ch2地表沉陷的一般规律.ppt

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1、第二章第二章 地表沉陷的一般规律地表沉陷的一般规律第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动变形分布规律地表移动盆地稳定后主断面内移动变形分布规律第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 第三节第三节 地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响 教学目的与要求：教学目的与要求：教学目的与要求：教学目的与要求： 地地地地表表表表沉沉沉沉陷陷陷陷的的的的规规规规律律律律是是是

2、是开开开开采采采采沉沉沉沉陷陷陷陷学学学学中中中中最最最最重重重重要要要要的的的的内内内内容容容容之之之之一一一一。通通通通过过过过本本本本章章章章的的的的学学学学习习习习，要要要要求求求求学学学学生生生生理理理理解解解解并并并并掌掌掌掌握握握握各各各各种种种种开开开开采采采采条条条条件件件件下下下下、开开开开采采采采过过过过程程程程中中中中及及及及移移移移动动动动盆盆盆盆地地地地稳稳稳稳定定定定后后后后地地地地表表表表沉沉沉沉陷陷陷陷的的的的一般规律。一般规律。一般规律。一般规律。 课程内容：课程内容：课程内容：课程内容： 1 1 1 1移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律；移动盆地稳定

3、后主断面内移动和变形分布规律；移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律；移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律； 2 2 2 2采动过程中采动过程中采动过程中采动过程中( ( ( (动态动态动态动态) ) ) )主断面内移动和变形分布规律；主断面内移动和变形分布规律；主断面内移动和变形分布规律；主断面内移动和变形分布规律； 3 3 3 3移动盆地稳定后全面积的移动和变形分布规律；移动盆地稳定后全面积的移动和变形分布规律；移动盆地稳定后全面积的移动和变形分布规律；移动盆地稳定后全面积的移动和变形分布规律； 4 4 4 4地质采矿因素对地表沉陷的影响；地质采矿因素对地表沉陷的影响；地质采矿因素对

4、地表沉陷的影响；地质采矿因素对地表沉陷的影响； 5 5 5 5复杂地质条件对地表沉陷的影响。复杂地质条件对地表沉陷的影响。复杂地质条件对地表沉陷的影响。复杂地质条件对地表沉陷的影响。 教学重点：教学重点：教学重点：教学重点： 各各各各种种种种开开开开采采采采条条条条件件件件下下下下不不不不同同同同采采采采动动动动程程程程度度度度的的的的主主主主断断断断面面面面内内内内移移移移动动动动和和和和变变变变形形形形分分分分布布布布规规规规律律律律；/采采采采动动动动过过过过程程程程中中中中的的的的地地地地表表表表移移移移动动动动和和和和变变变变形形形形的的的的一一一一般般般般规规规规律律律律；/地地地

5、地表表表表下下下下沉沉沉沉稳稳稳稳定定定定后后后后全全全全面面面面积积积积开开开开采采采采沉沉沉沉陷陷陷陷分分分分布布布布规规规规律律律律及各等值线的特点。及各等值线的特点。及各等值线的特点。及各等值线的特点。 教学难点：教学难点：教学难点：教学难点： 对地质采矿因素和复杂地质条件对地表沉陷的影响进行分析。对地质采矿因素和复杂地质条件对地表沉陷的影响进行分析。对地质采矿因素和复杂地质条件对地表沉陷的影响进行分析。对地质采矿因素和复杂地质条件对地表沉陷的影响进行分析。 地地表表沉沉陷陷规规律律是是指指地地下下开开采采引引起起的的地地表表移移动动和和变变形形的的大大小小、空间分布形态及其与地质采矿

6、条件的关系。空间分布形态及其与地质采矿条件的关系。 主主要要内内容容：(1)(1)水水平平、缓缓倾倾斜斜煤煤层层以以及及急急倾倾斜斜煤煤层层开开采采沉沉陷陷的的分分布布规规律律；(2)(2)沉沉陷陷稳稳定定后后( (又又称称静静态态) )及及工工作作面面推推进进过过程程中中( (又又称称动动态态) )的的分分布布规规律律；(3)(3)简简单单地地质质条条件件和和复复杂杂地地质质条条件件下下的分布规律等。的分布规律等。 目目前前，以以水水平平煤煤层层和和缓缓倾倾斜斜煤煤层层开开采采的的、沉沉陷陷稳稳定定后后的的和和简简单单地地质质条条件件下下的的分分布布规规律律研研究究较较为为充充分分，其其它它

7、方方面面尚尚在在不不断断深入研究之中。所以本章主要介绍：深入研究之中。所以本章主要介绍： 1.1.移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律；移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律； 2.2.采动过程中采动过程中( (动态动态) )主断面内移动和变形分布规律；主断面内移动和变形分布规律； 3.3.移动盆地稳定后全面积的移动和变形分布规律；移动盆地稳定后全面积的移动和变形分布规律； 4.4.地质采矿因素对地表沉陷的影响；地质采矿因素对地表沉陷的影响； 5.5.复杂地质条件对地表沉陷的影响。复杂地质条件对地表沉陷的影响。第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律 本节所述的规律是指地表移

8、动盆地稳定后主断本节所述的规律是指地表移动盆地稳定后主断面内的移动和变形分布规律，并且是面内的移动和变形分布规律，并且是典型化典型化和和理想理想化化了的。它要满足以下几个条件：了的。它要满足以下几个条件： 1 1深厚比深厚比H HM M( (开采深度与开采厚度之比值开采深度与开采厚度之比值) )大大于于3030。在这样的条件下，地表移动和变形在空间和在这样的条件下，地表移动和变形在空间和时间上都具有明显的连续特征和一定的分布规律；时间上都具有明显的连续特征和一定的分布规律； 2 2地质采矿条件正常，无大的地质构造地质采矿条件正常，无大的地质构造( (如大如大断层和地下溶洞等断层和地下溶洞等)

9、)，并采用正规循环的采煤作业；，并采用正规循环的采煤作业； 3 3属于单一煤层开采，并不受邻区开采影响。属于单一煤层开采，并不受邻区开采影响。第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律 地表移动盆地稳定后的移动和变形分布规律与许地表移动盆地稳定后的移动和变形分布规律与许多地质采矿因素有关。如：多地质采矿因素有关。如：煤层倾角煤层倾角（）、）、开采开采厚度厚度（m m）、）、开采深度开采深度（H H）、）、采区尺寸采区尺寸（D D）、）、采煤采煤方法方法、顶板管理方法顶板管理方法、松散层厚度松散层厚度（h h）等。）等。 如果开采均系采用走向长壁式采煤、全部垮落法如果开采均系采用走向长

10、壁式采煤、全部垮落法管理顶板，并且开采厚度均相同，那么影响分布规管理顶板，并且开采厚度均相同，那么影响分布规律的地质采矿因素主要就是律的地质采矿因素主要就是煤层倾角煤层倾角、采区尺寸采区尺寸和和开采深度开采深度。而采区尺寸和开采深度之比，可决定地。而采区尺寸和开采深度之比，可决定地表的采动程度。表的采动程度。 下面根据下面根据不同的采动程度不同的采动程度和和煤层倾角煤层倾角的变化情况，的变化情况，讨论地表移动和变形的分布规律。讨论地表移动和变形的分布规律。第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律 一、水平煤层（或沿煤层走向主断面一、水平煤层（或沿煤层走向主断面) )非充分采动时非充

11、分采动时主断面内地表移动和变形分布规律主断面内地表移动和变形分布规律 判别：判别：水平煤层开采时的采动程度可用走向充分水平煤层开采时的采动程度可用走向充分采动角采动角3 3来判别。当用来判别。当用3 3 角作的两直线交于岩层内角作的两直线交于岩层内部而未及地表时，此时地表为非充分采动。部而未及地表时，此时地表为非充分采动。 （一）下沉曲线（一）下沉曲线 下沉曲线下沉曲线表示地表移动盆地内下沉的分布规律。表示地表移动盆地内下沉的分布规律。设沿主断面方向为设沿主断面方向为x x轴，下沉曲线为轴，下沉曲线为 W(xW(x)=)=F(xF(x) ) 在讨论分布规律时，先要确定在讨论分布规律时，先要确定

12、下沉曲线下沉曲线上的三个上的三个特征点：特征点： 第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律分布规律1 1最大下沉点最大下沉点o o：下沉值最大。在水平煤层开采时，在采区中央正下沉值最大。在水平煤层开采时，在采区中央正上方。上方。2 2盆地边界点盆地边界点A A、B B：据走向边界角据走向边界角0 0作边界点作边界点A A、B B，此处下沉值，此处下沉值为零。为零。3 3拐点拐点E E：拐点是指下沉曲线凹凸的分界点。拐点从理论上讲应位拐点是指下沉曲线凹凸的分界点。拐点从理论上讲应位于工作面开采边界的正上方，但由于工作面边界附近的顶板并不切于工

13、作面开采边界的正上方，但由于工作面边界附近的顶板并不切煤壁冒落或呈阶状弯曲，存在悬顶距，因此在四周没采情况下，拐煤壁冒落或呈阶状弯曲，存在悬顶距，因此在四周没采情况下，拐点点E E不在工作面开采边界的正上方而是略偏向采空区一侧。在地表达不在工作面开采边界的正上方而是略偏向采空区一侧。在地表达充分采动条件下，拐点处的下沉值约为最大下沉值的一半。充分采动条件下，拐点处的下沉值约为最大下沉值的一半。 下沉曲线分布规律：下沉曲线分布规律：在地表最大下沉点在地表最大下沉点O O处下沉值最大，处下沉值最大，自盆地中心至盆地边缘下沉值逐渐减小，在盆地边界点自盆地中心至盆地边缘下沉值逐渐减小，在盆地边界点A

14、A、B B处下沉值为零。处下沉值为零。第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律（二）倾斜曲线（二）倾斜曲线 倾斜曲线倾斜曲线表示地表移动盆地内倾斜的变化规律，倾斜为下表示地表移动盆地内倾斜的变化规律，倾斜为下沉的一沉的一阶阶导数：导数： 倾斜曲线分布规律为：倾斜曲线分布规律为：盆地边界点至拐点间倾斜渐增，拐盆地边界点至拐点间倾斜渐增，拐点至最大下沉点间倾斜渐减，在最大下沉点处倾斜为零。在拐点至最大下沉点间倾斜渐减，在最大下沉点处倾斜为零。在拐点处倾斜最大，有两个方向相反的最大倾斜。

