开采沉陷1
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。
05
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
01
02
03
04
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。
开采沉陷地表下沉系数1
开采沉陷地表下沉系数1摘要...................................................................... (3)ABSTRACT ............................................................... ............................................................ 4 1 选题意义及其背景...................................................................... ........................................ 1 1.1 我国煤炭分布及其规律 ..................................................................... (1)1.1.1我国煤炭分布情况 ..................................................................... . (1)1.1.2我国煤炭分布规律 ..................................................................... ............................ 2 1.2 地表下沉系数与煤层地质采矿条件关系的研究问题及方法 (6)1.2.1地表下沉系数与地质采矿条件研究中出现的问题 (6)1.2.2地表下沉系数与各地质采矿条件研究中用到的方法 ............................................ 6 2 地表下沉系数相关概念及理论......................................................... 错误～未定义书签。
开采沉陷形成机理及其预测方法
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。
第十二章 开采沉陷及其观测
2．观测站的设臵 （1）观测站的布设形式
观测站布设形式一般分为线状和网状两种。 网状观测站由于工作量大，材料消耗多，仅作理论研究 时才设臵。 线状观测站一般由沿矿体走向和倾向的观测线组成，在山 区也可以沿山坡滑动方向布设观测线。 观测线的形式又有全盆1 基本概念
（1）地表下沉：地表移动全向量的垂直分量，其单位为m 或mm。地表下沉的符号为W。如图。 Wi H i H 0i 式中，为i点计算时刻的高程；为i点的初始高程。
（2）地表水平移动：地表移动全向量的水平分量，其单位 为m或mm。地表下沉的符号为U。如图。
开采沉陷及其观测
朱宝训 测量与国土信息系
第一节.开采沉陷的基本模式
1. 开采沉陷：矿山有用矿物被采出以后，开采区 域周围的岩层和地表产生连续的移动、变形和非连 续的破坏（开裂、冒落等），这种现象称为“开采 沉陷”。 2.性质：从时间上说，开采沉陷是“动态的”或 “最终的”。从空间上来说，若地下开采的范围较 小、开采矿物的埋藏深度较大，则开采沉陷波及的 范围往往只局限于开采区周围的岩体；若开采的范 围较大、开采矿物的埋藏深度较小，则开采沉陷波 及的范围就会从岩体到地表，引起“地表移动”。
1 (S23 S34 ) 2 地表曲率也可以用其倒数，即曲率半径表示：
K 234
i34 i23
,
mm/m2或10－3/m
1/ k 。
地表曲率有正负之分，正曲率表示地表呈向上凸形弯曲，负曲 率表示地表呈现下凹形弯曲。
（5）水平变形 地表水平变形是地表移动盆地内一线段的两端点的水 平移动差与此线段长度之比，其单位与地表倾斜相同。
