺乏有效支护手段，1998年至2003年矿山共发生过六次采空区塌陷事故，上下采空区连通且塌陷至地表，形成了一个长约70- 80 米，宽约30-}-50米，50米深，面积约3000平方米的近似圆形塌陷坑，给矿山生产带来了巨大经济损失[[4-6]采空区塌陷是一个复杂的力学时空过程，矿山岩体复杂，影响因素极多，解决这类问题需要进行全面系统的研究。

研究采空区塌陷规律，可以找出矿山采空区塌陷的主要影响因素，判断塌陷区的发展趋势以及现有采空区的稳定性，为采空区塌陷预警、采矿工程设计、采空区治理工作、采空区安全评价等提供理论依据。

准确的采空区塌陷规律研究对矿山安全和生产具有重大作用，准确的研究结果可保证最大限度的回收国家矿产资源，避免资源的浪费，为矿山带来巨大经济效益，同时可指导矿山生产的安全进行，预防塌陷事故的发生和降低塌陷事故带来的危害。

因此，在地下采矿形成大规模采空区时，掌握采空区塌陷规律，对矿山安全生产的顺利进行具有重要意义[7]。

2国内外研究现状采空区塌陷规律的研究，是矿山重要课题之一。

采空区塌陷问题研究的重点是采空区顶底板的管理、采空区围岩的控制、采空区上覆岩层移动规律和采空区地压活动所导致灾害的控制及地表沉陷的控制。

开采沉陷总结

从采空区到地表覆岩坏范围逐渐增大，破坏强度逐渐减弱，划分为三带:跨落袋，裂隙带和弯曲下沉带；五区：垂坠下移区，垂直上移区，垂直与水平移动区，地板下移区和开采支撑压力区。

覆岩移动破坏形式：弯曲，跨落，片帮，滑移，滚动，底鼓。

主断面：是指与开采边界方向垂直，并通过地表最大下沉值的垂直剖面。

稳态移动盆地划分为三个区域：中性区，压缩区和拉伸区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。

启动距：地下开采达到一定范围之后，岩层移动开始波及地表，通常降地表开始移动时工作面的推进距离。

启动距通常约为平均采深的1/4-1/2.地标移动时间：从地表开始移动（下沉量大于等于10mm）到地表移动停止*连续6个月内地表下沉量小于等于30mm)d 持续时间。

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。

移动变形规律: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。

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。

开采沉陷1

1.开采沉陷：有用矿物被开采出来后，开采区域周围岩体的原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡，在此过程中，岩层和地表产生连续的移动变形和非连续的破坏，这种现象称为开采沉陷。