15、点处倾斜最大，有两个方向相反的最大倾斜。第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律（三）曲率曲线（三）曲率曲线 曲率曲线曲率曲线是表示地表移动盆地内曲率的变化规是表示地表移动盆地内曲率的变化规律，曲率曲线可表示为律，曲率曲线可表示为倾斜的一阶导数倾斜的一阶导数或或下沉的二下沉的二阶导数阶导数：第一节第一节第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律布规律布规律布规律 曲率曲线曲率曲线分布规律为：分布规律为： 1 1曲率曲线有三个极值，两个相等的正极值和一个负

16、曲率曲线有三个极值，两个相等的正极值和一个负极值，正极值称最大正曲率，位于边界点和拐点之间，负极极值，正极值称最大正曲率，位于边界点和拐点之间，负极值称最大负曲率，位于最大下沉点处。值称最大负曲率，位于最大下沉点处。 2 2盆地边界点和拐点处曲率为零。盆地边界点和拐点处曲率为零。 3 3盆地边缘区为正曲率区，盆地中部为负曲率区。盆地边缘区为正曲率区，盆地中部为负曲率区。第一节第一节第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律布规律布规律布规律( (四四) )水平移动曲

17、线水平移动曲线 水平移动曲线水平移动曲线表示地表移动盆地内水平移动分布表示地表移动盆地内水平移动分布规律，用规律，用U(xU(x) )表示。移动盆地内各点的水平移动方表示。移动盆地内各点的水平移动方向都指向盆地中心。向都指向盆地中心。 大量的实测资料表明，大量的实测资料表明，水平移动曲线与倾斜曲线水平移动曲线与倾斜曲线相似相似。因此，可得下式：。因此，可得下式：B B水平移动系数，水平移动系数，B=0.13B=0.130.18H0.18H。第一节第一节第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和地表移动盆地稳定后主断面内移动和地表移动盆地稳定后主断面内移动和地表移动盆地稳定后主断面内移动和变

18、形分布规律变形分布规律变形分布规律变形分布规律 水平移动曲线分布规律为水平移动曲线分布规律为：盆地边界点至拐点间水平移动：盆地边界点至拐点间水平移动渐增，拐点至最大下沉点间水平移动渐减，最大下沉点处水平渐增，拐点至最大下沉点间水平移动渐减，最大下沉点处水平移动为零；在拐点处水平移动最大，有两个方向相反的最大水移动为零；在拐点处水平移动最大，有两个方向相反的最大水平移动。平移动。第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律（五）水平变形曲线（五）水平变形曲线 水平变形曲线水平变形曲线表示地表移动盆地内水平表示地表移动盆地内水平变形分布规律，变形分布规律，水平变形曲线与曲率曲线相水平变形曲

19、线与曲率曲线相似。似。是是水平移动的一阶导数水平移动的一阶导数：B B水平移动系数，水平移动系数，B=0.13B=0.130.18H0.18H。第一节第一节第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律分布规律分布规律分布规律水平变形分布规律为水平变形分布规律为： 1.1.水平变形曲线有三个极值，两个相等的正极值和一个水平变形曲线有三个极值，两个相等的正极值和一个负极值，正极值称为最大拉伸值，位于边界点与拐点之间，负极值，正极值称为最大拉伸值，位于边界点与拐点之间，负极值称为

20、最大压缩值，位于最大下沉点处。负极值称为最大压缩值，位于最大下沉点处。 2.2.盆地边界点和拐点处水平变形为零。盆地边界点和拐点处水平变形为零。 3.3.盆地边缘区为拉伸区，盆地中部为压缩区。盆地边缘区为拉伸区，盆地中部为压缩区。第一节第一节第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和地表移动盆地稳定后主断面内移动和地表移动盆地稳定后主断面内移动和地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律变形分布规律变形分布规律变形分布规律二、水平煤层二、水平煤层( (或沿煤层走向主断面或沿煤层走向主断面) )充分采动时主断面充分采动时主断面内移动和变形分布规律内移动和变形分布规律 判别：判别：当用当用3

21、 3 角作的两直线刚好交于地表时，此时角作的两直线刚好交于地表时，此时地表为充分采动。地表为充分采动。 地表地表刚达到充分采动刚达到充分采动时和时和非充分采动非充分采动时相比，它们的时相比，它们的不同之处在于：不同之处在于： 1 1最大下沉值已达到该地质采矿条件下之最大值。最大下沉值已达到该地质采矿条件下之最大值。 2 2倾斜、水平移动曲线没有明显变化。倾斜、水平移动曲线没有明显变化。 3 3曲率或水平变形曲线在采区中心拐点、边界点为曲率或水平变形曲线在采区中心拐点、边界点为零；在边界点和拐点之间达到最大拉伸；在拐点和采区零；在边界点和拐点之间达到最大拉伸；在拐点和采区中心之间达到最大压缩变形

22、。中心之间达到最大压缩变形。第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律三、水平煤层三、水平煤层( (或走向主断面或走向主断面) )超充分采动时主断面内移动和超充分采动时主断面内移动和变形分布规律变形分布规律 判别：判别：当用当用3 3 角作的两直线在地表交于角作的两直线在地表交于o o1 1和和o o2 2两点，两点，o o1 1和和o o2 2间出现平底时，地表达到超充分采动。间出现平底时，地表达到超充分采动。 地表达到地表达到超充分采动超充分采动时和时和非充分采动非充分采动时相比，不同之处时相比，不同之处在于：在于： 1 1下沉曲线中部平底上各点下沉值相等，并达到该采矿下沉曲线中

23、部平底上各点下沉值相等，并达到该采矿地质条件下的最大值。地质条件下的最大值。 2 2在平底部分内，倾斜、曲率、水平变形均为零或接近在平底部分内，倾斜、曲率、水平变形均为零或接近于零；各种变形主要分布在采空区边界上方附近。于零；各种变形主要分布在采空区边界上方附近。 3 3最大倾斜和最大水平移动位于拐点处；最大正曲率、最大倾斜和最大水平移动位于拐点处；最大正曲率、最大拉伸变形位于拐点和盆地边界点之间；最大负曲率、最最大拉伸变形位于拐点和盆地边界点之间；最大负曲率、最大压缩变形位于拐点和最大下沉点大压缩变形位于拐点和最大下沉点o o之间。之间。第一节第一节第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移

24、动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律分布规律分布规律分布规律四、倾斜（四、倾斜（15155555）煤层非充分采动时移动）煤层非充分采动时移动和变形分布规律和变形分布规律 判别：判别：利用下山充分利用下山充分采动角采动角1 1和上山充和上山充分采动角分采动角2 2确定充确定充分采动程度。分采动程度。 用用0 0、0 0确定上确定上下山盆地边界点，用下山盆地边界点，用最大下沉角最大下沉角确定最确定最大下沉点。大下沉点。倾斜煤层非充分采动时地表移动变形分布规律倾斜煤层非充分采动时地表移动变形分布规律第一节第一节第

25、一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律分布规律分布规律分布规律1 1下沉曲线、倾斜下沉曲线、倾斜曲线和曲率曲线：曲线和曲率曲线： 下沉曲线失去对下沉曲线失去对称性称性，如上山部分的，如上山部分的下沉曲线比下山部分下沉曲线比下山部分的下沉曲线要陡，范的下沉曲线要陡，范围要小；围要小；最大下沉点最大下沉点向下山方向偏离向下山方向偏离，其，其位置用最大下沉角位置用最大下沉角确定。确定。 下沉曲线下沉曲线的两个拐点与采空区不对称，而偏向下山方向。的两个拐点与采空区不对称，而偏向

26、下山方向。随着下沉曲线的变化，倾斜曲线和曲率曲线也相应发生变化。随着下沉曲线的变化，倾斜曲线和曲率曲线也相应发生变化。倾斜煤层非充分采动时地表移动变形分布规律倾斜煤层非充分采动时地表移动变形分布规律第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律2 2水平移动曲线：水平移动曲线： 在倾斜煤层开采在倾斜煤层开采时，随着煤层倾角时，随着煤层倾角的增大，指向上山的增大，指向上山方向的水平移动值方向的水平移动值逐渐增大，而指向逐渐增大，而指向下山方向的水平移下山方向的水平移动值逐渐减小。动值逐渐减小。 倾斜煤层非充分采动时地表移动变形分布规律倾斜煤层非充分采动时地表移动变形分布规律第一节 地表移动

27、盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律3 3水平变形曲线：水平变形曲线：最大拉伸变形在下山最大拉伸变形在下山方向，最大压缩变形方向，最大压缩变形在上山方向，水平变在上山方向，水平变形为零的点与最大水形为零的点与最大水平移动点重合。平移动点重合。4 4水平移动曲线水平移动曲线和和倾斜曲线不相似，倾斜曲线不相似，水水平变形曲线平变形曲线和曲率曲和曲率曲线不相似。线不相似。倾斜煤层非充分采动时地表移动变形分布规律倾斜煤层非充分采动时地表移动变形分布规律第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律五、急倾斜（五、急倾斜（5555）煤层非充分采动时）煤层非充分采动时移动和变形分布规律移动和变形分布

28、规律1 1下沉盆地非对称性十下沉盆地非对称性十分明显，下山方向的影响分明显，下山方向的影响范围远远大于上山方向的范围远远大于上山方向的影响范围。影响范围。2 2随着煤层倾角的增大，随着煤层倾角的增大，最大下沉点位置逐渐移向最大下沉点位置逐渐移向煤层上山方向煤层上山方向。3 3在松散层较薄的情况在松散层较薄的情况下，可能只出现指向上山下，可能只出现指向上山方向的水平移动。方向的水平移动。急倾斜煤层非充分采动时地表移动变形规律急倾斜煤层非充分采动时地表移动变形规律第一节第一节第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地

29、表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律分布规律分布规律分布规律煤层倾角小于煤层倾角小于9090o o煤层倾角接近煤层倾角接近9090o o4.4.随着煤层倾角的增大，倾斜剖面形状由对称的碗随着煤层倾角的增大，倾斜剖面形状由对称的碗形逐渐变为非对称的瓢形。当煤层倾角接近形逐渐变为非对称的瓢形。当煤层倾角接近9090o o时，时，下沉盆地剖面又转变为比较对称的碗形或兜形。下沉盆地剖面又转变为比较对称的碗形或兜形。急倾斜煤层开采后的下沉盆地形态急倾斜煤层开采后的下沉盆地形态第一节第一节第一节第一节 地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内

