开采沉陷与控制重点.doc

开采沉陷：地下矿产采出后，开采区周围岩土体的原始应力平衡状态受到破坏，岩土体出现位移和变形，应力重新分布，达到新的平衡。在此过程中，岩土体上出现的位移和变形称为开采沉陷 充分采动：地下矿层采出后，地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值，此时的采动状态称为充分采动 三上一下：三下：水体下，铁路下，建筑物下． 一上：承压水体上 上下三带：上三带是垮落带，裂缝带和弯曲带，下三带是底板采动导水破坏带，底板阻水带和底板承压水导水带 边界角：在充分采动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下沉为10mm至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为边界角 裂缝角：在充分采动或接近充分采动条件下，在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矿柱一侧的夹角称为裂缝角 移动角：在充分采动或接近充分采动条件下，地表移动盆地主断面上三个临界变形中最在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矿柱一侧的夹角称为移动角 充分采动角：在充分采动条件下的地表移动盆地主断面上，移动盆地平底的边缘和同侧采空区边界的连线与矿层在采空区一侧的夹角称为充分采动角 移动和变形：当部分矿体被采出后，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和变形 承压水：赋存和运动于煤层底板岩溶地层空间中的水体和水流叫做煤层底板岩溶水，又称底板承压水 启动距：地表开始移动时工作面的推进距离，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而下沉，这种现象称为超前影响 采动系数：采空区倾斜方向或走向方向的实际长度与地表达到充分采动时相应方向上的最小长度之比 老采空区活化：长壁开采、全部垮落法管理顶板时，冒落带、裂隙带内存在大量的裂隙、空隙，在弯曲带内存在离层裂缝。开采结束一定时间后，上覆岩层达到新的平衡，地表趋于稳定。在外来载荷作用下，或由于老采空区岩体在空气、水等的作用下产生风化和强度弱化，将导致这些空隙、裂隙闭合，从而使岩层及地表再次产生沉陷，称这种沉陷为老采空区活化 概率积分法： 1，无数多个开采下沉单元叠加，形成地表下沉盆地；单元开采下沉盆地的下沉曲线为正态分布函数，由于地表移动和变形的预计公式中含有概率积分函数，故称该方法为概率积分法 2，基于水平状矿体的开采沉陷预计模型，将单元开采引起的上覆岩层的下沉视为一随机事件，以事件发生的概率来描述岩体的沉降可能性和沉降量的方法 防水煤岩柱：在水体底界面至矿层开采上限之间所留设的防止水体中的水溃入井下的媒和岩层块段称为防水安全煤岩柱 协调开采：采用多个邻近采煤工作面，在时间上和空间上保持一定关系，以部分抵消地表拉伸和压缩变形的开采方式 条带开采：煤层划分为若干条带，各条带相间开采，采出条带采出后，由保留条带支撑上覆岩层重量的开采方式 非充分采动时的地表移动盆地 临界充分采动时的地表移动盆地 超充分采动时的地表移动盆地 近水平煤层地表移动盆地 1，非充分采动 2，临界充分采动 3，超充分采动 4，缓倾斜和倾斜煤层地表移动盆地 5，急倾斜煤层地表移动盆地 边界角、移动角和裂隙角 急倾斜煤层边界角、移动角、裂隙角 最大下沉角 一、地表移动的形式 （一）地表移动盆地 开采影响到地表之后，在采空区上方形成一个比采空区大得多的沉陷区域，对地表的建筑、道路、河流、铁路、生活环境等有影响。 （如图所示） （ 二）裂缝及台阶（产生在边缘区） 产生裂缝的条件与有无松散层及其厚度有关。（如图所示） 塑性大：变形值超过6~10mm/m，地表产生裂缝；塑性小：变形值超过2~3mm/m，产生裂缝。一般地表裂缝与地下采空区不连通，到一定深度可能尖灭。 （三）塌陷坑 产生条件：开采急倾斜煤层或某种特殊的地质采矿条件下易产生。 1．塌陷坑多出现在急倾斜煤层开采条件下。由于煤柱的抽冒，结果在地表形成漏斗状塌陷坑。 2．在采深很小或采厚很大的情况下，也会在地表产生漏斗状塌陷坑。 3．在有流砂层的情况下，由于防水煤岩柱小而导致水砂溃入井下，在地表形成塌陷坑。 4．开采缓倾斜煤层时，由于露头入采深不大，可能形成塌陷坑。（如图所示） 塌陷