2.三下采煤：建筑物，铁路，水体下采煤的合称。

3.岩层移动的形式：弯曲，垮落，煤的挤出，岩层沿层面滑移，垮落岩石下滑，底板岩层隆起。

4.上三带：跨落带，断链带，弯曲带。

下三带：地板采动导水破坏带，地板阻水带，地板承压水导升带。

5.跨落带：是指由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区跨落得岩层范围。

特点：①垮落带县有分层性，它分为不规则垮落和规则垮落两部分。

在下部不规则垮落部分，岩层完全失去其原有层位，在靠近煤层附近，岩石破碎，堆积紊乱。

规则的垮落部分，垮落岩层基本保持其原有层位，处于不规则垮落部分之上。

②垮落带岩石具有一定的碎胀性，垮落岩块间的空隙较大，有利于水、砂、泥土通过。

垮落后岩石体积大于垮落前岩石体积。

③垮落岩石具有可压缩性,垮落岩块间的空隙随着时间的推移和工作面的推进在一定程度上可以压实，一般时间越长，压实性越好，但永远恢复不到垮落前原岩体的体积。

④垮落带的高度取决于采出厚度和上覆岩石的碎胀系数。

通常为采出厚度的3~5倍。

薄煤层开采时垮落带高度较小，一般为采出厚度的1.7倍。

顶板岩石坚硬时垮落带高度为采出厚度的5~6倍；顶板为软岩时，垮落带高度为采出厚度的2~4倍。

6.断裂带：是指在跨落带上方的岩层产生断裂或裂缝，但保持其原有层状的岩层范围。

特点：不仅发生垂直于层理面的断裂或裂缝，而且产生顺层理面的离层裂缝。

7.弯曲带：是指断裂带上方直至地表产生弯曲下沉的岩层范围。

特点：1.弯曲带内岩层在自重力的作用下产生沿层面法方向弯曲，在水平方向受双向压缩，压实程度较好，具有良好的隔水性；2.弯曲带内岩层的移动过程是连续有规律的，保持其整体性和层状结构，不存在或极少存在采动裂缝；3.弯曲带的高度主要受开采深度的影响。

8.地板踩动导水破坏带：是指煤层底板岩层受采动影响而产生导水裂缝的岩层范围，其深度为自煤层底板至采动导水裂缝最深处的发现距离。

煤矿开采地表沉陷规律

负极值为最大压缩值，位于两个拐点之间；
盆地边界点、拐点和中点处水平变形为零；
盆地边缘区为拉伸区，中部为压缩区
x
W(mm)
δo
ψ3
ψ3
δo
r
ε(m/mm)
+
+
x
-
-
地表移动盆地内五项指标变化规律
x
δo
ψ3
W(mm)
ψ3
δo
r
-
x
+ i(mm/m)
-
x
+ U(mm) K(10 -3 /m)
采空区处理方法与
采空区处理方法与
采空区处理方法全部垮落法带状充填法(外来材料) 干式全部充填法(外来材料) 风力充填法水砂充填法
下沉系数 0.40.95 0.550.70 0.40.50 0.300.40 0.060.20
重复采动对地表下沉系数影响
矿区
淮南峰峰本溪阜新鹤岗平顶山枣庄
+
x
-
-
(d)
5、水平变形
单位长度上水平移动的变化，单位：mm/m 坐标向上为正
ΔX
o
X
UA
A
UB
B
U(x)
AB
U B p1-25U A X
U X
limt
x0
U X
dU dX
B
dw2 dX 2
H
水平移动
水平变形
1 2 3 4 o5 6 7 8 w
δ0
ψ3
ψ3
δ0
r
o
-
+
i
K
+
- o-
+

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

ch2-1 开采引起的地表沉陷规律

ψ
3
δo r
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
Δ X W A B W
A
o WB
X
i AB
WB W A W x x
W dW i lim t x 0 x dx
倾斜是地表下沉的一阶导数，i(x)
倾斜的正负号
i = tg 正负号的决定： ① i=tg 下沉曲线的切线与 x轴正向所夹锐角为 + 时 ,倾斜 w 为正; 下沉曲线的切线与 x轴正向所夹锐角为-时倾斜为 o 负。 ② 左侧w0 右侧w0
D D′ D″ 采空区 A A′A″ o B B″ B′
γ γ γ ″
0
C″ C′ C A A′A″ φ B″B′ B φ
δ δ″ δ
0
δ δ δ″
0
C C′ C″ φ
β ″β β
0
θ
急倾斜煤层边界角、移动角、裂缝角
φ φ φ φ
" β
β β0
λλ
0
" λ
急倾斜煤层的顶板、底板边界角、移动角和裂缝角
下沉曲线的凹凸或内外边缘区分界点称为拐点
δ
0
B
B
非充分采动的近水平煤层地表移动盆地
B
δ
A A
ψ3 ψ3
0
采空区
B
δ0
ψ3 A
ψ3 A
δ0
δ
0
B
B
缓倾斜和中倾斜煤层地表移动盆地
B
γ0
采空区
A
W0
B
β0
1 ψθ
A
移动盆地在倾向方向上与采空区不对称

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。

超前影响距：开始移动的点到工作面的水平距离称为超前影响距。

开采沉陷形成机理及其预测方法

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开采沉陷_考试参考资料

第一章地表移动与变形规律答：主要有六种弯曲、垮落、煤的挤出、岩石沿层面的滑移、垮落带（Caved Zone）、断裂带（Fractured Zone）、弯曲带（ContinuousDeformation Zone）a、地表移动盆地b、裂缝和台阶c、塌陷坑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成为充分采动，又称临界开采。