30、移动和变形地表移动盆地稳定后主断面内移动和变形分布规律分布规律分布规律分布规律5 5当开采厚度大、开当开采厚度大、开采深度小、煤层顶底采深度小、煤层顶底板坚硬不易冒落而煤板坚硬不易冒落而煤质又较软时，开采后质又较软时，开采后采空区上方之煤层易采空区上方之煤层易沿煤层底板滑落。这沿煤层底板滑落。这种滑落可能一直发展种滑落可能一直发展到地表，使地表煤层到地表，使地表煤层露头处出现塌陷坑。露头处出现塌陷坑。急倾斜煤层开采后地表出现塌陷坑急倾斜煤层开采后地表出现塌陷坑第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采

31、动过程中的地表移动和变形的一般规律 一、研究采动过程中地表移动变形分布规律的必要一、研究采动过程中地表移动变形分布规律的必要性性 地下煤层采出后引起的地表沉陷是一个地下煤层采出后引起的地表沉陷是一个时间时间和和空空间间过程。随着工作面的推进，不同时间的回采工作过程。随着工作面的推进，不同时间的回采工作面与地表点的相对位置不同，开采对地表点的影响面与地表点的相对位置不同，开采对地表点的影响也不同。地表点的移动经历一个由也不同。地表点的移动经历一个由开始开始移动移动到到剧烈剧烈移动，移动，最后最后到停止移动的全过程。到停止移动的全过程。在生产实践在生产实践中经中经常会遇到下述情况，即仅仅根据稳定后

32、常会遇到下述情况，即仅仅根据稳定后( (或静态或静态) )的的沉陷规律还不能很好地解决实际问题，必须进一步沉陷规律还不能很好地解决实际问题，必须进一步研究移动变形的动态规律。研究移动变形的动态规律。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 例如，例如，在超充分采动条件下，地表下沉盆地出现在超充分采动条件下，地表下沉盆地出现平底，在此平底范围内地表下沉相同，地表变形等于平底，在此平底范围内地表下沉相同，地表变形等于零或接近于零，但不能认为在此区域内的建筑物不受零或接近

33、于零，但不能认为在此区域内的建筑物不受到破坏，因为在工作面推进过程中该区域内的每一个到破坏，因为在工作面推进过程中该区域内的每一个点均要经受动态变形的影响，虽然这种动态变形是临点均要经受动态变形的影响，虽然这种动态变形是临时性的，但它同样可以使建筑物遭到破坏。时性的，但它同样可以使建筑物遭到破坏。/在建筑在建筑物下采煤时，物下采煤时，需要随时确定建筑物受采动影响的开始需要随时确定建筑物受采动影响的开始时间和在不同时期的地表移动变形量，以便对建筑物时间和在不同时期的地表移动变形量，以便对建筑物采取适当措施。如加强观测、加固、临时迁出或改变采取适当措施。如加强观测、加固、临时迁出或改变用途等。用途

34、等。在铁路下采煤时，在铁路下采煤时，需根据动态变形规律确定需根据动态变形规律确定铁路维修范围，预计铁路上部建筑起垫量等。铁路维修范围，预计铁路上部建筑起垫量等。在进行在进行协调开采时，协调开采时，根据动态变形规律可以更合理地安排回根据动态变形规律可以更合理地安排回来工作面之间的相互关系等。来工作面之间的相互关系等。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 二、地表点的移动轨迹二、地表点的移动轨迹 1 1当工作面由远处向当工作面由远处向A A点推进、移动波及到点推进、

35、移动波及到A A点时，地表下沉速度由点时，地表下沉速度由小逐渐变大，小逐渐变大，A A点的移点的移动方向与工作面推进方动方向与工作面推进方向相反，向相反，此为移动的第此为移动的第阶段阶段；采动过程中地表点移动轨迹采动过程中地表点移动轨迹（一）移动轨迹与工作面位置的关系（一）移动轨迹与工作面位置的关系第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 2.2.当工作面通过当工作面通过A A点正下方点正下方(2(2处处) )继续向前推进时，继续向前推进时，地表下沉速度迅速增大，并

36、逐渐达到最大下沉速度，地表下沉速度迅速增大，并逐渐达到最大下沉速度，A A点的移动方向近于铅垂方向，点的移动方向近于铅垂方向，此为移动的第此为移动的第阶阶段；段；采动过程中地表点移动轨迹采动过程中地表点移动轨迹3.3.当工作面继续向前当工作面继续向前推进，逐渐远离地表推进，逐渐远离地表点点A A后，点后，点A A的移动方的移动方向逐渐与工作面推进向逐渐与工作面推进方向相同，方向相同，此为移动此为移动的第的第阶段阶段；第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 4.4.

37、当工作面远离地表点达到当工作面远离地表点达到一定距离后，回采工作面对一定距离后，回采工作面对A A点的影响逐斯消失，点点的影响逐斯消失，点A A的移的移动停止，动停止，此为移动的第此为移动的第阶阶段。段。5.5.稳定后，点稳定后，点A A的位置并不一的位置并不一定在其起始位置的正下方，定在其起始位置的正下方，一般赂微偏向回采工作面停一般赂微偏向回采工作面停止位置一则。止位置一则。此为移动的第此为移动的第阶段。阶段。采动过程中地表点移动轨迹采动过程中地表点移动轨迹时为直线。时为直线。（二）与工作面推进的速度的关系（二）与工作面推进的速度的关系 速度越大，弧线弯曲程度越小，当速度越大，弧线弯曲程度

38、越小，当第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 三、工作面推进过程中超前影响三、工作面推进过程中超前影响（一）起动距（一）起动距 在走向主断面上，工作面由开切眼推进一定距离到达在走向主断面上，工作面由开切眼推进一定距离到达A A 点后，岩层移动开始波及到地表，如图。通常把地表开始点后，岩层移动开始波及到地表，如图。通常把地表开始移动时工作面的推进距离移动时工作面的推进距离称为起动距称为起动距。 地表开始下沉是以地表开始下沉是以观测地表点的下沉值达观测地表点的下沉值

39、达到到10mm10mm为标准。为标准。起动距起动距的大小的大小主要和主要和开采深度开采深度及及岩石的物理力学性质岩石的物理力学性质有关。一般在初次采动有关。一般在初次采动时，起动距约为时，起动距约为 1/4H1/4H0 01/2 H1/2 H0 0。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 工作面推进过程中的超前影响工作面推进过程中的超前影响（二）超前影响、超前影响角、超前影响距（二）超前影响、超前影响角、超前影响距1.1.超前影响超前影响 如如右右图图所所示示，当

40、当工工作作面面推推进进至至B B点点时时，得得下下沉沉曲曲线线W1W1，工工作作面面前前方方1 1点点开开始始受受采采动动影影响响而而下下沉沉；当当工工作作面面推推进进的的距距离离约约为为1.21.21.4Ho1.4Ho，即即推推至至C C点点时时，得得下下沉沉曲曲线线W2W2，地地表表2 2点点开开始始受受影影响响而而下下沉沉。从从这这里里可可以以看看出出，在在工工作作面面推推进进过过程程中中，工工作作面面前前方方的的地地表表受受采采动动影影响响而而下下沉沉，这这种种现象现象称为称为超前影响超前影响。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一

41、般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 式中式中 l l超前影响距；超前影响距； H H0 0平均开采深度。平均开采深度。工作面推进过程中的超前影响工作面推进过程中的超前影响3.3.超前影响距超前影响距 开始移动的点到工作开始移动的点到工作面的水平距离面的水平距离L L称为称为超前超前影响距。影响距。2.2.超前影响角超前影响角 将工作面前方地表开始移动将工作面前方地表开始移动( (即下沉即下沉10mm)10mm)的点与当时工作面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的连线，此连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为超前影响角称为超前影响角( (

42、The angle of advance influenceThe angle of advance influence) ) ，用，用表示。表示。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 （1 1）采动程度）采动程度 非充分采动时，非充分采动时，角值随着角值随着开采面积的增大而减小；充分开采面积的增大而减小；充分采动后，采动后，值基本趋于定值；值基本趋于定值；地表移动稳定后，地表移动稳定后，角等于边角等于边界角界角0 0。（2 2）工作面推进速度）工作面推进速度

43、值随着工作面推进速度增值随着工作面推进速度增大而增大。大而增大。 掌握了超前影响规律，就可以在工作面推进过程中，确掌握了超前影响规律，就可以在工作面推进过程中，确定工作面在任意位置时的地表影响范围。定工作面在任意位置时的地表影响范围。 工作面推进过程中的超前影响工作面推进过程中的超前影响4.4.影响超前影响角大小的因素影响超前影响角大小的因素 （3 3）采动次数）采动次数 重复采动时的超前影响角比初次采动时小。重复采动时的超前影响角比初次采动时小。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地

44、表移动和变形的一般规律 四、工作面推进过程中的下沉速度四、工作面推进过程中的下沉速度（一）下沉速度的计算（一）下沉速度的计算式中式中 WmWm第第m m次测得的次测得的n n号点的下沉量，号点的下沉量，mmmm； Wm+1Wm+1第第m+1m+1次测得的次测得的n n号点的下沉量，号点的下沉量，mmmm； t t两次观测的间隔天数。两次观测的间隔天数。单位，单位，mm/dmm/d；（二）下沉速度的变化规律（二）下沉速度的变化规律 在采动过程中，各点的下沉速度并不相等。将在采动过程中，各点的下沉速度并不相等。将各点下沉速度绘制成曲线，称为各点下沉速度绘制成曲线，称为下沉速度曲线下沉速度曲线。第二

45、节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 从图上可以看出：从图上可以看出：1 1在非充分采动时在非充分采动时，随着采空区面积的增大，地表各点的，随着采空区面积的增大，地表各点的下沉速度逐渐增大，最大下沉速度也增加。下沉速度逐渐增大，最大下沉速度也增加。2 2在充分采动条件下在充分采动条件下，下沉速度的最大值到达该地质采矿，下沉速度的最大值到达该地质采矿条件下最大值。下沉速度的最大值与工作面相对位置保持不条件下最大值。下沉速度的最大值与工作面相对位置保持不变，这称为变，这

46、称为最大下沉速度滞后现象最大下沉速度滞后现象。 工作面推进过程工作面推进过程中的下沉速度曲线，中的下沉速度曲线，横坐标表示为横坐标表示为x x，纵，纵坐标表示为坐标表示为v(xv(x) )。1 1，2 2为非充分采动时为非充分采动时下沉速度曲线；下沉速度曲线；3 3，4 4为充分采动时下沉速为充分采动时下沉速度曲线。度曲线。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 （三）最大下沉速度滞后距离和最大下沉速度滞后角（三）最大下沉速度滞后距离和最大下沉速度滞后角 当地表达

