矿山压力与其控制第六章采场岩层移动与控制ppt课件.ppt

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1、采场岩层移动与控制16.1岩层移动引起的采动损害概述岩层移动主要表现以下：（1）形成矿山压力显现，引起采场和巷道顶板下沉、跨落和来压，甚至引发冲击地压等强烈的矿压显现。（2）形成采动裂隙，引起周围煤体中的水与瓦斯的流动，导致井下瓦斯事故与突水事故，需对此进行控制与利用。岩层移动导致的煤岩体应力场与裂隙场的变化，是引起瓦斯卸压和煤层渗透率增加的原因所在。2（3）岩层移动发展到地表引起地表沉陷，导致农田，建筑设计的毁坏。“三下一上”建筑物下、铁路下、水体下、承压水上传统的开采模式引起的采动损害与环境问题日益突出，尽快

2、形成煤矿的“绿色开采技术”，基本出发点：防治或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。目标：取得最佳的经济效益和社会效益。346.2岩层控制的关键层理论关键层定义：对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层。亚关键层：一层或多层；主关键层：只有一层；5采场上覆岩层中的关键层如下特征：1、几何特征：相对较厚；2、岩性特征：较坚硬，弹性模量较大，强度较高；3、变形特征：关键层层下沉变形时，上覆全部或局部岩层下沉量同步协调；4、破断特征：破断导致全部或局部上覆岩层的同步破断，引起大范围的岩层移动；

3、5、承载特征：“梁”的结构形式为全部岩层或局部岩层的承载主体，形成砌体梁结构6覆岩关键层位置的判别：78关键层复合破断规律：91、基本顶；2、直接顶；3、伪顶；4、煤层；5、底板岩层煤层顶底板岩层6.3采场上覆岩层移动规律一、有关概念：岩层移动和破坏过程在地下煤层被采出之前，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，在岩体内部形成了一个采空区，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。重视十分复杂的物理、

4、力学变化过程，也是岩层产生移动和破坏的过程，这一现象和过程成为岩层移动。10采空区周围岩层的移动和破坏形式有弯曲跨落煤的挤出岩石沿层面的滑移岩石的下滑底板的隆起以上六种移动形式不一定同时出现在某一个具体的移动过程中。11冒落带弯曲下沉带裂隙带松散层121.充分采动：当采空区尺寸相当大时，地表最大下沉值为该地质条件下应有的最大值，称充分采动临界开采尺寸：刚达到充分采动状态的采空区尺寸称为临界开采尺寸非充分采动：采空区尺寸小于临界开采尺寸。13二、地表移动盆地的形成：1．当工作面推进一段距离之后才在地表产生显著的移动

5、。2．随着工作面的推进，采空区的扩大，下沉盆地也逐渐扩大。3．当采空区达到一定程度时，最大下沉将不再增加而形成一个平底的下沉盆地。4．当工作面停止以后，地表的移动不会马上停止，要延续一段距离时间。14三、充分采动与非充分采动1．充分采动（Fullsubsidence）：地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值，此时的采动称充分采动。反之称非充分采动（Subcriticalsubsidence）。2．临界开采（Criticalmining）：只有一个点的下沉值达到最大下沉值的采动情况，称为临界开采，地表移动盆地呈

6、碗形。下山1、上山2、走向315水平煤层倾斜煤层16四、地表移动盆地的主断面(Majorcross-section)1．定义：地表移动盆地内，通过最大下沉点，沿煤层走向或倾斜方向所作的垂直断面。2．特征：（1）在主断面上地表移动盆地的范围最大；（2）在主断面上地表移动量最大。3．位置（1）非充分采动：水平煤层：主断面位于采空区中央。倾斜煤层：倾斜主断面位于采空区中央，走向主断面根据最大下沉角确定。（2）充分采动：首先按充分采动角1、2、3确定地表充分采动区的范围，然后通过该范围内所作的煤层走向和

7、倾向的垂直断面均为主断面。17最大下沉角（Subsidencelimitangle）（θ）：在倾斜主断面上，地表最大下沉点和采空区中点的连线与沿煤层下山方向水平线所成的锐角。除与岩性有关外，还与煤层倾角有关。在倾斜或缓倾斜煤层条件下，θ随煤层倾角的增大而减小。一般有18五、地表移动盆地的特征（1）中间区域：下沉值达到最大，其它移动和变形值近似等于零，无明显裂缝。（2）内边缘区：产生压缩变形，不出现裂缝、凹形。（3）外边缘区：拉伸变形、凸形、裂缝。三个特征点：边界点（下沉10mm的点），拐点（内外边缘区的分界点），

8、最大下沉点19六、地表移动盆地划分成如下三个边界：(一)移动盆地的最外边界移动盆地最外边界是以地表移动和变形都为零的盆地边界点所固定的边界。这个边界由仪器观测确定。考虑到观测误差一般取下沉为10mm的点为边界点。所以，最外边界实际上是下沉为10mm的点圈定的边界。(二)移动盆地的危险移动边界危险移动边界是以盆地内的地表移动与变形对建筑物有无危害而划分的边界。不同结构的建筑