此时地表移动盆地称为充分采动下沉盆地，形状为碗形。

现场实测表明，当采空区的长度和宽度均达到和超过（1.2~1.4）H（H为平均开采深度）时，地表达到充分采动。

从主断面的定义可知，地表移动盆地主断面具有如下特征：a、在主断面上，地表移动盆地的范围最大。

b在主断面上，地表移动量最大。

最大下沉角就是在倾斜主断面上，由采空区的中点和移动盆地最大下沉点在基岩上投影点的连线与水平线之间沿煤层下山方向一侧的夹角，常用θ表示。

实测资料表明，最大下沉角θ与覆岩岩性和煤层倾角α有关，在倾斜或缓倾斜煤层条件下（α＜60°~70°）,θ值随煤层倾角增大而减小。

一般表示为：θ=90°kα式中 k—与岩性有关的系数；α—煤层倾角。

1）移动盆地的中间区域（又称中性区域）2）移动盆地的内边缘区（又称压缩区域）3）移动盆地的外边缘区（又称拉伸区域）a、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（下沉为10mm）至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角成为边界角。

b、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称为移动角。

c、裂缝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，移动盆地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称为裂缝角。

扭曲和剪切变形。

a、起动距通常把地表开始移动（下沉10mm）时的工作面推进距离称为起动距。

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。

煤矿地表沉陷规律

3
4
ψ3
5 o w
6
ψ3
7
8
δ0
9
x
倾斜曲率
+
+
o
K
i
x
-
o
-
+ x
K9=0
K1=0 K3=0
K5=0 K7=0
曲率正负号的物理意义
x
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
+
W(mm)
δ
o
ψ
3
ψ
3
水平移动
1点 U1=0 5点 U5=0 9点 U9=0
1 1′ 2 2′ 3 3′ 4 5 4′ 5′ 6′ 6 7′ 7 8 8′ 9 9′ x
U坐标向下为正
δ0
ψ3
ψ3
δ0
+
o
-
x
U 边界点和采空区中点的水平移动为零；边界点和采空区中点之间有极值。
3、倾斜 i
倾斜是指地表单位长度内下沉的变化，单位为mm/m，i坐标轴向下为正
（三）最大下沉与下沉系数
下沉系数：最大下沉量与煤层采高的比值下沉系数与覆岩岩性有关下沉系数与采空区处理方法有关下沉系数与重复采动有关下沉系数与采深有关
部分煤矿实测的地表下沉系数变化范围岩性下沉系数坚硬 0.270.54 中硬 0.550.85 软弱 0.861.00
采空区处理方法与
1.7mm/日
6 7 8 9
Ⅲ
20 t(月) 0 10 11 12 -20 -40
500
W(t)
1000

采空区塌陷规律资料

第一章绪论研究背景随着国民经济的快速发展，对矿产资源需求口益增加，伴随着矿石的开采人们获得了巨大的经济效益，然而采空区安全问题口益突出。

近几十年来，采空区冒顶塌陷事故不断，造成了重大人员伤亡和经济损失，部分采空区现状己成为矿山安全生产的重大隐患，采空区塌陷己成为矿山生产的重要地质灾害之一「1-3]以大冶桃花山矿采空区塌陷事故为例，该矿山采用空场采矿法，经过多年开采，己形成多水平大面积采空区。

因此，在地下采矿形成大规模采空区时，掌握采空区塌陷规律，对矿山安全生产的顺利进行具有重要意义[7]。

2国内外研究现状采空区塌陷规律的研究，是矿山重要课题之一。

开采沉陷

充分采动角：是指在充分采动的情况下，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的投影点和同侧采空区边界线与煤层在采空区一侧的夹角。

主断面：通常将地表移动盆地内通过地表最大下沉点，所做的沿煤层倾向和走向的垂直断面称为移动盆地的主断面。

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，在基岩上投影点的连线与水平线之间沿煤层下山方向一侧的夹角。