47、到充分采动后，在地表下沉速度曲线上，最大下当地表达到充分采动后，在地表下沉速度曲线上，最大下沉速度总是滞后于回采工作面一个固定距离，这个固定距离沉速度总是滞后于回采工作面一个固定距离，这个固定距离称为称为最大下沉速度滞后距最大下沉速度滞后距（The distance of delayThe distance of delay），用），用L L表示。这种现象称为最大下沉速度滞后现象。表示。这种现象称为最大下沉速度滞后现象。 把地表最大下沉速度点与相应的回采工作面连线，此线和把地表最大下沉速度点与相应的回采工作面连线，此线和煤层（水平线）在采空区一侧之夹角，称为煤层（水平线）在采空区一侧之夹角，称

48、为最大下沉速度滞最大下沉速度滞后角后角（The angle of delayThe angle of delay) ) ，用，用 来描述。其公式如下：来描述。其公式如下： 最大下沉速度的点是地表移动最剧烈的点。掌握了地最大下沉速度的点是地表移动最剧烈的点。掌握了地表最大下沉速度滞后角的变化规律，便可确定在回采过表最大下沉速度滞后角的变化规律，便可确定在回采过程中对应地表移动的剧烈区，这对采动地面保护具有重程中对应地表移动的剧烈区，这对采动地面保护具有重要的实践意义。要的实践意义。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移

49、动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 初次采动：初次采动： 重复采动：重复采动： 式中式中 D1D1工作面斜长，工作面斜长，m m； m m采厚，采厚，m m； 煤层倾角，煤层倾角，( (o o) )； HoHo平均采深，平均采深，m m； c c工作面推进速度，工作面推进速度，m md d。五、地表移动持续时间五、地表移动持续时间 下沉值最大的地表点从移动开始（下沉值最大的地表点从移动开始（下沉量达到下沉量达到10mm10mm时刻时刻）到地表移动停止（连续六个月内地表下沉量到地表移动停止（连续六个月内地表下沉量w w 30mm30mm）的持续）的持续时间时间称为地表移动称为

50、地表移动持续持续时间时间。（一）影响最大下沉速度的因素（一）影响最大下沉速度的因素 我国一些矿区的实测资料表明，我国一些矿区的实测资料表明，最大下沉速度最大下沉速度与覆岩性质、与覆岩性质、推进速度、深厚比、采动程度有关。覆岩性质愈软、推进速推进速度、深厚比、采动程度有关。覆岩性质愈软、推进速度愈大，深厚比愈小，则下沉速度愈大。重复采动时的最大度愈大，深厚比愈小，则下沉速度愈大。重复采动时的最大下沉速度比初次采动时大。下沉速度比初次采动时大。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和

51、变形的一般规律 有些文献认为有些文献认为地表最大下沉速度地表最大下沉速度与与地表最大下沉值地表最大下沉值、开采开采深度深度、覆岩性质覆岩性质以及以及工作面推进速度工作面推进速度有关，其经验公式为：有关，其经验公式为：式中式中 K K下沉速度系数；下沉速度系数；V V工作面推进速度，工作面推进速度，m md d； H H0 0平均采深，平均采深，m m；WmaxWmax本工作面地表最大下沉值，本工作面地表最大下沉值，mmmm。我国部分煤矿地表下沉速度系数我国部分煤矿地表下沉速度系数K K实测值实测值第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律

52、采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 1 1开始阶段：开始阶段：从移动开从移动开始至下沉速度刚始至下沉速度刚达到达到1.67mm1.67mmd d时时刻止的阶段刻止的阶段为为移动开始阶段移动开始阶段。2 2活跃阶段：活跃阶段：下沉速度下沉速度大于大于1.67mm1.67mmd d的阶段，的阶段，也称也称危险变形阶段危险变形阶段。3 3衰退阶段：衰退阶段：下沉速度下沉速度刚刚小于小于1.67mm1.67mmd d时时起至起至地表移动稳定的阶段为地表移动稳定的阶段为移动衰退阶段移动衰退阶段。 地表最大下沉点的下沉速度及下沉曲线地表最大下沉点的下沉速度及下沉曲线（

53、二）地表移动的三个阶段（二）地表移动的三个阶段l第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 地表最大下沉点的下沉速度及下沉曲线地表最大下沉点的下沉速度及下沉曲线 直线直线l l反映整个移动过反映整个移动过程中程中地表最大下沉点地表最大下沉点至至各各时刻工作面水平距离时刻工作面水平距离的变的变化关系。它与下沉曲线对化关系。它与下沉曲线对照，可知地表最大下沉点照，可知地表最大下沉点的下沉速度的变化与工作的下沉速度的变化与工作面的位置之间的关系。当面的位置之间的关系。当工作

54、面推过该点一段距离工作面推过该点一段距离后，该点的下沉速度才能后，该点的下沉速度才能达到最大。从而可求出达到最大。从而可求出滞滞后距后距L L，据下式可求得，据下式可求得最大最大下沉速度滞后角下沉速度滞后角。（三）最大下沉速度滞后角和滞后距求取（三）最大下沉速度滞后角和滞后距求取l第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 六、工作面推进过程中地表移动和变形的变化规律六、工作面推进过程中地表移动和变形的变化规律 当工作面停采后，当工作面停采后，水平移动仍在继续，最大水

55、平移动值仍继水平移动仍在继续，最大水平移动值仍继续增加，直至地表移动稳定为止。续增加，直至地表移动稳定为止。( (二）倾斜变化规律二）倾斜变化规律 工作面推进过程中倾斜变化规律与水平移动变化规律基本相同。工作面推进过程中倾斜变化规律与水平移动变化规律基本相同。采动过程中地表水平移动曲线变化规律采动过程中地表水平移动曲线变化规律（一）水平移动的变化规律（一）水平移动的变化规律 随着工作面的推进，采空随着工作面的推进，采空区面积不断增大，水平移动的最区面积不断增大，水平移动的最大值逐渐增大，水平移动值等于大值逐渐增大，水平移动值等于零的点随着工作面的推进而向前零的点随着工作面的推进而向前移动。移动

56、。当达到充分采动时，当达到充分采动时，开切开切眼一侧的水平移动渐趋稳定，水眼一侧的水平移动渐趋稳定，水平移动值等于零的点不再向前移平移动值等于零的点不再向前移动。动。当达到超充分采动时，当达到超充分采动时，水平水平移动值等于零的区域扩大。移动值等于零的区域扩大。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 （四）水平变形的变化规律（四）水平变形的变化规律 回采工作面推进过程中的地表水平变形变化规律与曲率变形变化回采工作面推进过程中的地表水平变形变化规律与曲率变形变化规律

57、基本相同。规律基本相同。采动过程中地表曲率变形曲线变化规律采动过程中地表曲率变形曲线变化规律（三）曲率的变化规律（三）曲率的变化规律 当工作面未到达充分采当工作面未到达充分采动时，动时，在开切眼上方地表的在开切眼上方地表的最大凸曲率，由小到大逐渐最大凸曲率，由小到大逐渐增加，而最大凹曲率先由小增加，而最大凹曲率先由小到大逐渐增加，然后又由大到大逐渐增加，然后又由大变小。变小。当地表达到充分采动当地表达到充分采动时，时，在盆地中央曲率为零，在盆地中央曲率为零，盆地内出现两个最大凹曲率盆地内出现两个最大凹曲率点。点。当达到超充分采动时，当达到超充分采动时，曲率变形零值区不断扩大，曲率变形零值区不断

58、扩大，形成一个区域。形成一个区域。第二节第二节第二节第二节 采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 在地表移动过在地表移动过程中只是移动和程中只是移动和变形值由小到太变形值由小到太逐渐发展，没有逐渐发展，没有正负曲率变形互正负曲率变形互相交替变换及拉相交替变换及拉伸和压缩变形互伸和压缩变形互相变换的现象。相变换的现象。采动过程中垂直于工作面推进方向的断面上采动过程中垂直于工作面推进方向的断面上下沉、水平移动和水平变形的变化规律下沉、水平移动和水平变形的变化规律（五）垂直于推进方向断面上地表

59、移动与变形的变化规律（五）垂直于推进方向断面上地表移动与变形的变化规律第三节第三节第三节第三节 地表下沉盆地稳定后全面积地表下沉盆地稳定后全面积地表下沉盆地稳定后全面积地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律开采沉陷分布规律开采沉陷分布规律开采沉陷分布规律 在解决建筑物和铁路下采煤问题时，由于建筑在解决建筑物和铁路下采煤问题时，由于建筑物和铁路往往不在地表下沉盆地主断面位置上，按物和铁路往往不在地表下沉盆地主断面位置上，按主断面计算方法计算不能满足要求，因此研究下沉主断面计算方法计算不能满足要求，因此研究下沉盆地全面积开采的沉陷规律有其实际的意义。盆地全面积开采的沉陷规律有其实际的意义。第三节

60、 地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律xy0第三节 地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律地表下沉盆地下沉等值线地表下沉盆地下沉等值线一、下沉等值线一、下沉等值线 下沉等值线呈下沉等值线呈近似圆形分布近似圆形分布，在圆形中心处下沉值最大，在圆形中心处下沉值最大，在同一方向上离中心愈远下沉值减小。在同一方向上离中心愈远下沉值减小。第三节 地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律二、倾斜等值线二、倾斜等值线 除了与点的位置有关外，还除了与点的位置有关外，还与给定方向有关与给定方向有关。沿走向和倾斜方向的。沿走向和倾斜方向的倾斜和水平移动等值线全面积分布均为倾斜和水平移动等值线全面积分布均为两

61、组椭圆两组椭圆，实线的一组表示正值，实线的一组表示正值，虚线的一组表示负值。虚线的一组表示负值。椭圆长轴方向与所指定的方向垂直椭圆长轴方向与所指定的方向垂直。 第三节 地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律三、水平移动等值线三、水平移动等值线 与给定方向有关与给定方向有关。沿走向和倾斜方向的倾斜和水平移动等值线全。沿走向和倾斜方向的倾斜和水平移动等值线全面积分布均为面积分布均为两组椭圆两组椭圆，实线的一组表示正值，虚线的一组表示负值。，实线的一组表示正值，虚线的一组表示负值。椭圆长轴方向与所指定的方向垂直。椭圆长轴方向与所指定的方向垂直。第三节 地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律四、曲

