开采引起的地表沉陷规律.ppt

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1、2减沉开采技术2-1开采引起的地表沉陷规律2-2开采沉陷对地面建筑物的影响2-3减少开采沉陷影响的技术措施2-4条带开采技术2-5充填开采技术2-6部分充填开采技术2-1开采引起的地表沉陷规律一、地表移动和破坏的形式二、地表移动盆地的形成及特征三、地表移动的角量参数四、地表移动变形参数与分布规律五、关键层运动对开采沉陷的影响六、开采沉陷预计方法一、地表移动和破坏的形式地表移动盆地地表裂缝及台阶煤层露头处附近漏斗状塌陷坑二、地表移动盆地的形成及特征1、地表移动盆地的形成H1W12W23W345W4W52、充分采动与非充分采动充分采

2、动—地表最大下沉值不再随开采区域尺寸增大而增加。非充分采动—地表最大下沉值随开采区域尺寸增大而增加。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临界开采尺寸，1.2～1.4倍采深超充分采动时的地表移动盆地3、地表移动盆地特征主断面—通过盆地内最大下沉点沿煤层倾向或走向的垂直剖面（1）近水平煤层地表移动盆地倾向临界充分采动非充分采动下沉曲线特征主断面上的地表下沉曲线分为三段。采空区上方的内缘区下沉曲线呈凹形煤柱上方的外边缘区下沉曲线呈凸形下沉曲线的凹凸或内外边缘区分界点称为拐点。拐点偏移距。（2）缓倾斜和倾斜煤层地表移动

3、盆地移动盆地在倾向方向上与采空区不对称。盆地、最大下沉值和拐点均下移。（3）急倾斜煤层地表移动盆地非对称性更加明显，整个盆地及最大下沉值向采空区下边界方向偏移，地表最大水平移动值大于最大下沉值，煤层底板岩层也移动在移动盆地主断面上，将地表下沉曲线上的最大下沉点或盆地平底边缘点投影在地表水平线上，该投影点和采空区边界的连线与煤层底板在采空区一侧的夹角叫充分采动角。下山方向的充分采动角1上山方向的充分采动角2走向方向的充分采动角3三、地表移动的角量参数1、充分采动角3、最大下沉角在移动盆地倾向主断面上，采空区中点和地表最大下沉

4、点在地表水平线上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角=90-KK=0.50.82、边界角、移动角和裂隙角移动盆地的最外边界一般取下沉为10mm的点为边界点ACBD移动盆地危险边界倾斜i=3mm/m水平变形=2mm/m曲率K=0.2mm/m2A'C'B'D'移动盆地裂缝边界A"C"B"D"松散层移动角松散层第四纪、第三纪未成岩的冲积层、洪积层和残积层的统称松散层移动角，一般取45°。当有松散层时，应先以松散层移动角将边界点投影到基岩面，再与开采边界连线确定移动角。急倾斜煤层边界角、移动角、裂隙角急倾斜煤层的顶板、底板

5、边界角移动角和裂隙角四、地表移动的变形参数空间问题平面问题在主断面上用数学方法研究任意一点的向量横向（X）纵向（y）开采引起的地表移动是复杂的时间-空间现象。一点的移动矢量是空间位置（x、y、z）和时间（t）的函数。垂直移动（Z）水平移动描述地表移动盆地内移动和变形的主要指标下沉水平移动倾斜曲率水平变形1、下沉W主断面内地表移动向量的铅直分量W=W（x）最大下沉值在盆地中央下沉曲线凹凸分界的拐点处，下沉值约为最大值的一半。2、水平移动U地表移动向量的水平分量123456789xδ0ψ3ψ3δ02′3′4′5′6′7′8′9′1′

6、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1点U1=05点U5=09点U9=0U坐标向下为正Uox+-123456789xδ0ψ3ψ3δ02′3′4′5′6′7′8′9′1′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123456789xδ0ψ3ψ3δ02′3′4′5′6′7′8′9′1′倾斜是地表下沉的一阶导数倾斜的正负号有两组方向不同的倾斜边界点和最大下

7、沉点之间的倾斜必然有正极值和负极值存在。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。δ0ψ3δ0ψ3xw195372468oHrUox+-iox+-水平移动U（x）和倾斜i（x）的变化趋势同步水平移动U（x）和倾斜i（x）Uox+-iox+-B一个有单位的比例系数4、曲率K地表单位长度内倾斜的变化，单位为mm/m2或10-3/m。曲率坐标轴向上为正.曲率BAΔxBAΔxiox+-Kox++--K1=0K3=0K5=0K7=0K9=0曲率δ0ψ3δ

8、0ψ3xw195372468oHr倾斜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单位长度上水平移动的变化，单位：mm/m坐标向上为正iox+-Kox+