边界角：在充分采动或接近充分采动的情况下，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称为边界角。

移动角：在充分采动或接近充分采动的情况下，地表移动盆地主断面上三个变形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称为移动角。

裂缝角：在充分采动或接近充分采动的情况下，地表移动盆地主断面上，移动盆地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称为裂缝角。

启动距：通常把地表开始移动（下沉为10mm ）时的工作面推进距离称为启动距。

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下沉，这种现象称为超前响。

最大下沉滞后距离：当地表达到充分采动后，在地表下沉速度曲线上，最大下沉速度点的位置总是滞后回采工作面一固定距离，此距离称为最大下沉滞后距离。

最大下沉滞后角：把地表最大下沉速度点，与相应的回采工作面连线和煤层在采空区一侧的夹角，称为最大下沉速度滞后角。

预计参数：是指预计函数中用到的一系列数据，这些数据是根据所预计的那些工作面的地质采煤条件确定的。

下沉系数：下沉系数q 与开采的顶板控制方法有关，若本矿区没有实测下沉系数，也可以根据类比的方法确定。

其可用公式表示为αmcos q 0W = 拐点偏距：在走向半无限开采中，实际开采边界与计算机边界之间沿煤层的平距称为拐点偏距。

水平移动距离：指地表最大水平移动值和最大下沉值的比值建立典型曲线的步骤1.根据某矿区的地质采煤条件，将各观测站分为若干组。

厚松散层条件下综放开采地表沉陷规律与机理

厚松散层条件下综放开采地表沉陷规律与机理厚松散层地质结构特殊，对于矿山开采给环境带来深远的影响，而厚松散层矿山开采地表沉陷的规律和机理也被广泛研究。

一、厚松散层条件下的地表沉陷厚松散层地质结构特殊，具有大面积厚度和强度中等的岩溶层、构造活动多、支向结构较脆弱、受地下水消蚀较强等特点，在某些条件下，易发生地表沉陷现象。

而厚松散层矿山开采所产生的地表沉陷，也对当地环境极具影响。

为了防止矿山开采对环境造成影响，开发地表沉陷规律和机理成为研究重点。

而厚松散层矿山开采地表沉陷有两种：开拓开采沉陷和填陷沉陷。

二、厚松散层开拓开采沉陷厚松散层的开拓开采沉陷可以归纳为地面变形、岩溶地下水涨潮、岩溶层可溶性物质消蚀等多种机理。

1、地面变形：厚松散层的开采过程中，需要剥蚀岩溶层，造成地面变形，起到抛掷作用，影响到岩层上下和旁边的地层，从而有可能产生地表沉陷。

2、岩溶地下水涨潮：厚松散层的开采过程中，当开采导致岩溶层改变原来的地下气体和水流的自然路径，岩溶地下水涨潮的现象也就可能发生，从而导致地表沉陷。

3、岩溶层可溶性物质消蚀：在厚松散层开采过程中，无论是拆除顶板、脚板，还是衬砌拆矿等过程都可能造成岩溶层阻断或者改变原来的水文情况，对岩溶层可溶性物质进行消蚀，从而可能产生地表沉陷。

三、厚松散层填陷沉陷厚松散层的填陷沉陷包括填料消滞、填料液化、填料外溢等机理。

1、填料消滞：厚松散层的开采后，为了防止坍塌和井眼淹没，则常需要将残留的破碎矿石当作填料进行填埋，但填料在减少残留空隙的过程中会出现消滞，从而可能产生地表沉陷。

2、填料液化：当填料太多或者受到地下水的影响，则会出现填料液化，使填料失去其结构，从而可能发生地表沉陷。

3、填料外溢：厚松散层开采后填料超容现象也是可能发生地表沉陷的原因，当填料容量使用不当，则可能出现填料外溢，从而使地表下沉。

四、防治厚松散层开采地表沉陷为了防止厚松散层开采地表沉陷，应采取以下措施：1、科学开采：在厚松散层的开采过程中，应当遵循科学原则，精确拆除岩溶层，避免引起岩溶层变形、岩溶地下水涨潮等不良现象，从而防止出现地表沉陷。