62、率等值线四、曲率等值线 与给定方向有关与给定方向有关。沿走向和倾斜方向的倾斜和水平移动等值线全。沿走向和倾斜方向的倾斜和水平移动等值线全面积分布均为面积分布均为四组椭圆四组椭圆，实线的一组表示正值，虚线的一组表示负值。，实线的一组表示正值，虚线的一组表示负值。椭圆长轴方向与所指定的方向垂直。椭圆长轴方向与所指定的方向垂直。第三节 地表下沉盆地稳定后全面积开采沉陷分布规律五、水平变形等值线五、水平变形等值线 与给定方向有关。与给定方向有关。沿走向和倾斜方向的倾斜和水平移动等值线全沿走向和倾斜方向的倾斜和水平移动等值线全面积分布均为面积分布均为四组椭圆四组椭圆，实线的一组表示正值，虚线的一组表示负

63、值。，实线的一组表示正值，虚线的一组表示负值。椭圆长轴方向与所指定的方向垂直。椭圆长轴方向与所指定的方向垂直。第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响 多年的实践经验表明，多年的实践经验表明，开采沉陷的分布规律取决开采沉陷的分布规律取决于地质和采矿因素的综合于地质和采矿因素的综合影响。这些地质和采矿因影响。这些地质和采矿因素中，素中，一类一类是人们无法对是人们无法对其产生影响的，称为其产生影响的，称为自然自然地质因素地质因素；另一类另一类为为采矿采矿技术因素技术因素。波兰一些学者。波兰一些学者曾对这些地质采矿因素进曾对这些地质采矿因素进行了分类，行了分类，如图所示如图所示。只只有正确地认识和掌握这

64、些有正确地认识和掌握这些因素的影响，才能合理有因素的影响，才能合理有效地解决矿山生产中所遇效地解决矿山生产中所遇到的实际问题，才能进一到的实际问题，才能进一步地改进移动预计方法。步地改进移动预计方法。第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响 第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响 开开采采沉沉陷陷的的分分布布规规律律取取决决于于地地质质和和采采矿矿因因素素的的综综合合影影响响。本本节节主主要要说说明明下下列列七七种种地地质采矿因素对开采沉陷的影响。质采矿因素对开采沉陷的影响。 1 1覆岩力学性质、岩层层位的影响；覆岩力学性质、岩层层位的影响； 2 2松散层对地表移动特征的影响；松散层对地表移动特征的

65、影响； 3 3煤层倾角的影响；煤层倾角的影响； 4 4开采厚度与开采深度的影响；开采厚度与开采深度的影响； 5 5采区尺寸大小的影响；采区尺寸大小的影响； 6 6重复采动的影响；重复采动的影响； 7 7采煤方法及顶板管理方法的影响。采煤方法及顶板管理方法的影响。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 一、覆岩力学性质、岩层层位的影响一、覆岩力学性质、岩层层位的影响 岩石可分为坚硬（岩石可分为坚硬（f8f8）、中硬（）、中硬（f=3f=38 8）和软弱）和软弱（f3f3）三种类型。岩石力学性质对层状矿体开采引起）三种类型。岩石力学性质对层状矿体开采引起的岩层和地表

66、沉陷影响很大。在大面积开采影响下，覆的岩层和地表沉陷影响很大。在大面积开采影响下，覆岩的移动和破坏有以下五种形式：岩的移动和破坏有以下五种形式：1 1覆岩力学性质对覆岩移动和破坏的影响覆岩力学性质对覆岩移动和破坏的影响 （1 1）覆岩均为坚硬、中硬、软弱岩层或其互层，）覆岩均为坚硬、中硬、软弱岩层或其互层，不存在极坚硬岩层，开采后容易冒落时，形成不存在极坚硬岩层，开采后容易冒落时，形成“三带三带”型变形，地表为连续性变形。型变形，地表为连续性变形。 （2 2）覆岩中大部分为极坚硬岩层，覆岩产生切冒）覆岩中大部分为极坚硬岩层，覆岩产生切冒型变形，地表则产生突然塌陷的非连续变形。大面积暴型变形，地

67、表则产生突然塌陷的非连续变形。大面积暴露之后，矿柱的支撑强度不够，产生突然的破坏，地表露之后，矿柱的支撑强度不够，产生突然的破坏，地表移动剧烈。移动剧烈。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （3 3）覆岩中均为极众弱岩层或第四纪土层，覆岩产）覆岩中均为极众弱岩层或第四纪土层，覆岩产生抽冒型变形，地表出现漏斗型塌陷坑。生抽冒型变形，地表出现漏斗型塌陷坑。 （4 4）覆岩中仅在一定位置上存在厚层状极坚硬岩层，）覆岩中仅在一定位置上存在厚层状极坚硬岩层，覆岩产生拱冒型变形，地表产生缓慢的连续型变形。覆岩产生拱冒型变形，地表产生缓慢的连续型变形。 （5 5）覆岩中均

68、为厚层状极坚硬岩层，不发生任何冒）覆岩中均为厚层状极坚硬岩层，不发生任何冒落而发生弯曲变形，地表只发生缓慢的连续型变型。落而发生弯曲变形，地表只发生缓慢的连续型变型。 2 2层位对地表移动和变形的影响层位对地表移动和变形的影响 岩层对层位是指岩层之间的组合关系。层位对岩层岩层对层位是指岩层之间的组合关系。层位对岩层和地表沉陷也有很大影响。如果有很厚的软岩层覆盖于和地表沉陷也有很大影响。如果有很厚的软岩层覆盖于硬岩层之上，则硬岩层所产生的断裂及破坏将被软岩层硬岩层之上，则硬岩层所产生的断裂及破坏将被软岩层所掩盖和缓冲，软岩层就像缓冲垫一样，使基岩的不均所掩盖和缓冲，软岩层就像缓冲垫一样，使基岩的

69、不均匀移动得到缓和。匀移动得到缓和。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 3 3覆岩力学性质对开采沉陷分布规律的影响覆岩力学性质对开采沉陷分布规律的影响（1 1）下沉曲线形状）下沉曲线形状 顶板岩层愈坚硬，悬顶距愈大，拐点偏移距愈偏顶板岩层愈坚硬，悬顶距愈大，拐点偏移距愈偏向采空区一侧。向采空区一侧。（2 2）地表下沉值的影响）地表下沉值的影响 上覆岩层愈坚硬，地表下沉愈小。如果上覆岩层上覆岩层愈坚硬，地表下沉愈小。如果上覆岩层为第四纪土层为主，并且厚度大，则下沉系数接近于为第四纪土层为主，并且厚度大，则下沉系数接近于1 1。4 4覆岩性质对岩层和地表裂缝形成

70、与特征的影响覆岩性质对岩层和地表裂缝形成与特征的影响 若上覆岩层为塑性大的粘土，拉伸变形超过若上覆岩层为塑性大的粘土，拉伸变形超过6 610mm/m10mm/m，如果上覆岩层为塑性小的粘土，拉伸变形超，如果上覆岩层为塑性小的粘土，拉伸变形超过过2 23mm/m3mm/m 。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 5 5覆岩性质和层位对冒落带、导水裂隙带高度的影响覆岩性质和层位对冒落带、导水裂隙带高度的影响 覆岩的破坏高度与覆岩的岩性及力学结构特征有覆岩的破坏高度与覆岩的岩性及力学结构特征有密切的关系。密切的关系。 （1 1）对于坚硬）对于坚硬坚硬型顶板坚硬型顶板

71、( (从直接顶到老顶全为从直接顶到老顶全为坚硬岩层坚硬岩层) )，导水裂缝带高度最大，一般可达采厚的，导水裂缝带高度最大，一般可达采厚的18182828倍。倍。 （2 2）对于软弱）对于软弱软弱型顶板，稳定性差，导水裂缝软弱型顶板，稳定性差，导水裂缝带最大高度一般为采厚的带最大高度一般为采厚的9 91212倍。倍。 （3 3）对于软弱）对于软弱坚硬型顶板以及坚硬坚硬型顶板以及坚硬软弱型顶板，软弱型顶板，由于具体情况不同，导水裂缝带高度发展也是不同的。由于具体情况不同，导水裂缝带高度发展也是不同的。（下面看几个图例，再具体解释一下。）（下面看几个图例，再具体解释一下。）煤煤层层顶顶底底板板岩岩性

72、性拄拄状状图图层层序序序序柱状柱状柱状柱状厚度（厚度（厚度（厚度（m m m m）岩岩岩岩层层岩性岩性岩性岩性1 1 1 125.025.025.025.0沙土沙土沙土沙土层层风风化化化化层层风积风积沙，沙，沙，沙，砾砾石，石，石，石，风风化化化化层层2 2 2 27.47.47.47.41 1 1 1-2-2-2-2煤煤煤煤层层火火火火烧烧区区区区3 3 3 31.11.11.11.1泥岩、炭泥岩、炭泥岩、炭泥岩、炭质质泥岩、煤泥岩、煤泥岩、煤泥岩、煤线线4 4 4 414.814.814.814.8老老老老顶软顶软基岩基岩基岩基岩14.9m14.9m14.9m14.9m较较松散松散松散松散

73、块块状粉砂岩状粉砂岩状粉砂岩状粉砂岩5 5 5 50.10.10.10.1煤煤煤煤线线6 6 6 64.24.24.24.2老老老老顶顶关关关关键层键层12.9m12.9m12.9m12.9m中粒砂岩中粒砂岩中粒砂岩中粒砂岩7 7 7 74.54.54.54.5砂砂砂砂质质泥岩泥岩泥岩泥岩8 8 8 82.42.42.42.4粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩9 9 9 90.30.30.30.3砂砂砂砂质质泥岩泥岩泥岩泥岩101010101.51.51.51.5细细砂岩砂岩砂岩砂岩111111114.44.44.44.4直接直接直接直接顶顶砂砂砂砂质质泥岩、泥岩、煤泥岩、泥岩、煤泥岩、泥岩、煤泥岩、泥

74、岩、煤线线121212124.04.04.04.0煤煤煤煤层层2 2 2 2-2-2-2-2煤煤煤煤层层131313131.81.81.81.8底板底板底板底板砂砂砂砂质质泥岩泥岩泥岩泥岩普采工作面煤系地层典型柱状普采工作面煤系地层典型柱状冒落带冒落带裂隙带裂隙带冒落带冒落带裂隙带裂隙带工作面被压坏的液压支架 第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 二、松散层对地表移动特征的影响二、松散层对地表移动特征的影响1.1.当当基基岩岩为为水水平平或或近近似似水水平平时时，松松散散层层移移动动形形式式和和基岩移动形式基本一致，水平移动呈对称分布。基岩移动形式基本一致，水