（3）巡视测量：在采空区上方选择几个观测线上的测点进行定期 水准测量以了解地表是否开始移动。观测的时间间隔视回采速度 而定，一般为3～7d。如果发现一些测点有明显的下沉（大于 50mm）可认为地表已开始移动，需进行全面观测。 在回采工作结束以后，地表点的移动逐渐转入衰退期，此时在停 采线两侧选择若干个测点进行定期的水准测量，期间隔时间视开 采深度和岩石顶板性质等具体条件而定，一般为1～3个月，直至 地表各段在6个月内的下沉量都不大于30mm，此时可进行采后 的全面测量。 （4）加密水准测量 此外，必须注意： （1）地表移动过程中的单项观测工作（高程测量，边长丈量等） 应尽可能在一天内完成（特别注意移动活跃期的测点），最多不 得超过两天。 （2）对控制点的高程必须定期进行检查，其间隔时间为1年左右， 如果水准基点距观测站较远，宜选择适当地点增设水准基点。
开采沉陷与控制基本概念概要课件
优化开采方法能够提高资源回收率，降低 地表沉陷和对环境的影响，提高矿井的经 济效益和社会效益。
03
沉陷观测与评估
观测方法
全球定位系统（GPS）
用于测量地表移动和变形，具有高精度和高 效率的特点。
数字高程模型（DEM）
利用地形数据建立数字高程模型，分析地表 形变和沉降。
雷达干涉测量
通过比较不同时间拍摄的卫星图像，监测地 表沉降和变形。
经验四
加强与相关部门的沟通协调，形成有效的 合作机制。
谢谢您的聆听
THANKS
行业标准与规范
《煤炭工业发展规划》
该规划是煤炭行业发展的指导性文件， 对煤炭开采过程中的沉陷控制提出了 具体要求。
《煤矿环境保护办法》
该办法规定了煤炭开采过程中的环境 保护要求，对沉陷控制具有指导意义。
05
沉陷控制实践与案例
国外实践与案例
பைடு நூலகம்
案例一
美国宾夕法尼亚州开采沉陷案例
案例二
澳大利亚新南威尔士州开采沉陷案例
技术优势
离层注浆能够避免对地表的破坏，降 低施工成本，提高施工效率。
优化开采方法
总结词
综合技术措施
详细描述
优化开采方法是一种综合技术措施，通过 优化采煤方法、开采顺序、工作面布置等 参数，控制地表沉陷。
开采方法优化
技术优势
优化采煤方法，选择适合的采煤工艺和设 备；优化开采顺序，合理安排工作面接替； 优化工作面布置，降低地表沉陷影响。
自动化观测系统
采用传感器和数据采集技术，实时监测地表 沉降和变形。
评估指标
地表沉降量
评估地表沉降的总量和分布情况。
地表移动速度
评估地表移动和变形的速率。
开采沉陷复习题
开采沉陷复习题开采沉陷是指由于地下资源开采导致地表沉陷的现象。
在过去的几十年里，随着人类对矿产资源的需求不断增加，开采沉陷问题也日益凸显。
本文将从开采沉陷的原因、影响以及解决办法等方面进行探讨。
首先，我们来看一下开采沉陷的原因。
开采沉陷主要是由于地下资源的开采导致地下岩层的塌陷和坍塌。
当人们进行矿产开采时，常常需要通过采矿、挖掘等方式将地下的矿石或矿砂开采出来。
这个过程中，地下岩层的支撑力会受到破坏，导致地下空洞的形成。
随着时间的推移，这些地下空洞会逐渐扩大，最终导致地表的沉陷。
其次，开采沉陷对环境和社会经济带来了诸多影响。
首先，开采沉陷会导致地表的不稳定，给建筑物、道路等基础设施造成损坏。
特别是在沿海地区，由于地层的特殊性，开采沉陷会加剧海岸线的退缩，威胁到沿海城市的正常运行。
其次，开采沉陷还会导致地下水位下降，进而影响农田的灌溉和城市的供水。
此外，开采沉陷还会对生态环境造成破坏，影响动植物的生存和繁衍。
最后，开采沉陷还会对当地经济带来负面影响，由于地表的沉陷，土地价值下降，给当地的农业、旅游等产业带来困扰。
那么，如何解决开采沉陷问题呢？首先，我们可以通过科学规划和管理来减少开采沉陷的发生。
在开采前，应进行详细的地质勘测和工程设计，合理规划开采区域，避免对地下岩层的过度破坏。
其次，可以采用先进的开采技术和工程手段来减少地下空洞的形成。
例如，可以采用填充材料或加固材料来填补开采后的地下空洞，保持地下岩层的稳定。
此外，还可以通过地下水补给、人工抽水等方法来维持地下水位，避免地下水位下降导致的沉陷。
最后，政府和企业应加强监测和预警机制，及时发现和应对开采沉陷的问题。
总结起来，开采沉陷是一个严重的环境问题，对人类社会和自然生态造成了很大的影响。
为了解决开采沉陷问题，我们需要从科学规划、先进技术和监测预警等方面入手，共同努力保护地球资源和生态环境的可持续发展。
只有这样，我们才能实现资源开发与环境保护的双赢局面，为后代留下一个更加美好的世界。
开采沉陷第一讲
1.2 盆地内地表移动和变形分析 1.3移动稳定后盆地内移动和变形分布规律
1.4采动过程中盆地主断面内移动和变形分布规律
1.5岩层与地表移动与地质采矿条件的关系
1.6特殊地质采矿条件下的岩层及地表移动规律
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1.1开采引起的岩层和地表移动
1.1.1 开采引起的岩层移动和破坏
主断面的个数?
主断面的位置?