75、平移动呈对称分布。2.2.当当岩岩层层倾倾斜斜时时，水水平平移移动动指指向向上上山山方方向向量量增增大大。基基岩岩沿沿法法向向弯弯曲曲。水水平平移移动动均均指指向向上上山山方方向向。由由于于摩摩擦擦力力的的作作用用，基基岩岩移移动动带带动动松松散散层层产产生生指指向向上上由由方向的水平移动。方向的水平移动。 当当松松散散层层很很厚厚时时，基基岩岩移移动动产产生生的的水水平平移移动动在在松松散散层层内内传传递递时时衰衰减减而而达达不不到到地地表表。这这时时地地表表就就只只有有由由于于松松散散层层垂垂直直弯弯曲曲而而引引起起的的水水平平移移动动。根根据据经经验验，当当松松散散层层厚厚度度大大于于7

76、5W75Wm mtgtg（W Wm m为为地地表表最最大大下下沉沉值值，为煤层倾角）时，就不能到达地表。为煤层倾角）时，就不能到达地表。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 松散层对水平移动的影响松散层对水平移动的影响 （1 1）基岩移动引起的松散层水平移动曲线基岩移动引起的松散层水平移动曲线 （2 2）松散层垂直弯曲引起的松散层水平移动曲线松散层垂直弯曲引起的松散层水平移动曲线 （3 3）地表最终水平移动曲线地表最终水平移动曲线第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响 三、煤层倾角的影响三、煤层倾角的影响1.1.对地表沉陷分布规律的影响对地表沉陷分布规律的影响

77、在水平和近水平煤层条件下，地表沉陷的分布对采空在水平和近水平煤层条件下，地表沉陷的分布对采空区是对称的，随着倾角的增大，这种对称性逐渐消失。区是对称的，随着倾角的增大，这种对称性逐渐消失。2.2.对覆岩和地表的移动形式、破坏发展过程以及破坏分布对覆岩和地表的移动形式、破坏发展过程以及破坏分布状态的影响。状态的影响。 （1 1）在在水水平平及及缓缓倾倾斜斜煤煤层层(0(03535) )开开采采条条件件下下：岩岩层层移移动动形形式式主主要要为为沿沿岩岩层层的的法法向向弯弯曲曲和和崩崩落落。冒冒落落带带、导导水水裂裂缝缝带带最最终终呈呈马马鞍鞍形形，地地表表下下沉沉盆盆地地为为对对称称的的碗碗形形和

78、盘形。和盘形。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （2 2）在煤层倾角在）在煤层倾角在35355454之间时：之间时：岩层移动的岩层移动的形式除有法向弯曲外，还伴随有沿层面的剪切移动形式除有法向弯曲外，还伴随有沿层面的剪切移动和岩石下滑，覆岩破坏部分呈抛物线形态，地表下和岩石下滑，覆岩破坏部分呈抛物线形态，地表下沉盆地为四周非对称的碗形或盘形。沉盆地为四周非对称的碗形或盘形。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （3 3）当煤层倾角在）当煤层倾角在54547575之间时：之间时：冒落到采空区冒落到采空区内的煤和岩块，除了单块

79、滚动外，还会成堆地沿煤层内的煤和岩块，除了单块滚动外，还会成堆地沿煤层倾斜方向滑动。冒落带、导水裂缝带呈椭圆形，地表倾斜方向滑动。冒落带、导水裂缝带呈椭圆形，地表下沉盆地则呈兜形或瓢形。下沉盆地则呈兜形或瓢形。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （4 4）当煤层倾角在）当煤层倾角在75759090之间时：之间时：底板岩层会底板岩层会产生滑移，底板一侧的地表也会出现许多的裂缝或产生滑移，底板一侧的地表也会出现许多的裂缝或形成台阶状盆地。在煤层倾角接近形成台阶状盆地。在煤层倾角接近9090时，下沉盆时，下沉盆地剖面形状又转为比较对称的碗形或兜形。地剖面形状又转为

80、比较对称的碗形或兜形。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 3.3.对地表移动参数的影响对地表移动参数的影响（1 1）对下山移动角）对下山移动角和下山边界角和下山边界角0 0的影响的影响 随着煤层倾角的增大，地表移动盆地在采区下山方随着煤层倾角的增大，地表移动盆地在采区下山方向扩展更远，采区下边界的移动角和边界角均减小。向扩展更远，采区下边界的移动角和边界角均减小。 即即K1K1、k2k2随着矿区岩石强度的增大而增大。随着矿区岩石强度的增大而增大。当煤层倾角当煤层倾角60607070时，时，、0 0不再随不再随的的增大而减小。增大而减小。第四节 地质采矿因素对

81、开采沉陷的影响 （2 2）对最大下沉角）对最大下沉角的影响的影响 9090-k-k 式中式中K K为系数。它与岩性有关，不同矿区为系数。它与岩性有关，不同矿区K K值值有所不同。有所不同。 当当60607070时，时，角不再随煤层倾角的增角不再随煤层倾角的增大而减小，而是随着煤层倾角的增大而增大但不大而减小，而是随着煤层倾角的增大而增大但不大于大于9090第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （3 3）对水平移动值的影响）对水平移动值的影响 随着煤层倾角的增大，向上山方向的水平随着煤层倾角的增大，向上山方向的水平移动值将增大。这在松散层对地表移动特征的移动值将

82、增大。这在松散层对地表移动特征的影响中巳叙述过，不再详细介绍。这里仅简要影响中巳叙述过，不再详细介绍。这里仅简要地就最大水平移动值相对于最大下沉值的变化地就最大水平移动值相对于最大下沉值的变化来说明煤层倾角的影响。来说明煤层倾角的影响。 在水平和缓倾斜煤层开采时，一般地表最在水平和缓倾斜煤层开采时，一般地表最大水平移动值为大水平移动值为 U U。(0.3(0.30.4)W0.4)W。急倾斜。急倾斜煤层开采，地表最大水平移动值可能大于地表煤层开采，地表最大水平移动值可能大于地表最大下沉值。最大下沉值。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 四、开采厚度与开采深度的

83、影响四、开采厚度与开采深度的影响1.1.开采厚度的影响开采厚度的影响 开采厚度对上覆岩层及地表的沉陷过程的开采厚度对上覆岩层及地表的沉陷过程的性质有重要的影响。采厚越大，冒落带、导性质有重要的影响。采厚越大，冒落带、导水裂缝带高度越大，地表移动变形值也越大，水裂缝带高度越大，地表移动变形值也越大，移动过程表现得越剧烈，因此，移动过程表现得越剧烈，因此，移动和变形移动和变形值与采厚成正比。值与采厚成正比。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 2.2.开采深度的影响开采深度的影响 随着采深的增加，地表各项变形值减小。随着采深的增加，地表各项变形值减小。可见，在其它

84、条件相同的情况下，地表各项可见，在其它条件相同的情况下，地表各项变形值是与采深成反比。一般用深厚比变形值是与采深成反比。一般用深厚比H/mH/m来来衡量。衡量。 开采深度还对地表最大下沉速度和移动持开采深度还对地表最大下沉速度和移动持续时间有影响。续时间有影响。开采深度较小时开采深度较小时：地表下沉：地表下沉速度大，移动持续时间较短；速度大，移动持续时间较短；开采深度较大开采深度较大时时：地表下沉速度小，移动比较缓慢、均匀，：地表下沉速度小，移动比较缓慢、均匀，而移动持续时间则较长。而移动持续时间则较长。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 五、采区尺寸大小的

85、影晌五、采区尺寸大小的影晌 采区尺寸的大小可影响地表的充分采动程度。采区尺寸的大小可影响地表的充分采动程度。充分采动程度常用充分采动程度常用宽深比宽深比D DH H来表示。我国实测来表示。我国实测资料表明（在一般情况下）：资料表明（在一般情况下）： 式中式中 D1D1、D3D3：采空区沿倾向和走向的实采空区沿倾向和走向的实际长度。际长度。 H Ho o平均采深。平均采深。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 充分采动程度还可用采动系数充分采动程度还可用采动系数n n1 1、n n3 3来表示。来表示。/采动系数采动系数，就是就是采空区倾斜方向或走向方向的实际采

86、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最小长度之长度与地表达到充分采动时相应方向上最小长度之比。比。/采动系数的计算公式以表示为：采动系数的计算公式以表示为： 式中式中 n n1 1倾斜方向采动系数；倾斜方向采动系数； n n3 3走向方向采动系数；走向方向采动系数； K K1 1，K K3 3小于小于1 1的系数，由实测资料确定。的系数，由实测资料确定。K K1 1、K K3 3主要与覆岩性质有关，主要与覆岩性质有关，一般是坚硬岩层时为一般是坚硬岩层时为0.70.7，中硬岩层时为，中硬岩层时为0.80.8，软弱岩层时为，软弱岩层时为0.90.9。第四节第四节 地质采矿

87、因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 根据根据n nI I和和n n2 2，可以判别地表是否达到充分采，可以判别地表是否达到充分采动：动： （1 1）n n1 1I I，n n3 31 1：双向均为非充分采动；：双向均为非充分采动； （2 2）n n1 11 1，n n3 31 1：倾向未达充分采动，走：倾向未达充分采动，走向已达超充分采动；向已达超充分采动； （3 3）n n1 1I I，n n2 21 1：倾向已达超充分采动，：倾向已达超充分采动，走向为非充分采动；走向为非充分采动； （4 4）n nI I1 1，n n3 3I I：双向均达充分采动；：双向均达充分采动； （5

88、 5）n nl lI I，n n3 3I I：双向均达超充分采动。：双向均达超充分采动。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 重复采动重复采动是指岩层和地表已经受过一次开采的是指岩层和地表已经受过一次开采的影响而产生移动、变形和破坏之后，再一次经受开影响而产生移动、变形和破坏之后，再一次经受开采（采（开采下部煤层，或下分层，或同一煤层的下一开采下部煤层，或下分层，或同一煤层的下一个工作面个工作面）的影响，使得岩层和地表又一次受到采）的影响，使得岩层和地表又一次受到采动，这种采动称为重复采动。动，这种采动称为重复采动。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地

89、质采矿因素对开采沉陷的影响 重复采动时地表移动的特点：重复采动时地表移动的特点：地表移动地表移动和变形分布及其参数值都和初次采动有显著和变形分布及其参数值都和初次采动有显著变化，即移动过程剧烈，地表下沉值增大，变化，即移动过程剧烈，地表下沉值增大，地表移动速度加大等。地表移动速度加大等。 这种变化称为重复采动时岩层与地表移这种变化称为重复采动时岩层与地表移动过程的加剧。动过程的加剧。 重复采动对岩层和地表移动的影响有如重复采动对岩层和地表移动的影响有如下方面：下方面：第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响（一）连续的移动变形值增大（一）连续的移动变形值增大 在同

90、样的地质采矿条件下，在同样的地质采矿条件下，如果如果是初次开采，引是初次开采，引起的岩层和地表移动值相对来说比较小；起的岩层和地表移动值相对来说比较小；如果如果是第二是第二次或第三次或更多次的开采，引起的移动相变形值相次或第三次或更多次的开采，引起的移动相变形值相对来说就比较大。对来说就比较大。 移动变形值增大的移动变形值增大的原因原因是岩层受到初次采动后在是岩层受到初次采动后在冒落带和裂缝带内有许多空隙，这些空隙在重复采动冒落带和裂缝带内有许多空隙，这些空隙在重复采动作用下，有一部分转化为地表下沉。所以，有人把初作用下，有一部分转化为地表下沉。所以，有人把初次采动后岩体内的这些空隙称为次采动

91、后岩体内的这些空隙称为“潜在下沉潜在下沉”。 在重复采动作用下，这种在重复采动作用下，这种“潜在下沉潜在下沉”被重新被重新“活化活化”而下沉，从而加剧了岩层和地表移动与变形。而下沉，从而加剧了岩层和地表移动与变形。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响（二）非连续的破坏增加（二）非连续的破坏增加 在重复采动时，经受初次开采破坏的岩在重复采动时，经受初次开采破坏的岩体可能进一步破碎，体可能进一步破碎，使使岩层和地表的破环岩层和地表的破环程度加剧，破坏范围加大，采深不大时地程度加剧，破坏范围加大，采深不大时地表还会出现裂缝，表还会出现裂缝，使使地表不连续，甚至出地表

92、不连续，甚至出现大断裂或台阶。而且，地表的这种非连现大断裂或台阶。而且，地表的这种非连续破坏常常是突然出现的，续破坏常常是突然出现的，对地面建筑物、对地面建筑物、铁路等危害极大铁路等危害极大。由此，在重复采动时要。由此，在重复采动时要特别注意加强对地表非连续破坏的观测和特别注意加强对地表非连续破坏的观测和整治工作。整治工作。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响（三）使地表移动参数发生变化（三）使地表移动参数发生变化 复采时与初采时相比复采时与初采时相比边界角边界角减小减小5 51010，移动角移动角减小减小10101515，地表下沉速度地表下沉速度增加增加，移

93、移动持续时间动持续时间缩短缩短。 复采时工作面推进过程中的参数也有变化，复采时工作面推进过程中的参数也有变化，比如：比如：起动距起动距减小，减小，超前影响角超前影响角减小，减小，最大最大下沉速度滞后角下沉速度滞后角增大。增大。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 重复采动时重复采动时下沉系数增大，其增大的机理下沉系数增大，其增大的机理，有的，有的文献提出以下看法：煤层初次开采时形成的采出空文献提出以下看法：煤层初次开采时形成的采出空间分三部分，间分三部分，第一部分是第一部分是冒落带内岩石的碎胀；冒落带内岩石的碎胀；第第二部分二部分是上覆岩层在弯曲下沉过程中产生

94、离层裂缝；是上覆岩层在弯曲下沉过程中产生离层裂缝；第三部分第三部分是地表下沉。是地表下沉。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 重复采动时，上覆岩层已经历过冒落、裂缝、弯曲、重复采动时，上覆岩层已经历过冒落、裂缝、弯曲、离层和下沉等移动和变形，岩层的原始状态遭到破坏，岩离层和下沉等移动和变形，岩层的原始状态遭到破坏，岩层强度减弱，可以认为整个层强度减弱，可以认为整个岩层变岩层变“软软”了了。所以，当重。所以，当重复采动时，冒落带还没有得到充分发展，上覆岩层即迅速复采动时，冒落带还没有得到充分发展，上覆岩层即迅速弯曲下沉，这样就使冒落带减小，地表下沉值增大。弯曲

95、下沉，这样就使冒落带减小，地表下沉值增大。 由于岩层比原始状态变由于岩层比原始状态变“软软”了，重复采动时岩层移了，重复采动时岩层移动过程中产生的离层裂缝比动过程中产生的离层裂缝比初次开采时要小，同时第一初次开采时要小，同时第一次开采时岩层内产生的次开采时岩层内产生的离层离层裂缝又发生闭合裂缝又发生闭合，这种离层，这种离层裂缝的闭合就引起地表下沉裂缝的闭合就引起地表下沉值的增大。值的增大。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响七、采煤方法及顶板管理方法的影响七、采煤方法及顶板管理方法的影响 开采实践证明，开采实践证明，采煤方法和顶板管采煤方法和顶板管理方法理方法

96、是影响围岩应力变化、岩层移动、是影响围岩应力变化、岩层移动、覆岩破坏的主要因素。目前在煤矿应用覆岩破坏的主要因素。目前在煤矿应用较为普遍的方法有较为普遍的方法有长壁垮落法长壁垮落法、长壁充长壁充填法填法和和煤柱支撑法煤柱支撑法等。等。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响一、垮落法一、垮落法 垮落法垮落法（又称冒落法）是目前采用最普遍、（又称冒落法）是目前采用最普遍、使覆岩破坏最严重的一种顶扳管理方法。使覆岩破坏最严重的一种顶扳管理方法。采用采用垮落法管理顶板进行长壁工作面开采时垮落法管理顶板进行长壁工作面开采时，顶板，顶板岩石一般都要发生冒落和开裂性破坏，并在

97、岩岩石一般都要发生冒落和开裂性破坏，并在岩层内部成形层内部成形“三带三带”。当深厚比较大时当深厚比较大时，能促，能促使上覆岩层迅速而平稳地移动，表下沉量达到使上覆岩层迅速而平稳地移动，表下沉量达到最大，因而下沉系数也较大。最大，因而下沉系数也较大。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响二、充填法二、充填法 用充填法采煤，对覆岩的破坏较小，一般只用充填法采煤，对覆岩的破坏较小，一般只引起开裂性破坏而无冒落性破坏，能够减小地表引起开裂性破坏而无冒落性破坏，能够减小地表移动量，并使地表移动和变形更为均匀。移动量，并使地表移动和变形更为均匀。 充填法的效果充填法的效果主

98、要与所采用的主要与所采用的充填方法充填方法、充充填材料填材料、充填体的压缩率充填体的压缩率及及顶板下沉速度顶板下沉速度有关。有关。 采用不同的充填方法和充填材料，充填体的采用不同的充填方法和充填材料，充填体的压缩率是不同的。压缩率是不同的。水砂充填法水砂充填法充填体的压缩率最充填体的压缩率最小；小；风力充填法风力充填法充填体的压缩率较大；充填体的压缩率较大；手工充填手工充填法法的充填体压缩率最大。因而用不同的充填法进的充填体压缩率最大。因而用不同的充填法进行开采对覆岩的破坏性影响也是不同的。行开采对覆岩的破坏性影响也是不同的。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影

99、响三、煤柱支承法三、煤柱支承法 煤柱支承法管理顶板，一般是在顶底板岩层比较坚硬煤柱支承法管理顶板，一般是在顶底板岩层比较坚硬的情况下采用。的情况下采用。煤柱支承法常见的有条带法、房柱法和刀煤柱支承法常见的有条带法、房柱法和刀柱法等柱法等。 从影响覆岩破坏的观点来看，煤柱支承法管理顶板有从影响覆岩破坏的观点来看，煤柱支承法管理顶板有两种情况：两种情况： 第一种是保留的煤柱面积较大，第一种是保留的煤柱面积较大，煤柱能够支承住覆岩煤柱能够支承住覆岩的全部重量，使其不发生破坏，如条带法、房柱法等。的全部重量，使其不发生破坏，如条带法、房柱法等。 第二种情况是保留的煤接面积较小，第二种情况是保留的煤接面

100、积较小，煤柱支承不住顶煤柱支承不住顶板，如刀柱法等。当采空区扩大到一定范围后，刀柱被压板，如刀柱法等。当采空区扩大到一定范围后，刀柱被压垮，覆岩发生冒落性和开裂性破坏。在煤柱未能支承住顶垮，覆岩发生冒落性和开裂性破坏。在煤柱未能支承住顶板的情况下，覆岩破坏状况和最大高度几乎与垮落法管理板的情况下，覆岩破坏状况和最大高度几乎与垮落法管理顶板的效果是一样的，地表下沉量也明显增加。顶板的效果是一样的，地表下沉量也明显增加。 （一）煤柱支承（一）煤柱支承采煤方法分类采煤方法分类 煤柱支承煤柱支承采煤方法采煤方法根据煤柱的留设、回采根据煤柱的留设、回采特点可分为多种类型。特点可分为多种类型。（1 1）按

101、照留设）按照留设煤柱所起的作用煤柱所起的作用可以分为：可以分为： A.A.部分回采方式部分回采方式煤柱起永久支承作用，煤柱起永久支承作用，用以支撑上覆岩层，煤柱的尺寸根据具体情况确用以支撑上覆岩层，煤柱的尺寸根据具体情况确定。定。 B.B.全部回采方式全部回采方式回收大煤柱时，局部留回收大煤柱时，局部留小煤柱，小煤柱起临时支撑作用，以利安全采煤。小煤柱，小煤柱起临时支撑作用，以利安全采煤。回采后，小煤柱随即压垮，顶板及上覆岩层相继回采后，小煤柱随即压垮，顶板及上覆岩层相继垮落。垮落。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响（2 2）按照）按照是否回收房间煤柱是否回