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1.1.2 开采引起的地表移动和破坏
最大下沉角(Angle of maximum subsidence)
定义：就是在倾斜主断面上，由采空区的中点和地表移动盆地的最大 下沉点（在地表水平上的投影点）的连线与水平线之间在煤层下山方 向一侧的夹角，以θ表示。
实测表明，缓倾斜煤层时，最大下沉角主要与覆岩岩性和煤层倾角有 关：
弯曲带位于裂缝带之上直至地表。其移动特点为： 1)岩层在自重作用下产生层面法向弯曲，在水平方向处于双向压缩状 态；
2)岩层的移动过程是连续而有规律的，并保持其整体性和层状结构， 不存在或极少存在离层裂缝；在竖直面内移动值相差很小；
3）一般情况下具有隔水性 4)弯曲带高度主要受采深影响。
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开采沉陷学
第一讲
主讲：蔡来良
Email：cailailiang@
河南理工大学 测绘与国土信息工程学院
河南理工大学
绪论
研究对象：矿山开采沉陷
矿山开采沉陷（Mining subsidence）定义：地下 有用矿物被采出以后，开采区域周围的岩体的原 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，使岩层和地表产生连续 的移动、变形和非连续的破坏（开裂、冒落等） ，这种现象称为矿山开采沉陷，或开采沉陷。
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.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。
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煤矿开采沉陷是指在矿井开采过程中，由于矿层的开采和矿石的压缩，地下地层产生断层、溃塌等现象，从而引起地面沉陷或建筑物沉陷的一种现象。
煤矿开采沉陷不仅会影响煤矿周边地表及建筑物的安全，还可能给环境带来严重的影响。
因此，煤矿开采沉陷的防治和控制技术具有重要的意义。
一、煤矿开采沉陷的原因和特点煤矿开采沉陷的主要原因是由于矿层开采导致地下岩层的断裂和塌陷。
在煤矿开采过程中，由于采掘矿层的压裂作用和矿床顶板矿石坍塌，导致矿山地下地层破碎，进而引发地表沉陷。
煤矿开采沉陷具有以下特点：1. 煤矿开采沉陷是持续发展的过程，与煤矿的开采活动相伴随，直到煤矿停产，煤矿开采沉陷才会最终停止。
2. 煤矿开采沉陷的时间跨度较长，通常从煤矿开始开采到最终停产，可能需要数十年甚至更长时间。
3. 煤矿开采沉陷是可逆的，即在煤矿开采停止后，地下地层有可能逐渐恢复，但恢复的过程较为缓慢。
4. 煤矿开采沉陷的速度较慢，通常每年只有几毫米到几十毫米，但由于时间的积累，累计沉陷量可能会非常大。
二、煤矿开采沉陷防治技术1. 合理开采和布置矿井：通过合理的采矿布置和开采方法，尽量减小地下矿层的破坏和塌陷，降低煤矿开采沉陷的危害。
2. 采用支护技术：在地下矿井开采过程中，采取支护措施，如矿石支架、预应力锚杆和地压控制等，减小地下岩层的断裂和塌陷，降低煤矿开采沉陷量。
3. 混合开采技术：将传统的长墙综采方法与剩余矿柱法相结合，通过剩余矿柱的保留和采空区的逐步回填，控制煤矿开采沉陷的范围和速度。
4. 地下采煤和土地利用协调规划：在煤矿开采过程中，与地上土地利用进行合理规划和协调，避免建筑物和基础设施的沉陷风险。
5. 精确测量和监测：通过精确的测量和监测技术，及时发现地下地层的沉陷情况，并对其进行及时的控制和处理。
三、煤矿开采沉陷控制技术1. 地表沉陷控制：通过地表加固和精确的水位控制，减小煤矿开采对地表的影响，降低地表的沉陷量。
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。
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。
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。
开采沉陷复习要点SLC
1．什么是开采沉陷？P1在应力重新分布达到新平衡的过程中，煤层周围岩层和地表产生移动，变形和破坏（开裂，垮落等），这种现象称为开采沉陷。
2.开采沉陷与其他学科的关系P13. 开采沉陷对地表建（构）筑物和环境的影响主要表现？P4（1）开采沉陷造成土地资源的破坏每年新增大量塌陷地，地表塌陷后地面积水会造成土地淹没，盐渍化。
山区开采引起山体，边坡滑移，导致灾害。
开采也会造成地下水位下降，加剧土地沙漠化。
（2）开采沉陷造成地表建（构）筑物的破坏开采沉陷导致民房和厂房等建筑物变形和破坏，也使位于沉陷区的铁路、公路、桥梁、隧道、堤坝、输电线路等损害、倒塌。
（3）开采沉陷造成水资源的破坏地下开采使含水层水位下降，地面河流、水库干涸，使水进入井下，淹没矿井。
4．什么是岩石的碎胀性？P6从岩石中采掘或崩落下来的碎石。
其整个体积大于它在岩体内的体积，这种体积增大的性质叫作岩石的碎胀性。
5．岩层移动和破坏的形式？P11垮落，弯曲，煤的挤出，岩石沿层面的滑移，岩石的下滑，底板的隆起。
6．充分开采程度如何判断？P14非充分采动：没达到临界开采尺寸，没有点达到最大下沉值充分采动：刚刚达到临界开采尺寸，只有一点达到最大下沉值超充分采动：超过临界开采尺寸，多点达到最大下沉值，移动盆地出现平底。
7．什么叫地表下沉盆地主断面？P15通常将地表下沉盆地内通过地表最大下沉点所作的沿煤层走向和倾向的垂直断面称为地表下沉盆地的主断面。
8.边界角和移动角？P18, P19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。
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。
9．开采沉陷表地表有哪几种形变值？P20-P21下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形10．理解地表移动变形曲线的分布形态(图2-16,2-17) P2411．地表下沉持续时间分为哪几个阶段？各阶段有何特点？P291．开始阶段：从下沉开始至下沉速度刚达到1.67mm／d时刻止的阶段地表下沉开始阶段。
开采沉陷学1-2
1.1 开采引起的地表移动和破坏
地表移动盆地的形成 地表移动盆地的形成 • 当回采工作面自开切眼开始向前推进的距离相当 当回采工作面自开切眼开始向前推进的距离相当 于采深的1/4～1/2时 开采影响波及到地表， 于采深的1/4～1/2时，开采影响波及到地表，引 起地表下沉。然后，随着工作面继续向前推进， 起地表下沉。然后，随着工作面继续向前推进， 采空区面积增大 地表的影响范围不断扩大 面积增大， 范围不断扩大， 采空区面积增大，地表的影响范围不断扩大，下 沉值不断增加 下沉盆地也逐渐扩大。 不断增加， 沉值不断增加，下沉盆地也逐渐扩大。 • 当采空区达到一定程度时，最大下沉值将不再增 当采空区达到一定程度时 达到一定程度时， 而形成一个平底的下沉盆地。 加而形成一个平底的下沉盆地。 • 当工作面停止以后，地表的移动不会马上停止， 工作面停止以后 地表的移动不会马上停止 以后， 不会马上停止， 要延续一段时间，然后才能稳定， 要延续一段时间，然后才能稳定，形成最终的地 表移动盆地，此时的盆地又称静态移动盆地。 表移动盆地，此时的盆地又称静态移动盆地。
1.1 开采引起的岩层移动和破坏 开采引起的岩层移动和破坏
裂缝带指在采空区上覆岩层中产生裂缝、 裂缝带指在采空区上覆岩层中产生裂缝、离层及断 但仍保持层状结构的那部分岩层。 裂，但仍保持层状结构的那部分岩层。其破坏特征 1）裂缝带内的岩层不仅发生垂直于层理面的裂缝或断 裂缝带内的岩层不仅发生垂直于层理面的裂缝 垂直于层理面的裂缝或断 顺层理面的离层裂缝。 而且还产生顺层理面的离层裂缝 裂，而且还产生顺层理面的离层裂缝。 2）根据连通性的好坏，裂缝带一般导水、但不利于砂、 根据连通性的好坏，裂缝带一般导水 但不利于砂、 一般导水、 泥土通过。 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 冒落带和裂缝带合称为两带， 导水裂缝带。 导水裂缝带。 高度与岩性有关。 4）导水裂缝带高度与岩性有关。 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 裂缝带随着工作面推进距离的增加， 到一定范围时，裂缝带的高度达到最大。 到一定范围时，裂缝带的高度达到最大。
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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。
9.地板阻水带：是指矿层底板采动导水破坏带以下，底部含水体或
底板承压水导升带以上的隔水层在底部含水体的水
压力作用下不发生破坏的岩层范围。
10.地板层压水导升带：是指煤层底板承压含水层的水在水压力和水
压作用下上升到其地板岩中的岩层范围。
11.地表移动破坏形式：地表移动盆地，裂缝及台阶，塌陷坑。
12.采动程度：是指采区尺寸对岩层移动和地表下沉影响的状态。
充分采动：是指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，又称为临界开采。
非充分采动：是指地表最大下沉值随采空区尺寸增大而增加的开采状态。
超充分采动：是指地表最大下沉值不随采区尺寸增加而增加，且超出临界开采的状态，又称为超临界开采。
充分采动角：是指在充分采动条件下，地表移动盆地主断面的最大下沉点在地表面上投影点和同侧采空区边界点的连
线与煤层底板在采空区一侧的夹角。
13.移动盆地的主断面：是指通过地表移动盆地最大下沉淀点沿煤
层倾向或走向的垂直断面。
14.主断面特征：1.主断面上地表移动盆地的范围最大；
2.主断面上地表移动最充分，移动变形最大；
3.主断面上的点通常不产生垂直于主断面方向
的水平移动。
15.最大下沉角：是指在地表移动盆地主断面上，采空区中点和地表最大下沉淀点在地表面上投影点或覆岩充分采动区界限延长线
交点的连线与水平线在下山方向的夹角。
16.地表移动盆地内移动和变形的指标：下沉，倾斜，曲率，水平移动，水平变形，扭曲和剪切变形。
17.地表移动盆地边界的划分：最外边界，危险移动边界，裂缝边界。
18.确定地表移动盆地边界的角值参数：边界角，移动角，裂缝角，松散层移动角。
19.岩层与地表移动观测站按布设形式分为：网状观测站，剖面现状观测站（是在沿地表移动盆地主断面的方向上；沿走向主断面布设的观测线成为走向观测线，沿倾斜主断面布设的观测线称为倾向观测线）。
20.地表移动观测站的观测工作：连接测量，全面观测，日常观测工作。
21.观测成果的数据处理：计算变形指标，绘制图形。
22.稳沉后主断面的曲线特点：
23.地面点移动的四个阶段：1.当工作面由远处想A点推进移动波
及A点时，A点的移动方向与工作面的推进方向相反，下沉速
度由小逐渐变大；
2.当工作面通过A点的正下方继续向前推进时，A点下沉速度
迅速增大，并逐渐达到最大下沉速度，A点的移动方向近于铅直；
3. 工作面继续推进逐渐远离A点后，A点的移动方向逐渐与工
作面推进方向相同；
4.工作面原理A点一定距离后，采煤工作面对A点的影响逐渐
消失，最终A点停止移动。
稳定后，A点的位置一般不在起始位置的正下方，而略微倾向采煤工作面停采线一侧。
24.启动距：地表开始移动时工作面的推进距离。
其大小主要与开采深度和覆岩力学性质有关。
25.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。
26.最大下沉速度滞后现象：最大下沉速度达到该地质采矿条件下的最大值，最大下沉速度点的位置总是滞后采煤工作面一定距离。
27.地表移动延续时间：是指一定区域开采条件下，最大下沉点开始下沉到结束的整个时间。
分为三个阶段：开始阶段：下沉量达到10mm的时刻开始至下沉速度达到1.67mm/d时刻止；活跃阶段：下沉速度大于1.67mm/d的阶段；衰退阶段：下沉速度刚小于1.67mm/d时起，至6个月内下沉累计不超过30mm时止。
28.地表移动与变形预计：在开采之前，根据已知的地质采矿条件和选用的预计方法，参数，预先算出首开才影响的岩层和地表可能产生的移动与变形的工作。
29.变形预计的基本方法：概率积分法，典型曲线法。
30.概率积分法参数的求取方法：
1.特征点求参：下沉系数q，水平移动系数b，主要影响角正切
值tanβ,开采影响传播角θ，拐点偏移距s。
2.曲线拟合；
3.曲面拟合；
4.正交设计实验法；
5.模失法
6.遗传算法
31.典型曲线法：是用无因次曲线表示移动盆地主断面上的移动和变形曲线的一种方法。
适用于矩形或近似矩形工作面开采的地表移动变形预计。
预计的步骤、建立典型曲线的步骤、典型曲线法的优缺点。
32.半无限开采：是指x方向上的开采宽度相当大，使得地表达到充分采动，开采宽度继续增大时，工作面上方地表移动与变形不在发生变化，反之，开采宽度相对较小，地表还未充分采动，其移动与变形数值还将继续随开采宽度增大而改变。
33.拐点偏移距：有悬臂作用引起的拐点的偏移距离。
34.有限开采：：开采宽度相对较小，地表还未充分采动，其移动与变形数值还将继续随开采宽度增大而改变。
35.保护煤柱留设维护带：由于地质采矿条件的复杂性，井上下对照图的误差，移动角角值误差参数等各种干扰保护煤柱正确留设因素的存在，使得保护煤柱留设的尺寸和位置产生位差，为抵消这种误差的影响，需要在保护煤柱留设过程中再适当增加受保护对象的范围，增加的这一部分范围称为维护带。
注：长度大于20m的二层楼房和三层以上多层住宅楼，维护带宽度为15m。
36.保护煤柱留设方法：垂直剖面法，垂线法。
37.人工调整变形措施：强制沉降，强制抬升。
38. 条带开采：条带开采是将要开采的煤层区域划分成比较正规的条带形状，采一条、留一条，用留下的条带煤柱支撑上覆岩层，控制岩层移动，使地表只发生轻微、均匀的移动和变形。