102、收房间煤柱，可分为：，可分为： A.A.房式房式不回收房间煤柱；不回收房间煤柱； B.B.房柱式房柱式回收房间煤柱。回收房间煤柱。（3 3）按照）按照煤柱形状煤柱形状，可分为：，可分为： A.A.切块式切块式方形或矩形煤柱；方形或矩形煤柱； B.B.肋条式肋条式肋条形煤柱；肋条形煤柱； C.C.条带式条带式长条形煤柱。长条形煤柱。（4 4）按照）按照工作面布置及顶板管理工作面布置及顶板管理，可分为：，可分为： A.A.房柱式房柱式房式，房柱式采煤方法；房式，房柱式采煤方法； B.B.短壁式短壁式介于柱式、壁式体系之间的介于柱式、壁式体系之间的采煤方法。采煤方法。第四节第四节 地质采矿因素对开采

103、沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 房柱式开采方法，在美国、澳大利房柱式开采方法，在美国、澳大利亚、加拿大、印度、南非等国家已获亚、加拿大、印度、南非等国家已获得广泛应用。美国的井工开采，得广泛应用。美国的井工开采，84%84%的的煤是由这种采煤方法采出的。澳大利煤是由这种采煤方法采出的。澳大利亚、印度等也均以柱式开采为主，长亚、印度等也均以柱式开采为主，长壁开采仅占壁开采仅占10%10%左右。左右。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响（二）（二）煤柱支承煤柱支承采煤方法采煤方法的优点和缺点的优点和缺点 与长壁式开采相比，与长壁式开采相比，煤柱支承煤柱支承

104、采煤方法采煤方法有如下有如下主要优点：主要优点： （1 1）设备投资少。一般一套房柱式采煤设备的）设备投资少。一般一套房柱式采煤设备的价格为长壁综采的价格为长壁综采的1/51/51/61/6。因此，房柱式采煤方。因此，房柱式采煤方法的设备投资较低。法的设备投资较低。 （2 2）采掘合一，建设期短，出煤快。）采掘合一，建设期短，出煤快。 （3 3）设备运转灵活，搬迁快。）设备运转灵活，搬迁快。 （4 4）巷道压力小，便于维护，出矸量少。）巷道压力小，便于维护，出矸量少。 （5 5）留煤柱控制顶板，有利于保护地表，减少）留煤柱控制顶板，有利于保护地表，减少地表治理费用。地表治理费用。第四节第四节

105、地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 但是，但是，煤柱支承煤柱支承采煤方法采煤方法也存在以下缺点：也存在以下缺点： （1 1）资源回收率比较低。在美国，采用传统）资源回收率比较低。在美国，采用传统的房柱式开采一般回收率为的房柱式开采一般回收率为505060%60%左右。在某些条左右。在某些条件下，采用件下，采用全部回收方式（现代房柱式）开采全部回收方式（现代房柱式）开采，回，回收率可达收率可达70%70%以上。目前，回采率低的缺点正在被克以上。目前，回采率低的缺点正在被克服。服。 澳大利亚采用汪格维里采煤方法，在采深澳大利亚采用汪格维里采煤方法，在采深300300500m5

106、00m条件下，回采率达到条件下，回采率达到80%80%以上。我国神府东胜以上。我国神府东胜矿区采用汪格维里采煤方法取得了较高的回采率，矿区采用汪格维里采煤方法取得了较高的回采率，一般可达一般可达757585%85%。 （2 2）通风条件差。由于进回风巷道并列，通）通风条件差。由于进回风巷道并列，通风构筑物多，漏风大。风构筑物多，漏风大。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （三）全部回收方式（现代房柱式）开采（三）全部回收方式（现代房柱式）开采（三）全部回收方式（现代房柱式）开采（三）全部回

107、收方式（现代房柱式）开采 全部回收式房柱式采煤方法由于回收率高，全部回收式房柱式采煤方法由于回收率高，全部回收式房柱式采煤方法由于回收率高，全部回收式房柱式采煤方法由于回收率高，在国际上得到较快的发展。美国经过多年的不断改在国际上得到较快的发展。美国经过多年的不断改在国际上得到较快的发展。美国经过多年的不断改在国际上得到较快的发展。美国经过多年的不断改进，已经形成了以连续采煤机为中心的现代房柱式进，已经形成了以连续采煤机为中心的现代房柱式进，已经形成了以连续采煤机为中心的现代房柱式进，已经形成了以连续采煤机为中心的现代房柱式采煤方法。采煤方法。采煤方法。采煤方法。 50505050年代末期，在

108、美国房柱式采煤方法的基础年代末期，在美国房柱式采煤方法的基础年代末期，在美国房柱式采煤方法的基础年代末期，在美国房柱式采煤方法的基础上，澳大利亚和南非引进美国连续采煤机，结合具上，澳大利亚和南非引进美国连续采煤机，结合具上，澳大利亚和南非引进美国连续采煤机，结合具上，澳大利亚和南非引进美国连续采煤机，结合具体条件试验成功了一种采煤方法。在澳大利亚，这体条件试验成功了一种采煤方法。在澳大利亚，这体条件试验成功了一种采煤方法。在澳大利亚，这体条件试验成功了一种采煤方法。在澳大利亚，这种采煤方法是首先在汪格维里煤层试验成功的，因种采煤方法是首先在汪格维里煤层试验成功的，因种采煤方法是首先在汪格维里煤

109、层试验成功的，因种采煤方法是首先在汪格维里煤层试验成功的，因此称为此称为此称为此称为“汪格维里汪格维里汪格维里汪格维里”（WongawilliWongawilliWongawilliWongawilli）采煤方法。在）采煤方法。在）采煤方法。在）采煤方法。在南非，类似的方法首先在西格玛矿试验成功，称为南非，类似的方法首先在西格玛矿试验成功，称为南非，类似的方法首先在西格玛矿试验成功，称为南非，类似的方法首先在西格玛矿试验成功，称为“西格玛西格玛西格玛西格玛”采煤方法。采煤方法。采煤方法。采煤方法。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 近年来，以连续采煤机为核心

110、的现代房柱式采近年来，以连续采煤机为核心的现代房柱式采近年来，以连续采煤机为核心的现代房柱式采近年来，以连续采煤机为核心的现代房柱式采煤方法在我国神府、东胜、黄陵等埋深不大的矿区煤方法在我国神府、东胜、黄陵等埋深不大的矿区煤方法在我国神府、东胜、黄陵等埋深不大的矿区煤方法在我国神府、东胜、黄陵等埋深不大的矿区得到推广应用，取得了月产上得到推广应用，取得了月产上得到推广应用，取得了月产上得到推广应用，取得了月产上10101010万吨、回采率达到万吨、回采率达到万吨、回采率达到万吨、回采率达到80%80%80%80%左右的良好效果。左右的良好效果。左右的良好效果。左右的良好效果。 “ “ “ “汪

111、格维里汪格维里汪格维里汪格维里”和和和和“西格玛西格玛西格玛西格玛”采煤方法的采区采煤方法的采区采煤方法的采区采煤方法的采区区段划分和区段内煤柱切割及回收方式与传统房柱区段划分和区段内煤柱切割及回收方式与传统房柱区段划分和区段内煤柱切割及回收方式与传统房柱区段划分和区段内煤柱切割及回收方式与传统房柱式采煤方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁工作式采煤方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁工作式采煤方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁工作式采煤方法不同，煤柱回收后，顶板类似长壁工作面一样充分冒落，使房柱回采避开支承压力峰值区。面一样充分冒落，使房柱回采避开支承压力峰值区。面一样充分冒落，使房柱回采避开支

112、承压力峰值区。面一样充分冒落，使房柱回采避开支承压力峰值区。 因此，这两种方法成为现代房柱式采煤方法的因此，这两种方法成为现代房柱式采煤方法的因此，这两种方法成为现代房柱式采煤方法的因此，这两种方法成为现代房柱式采煤方法的典型代表。典型代表。典型代表。典型代表。（四）（四）煤柱支承煤柱支承采煤方法采煤方法适用条件适用条件 （1 1）开采深度适中；）开采深度适中； （2 2）近水平薄及中厚煤层；）近水平薄及中厚煤层； （3 3）顶板中等稳定以上；）顶板中等稳定以上； （4 4）底板平整，不太软，且保持无积水。）底板平整，不太软，且保持无积水。 （5 5）煤质较硬；）煤质较硬； （6 6）瓦斯含量

113、小；）瓦斯含量小； （7 7）煤层不宜自燃；）煤层不宜自燃； （8 8）非近距离煤层组开采。）非近距离煤层组开采。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响（五）（五）刀柱式长壁采煤方法刀柱式长壁采煤方法 刀柱式长壁采煤方法刀柱式长壁采煤方法，又称为，又称为长壁留煤柱支撑采矿方长壁留煤柱支撑采矿方法法。这种方法在山西雀儿山煤矿和陕西神木县大砭窑煤。这种方法在山西雀儿山煤矿和陕西神木县大砭窑煤矿采用。目前，在我国陕北的神府和榆林地区采用还比矿采用。目前，在我国陕北的神府和榆林地区采用还比较广泛。较广

114、泛。 刀柱式长壁采煤方法，其工作面一般采用长壁式布置，刀柱式长壁采煤方法，其工作面一般采用长壁式布置，工作面长度一般工作面长度一般150m150m左右。当工作面推进到直接顶的左右。当工作面推进到直接顶的极极限垮落限垮落步距步距时停采，留煤柱控制顶板，所留煤柱称为时停采，留煤柱控制顶板，所留煤柱称为控控顶煤柱顶煤柱。 根据顶板条件，开采条带推进距离一般根据顶板条件，开采条带推进距离一般8 814m14m，煤柱，煤柱尺寸小于一次连续推进距离，一般在尺寸小于一次连续推进距离，一般在6 68m8m。依次类推，。依次类推，当工作面推进到煤柱支撑顶板的采区极限范围后，留当工作面推进到煤柱支撑顶板的采区极限

115、范围后，留20m20m左右的左右的隔离煤柱隔离煤柱，分割顶板垮落区，防止大面积垮落。，分割顶板垮落区，防止大面积垮落。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响（六）条带开采法（六）条带开采法 在我国煤拄支撑常采用在我国煤拄支撑常采用条带开采法条带开采法，它的，它的实质实质是是采一条，留一条，用留下的煤柱来支撑顶板。采一条，留一条，用留下的煤柱来支撑顶板。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 条带开采只要尺寸选得合适，地表不会出条带开采只要尺寸选得合适，地表不会出现波浪形下沉盆地，而是出现单一平缓的下沉现波浪形下沉盆地，而是出现单一

116、平缓的下沉盆地。其它变形的分布规律与全采（不留条带盆地。其它变形的分布规律与全采（不留条带全部采出）相似。全部采出）相似。 力学模型分析与实测结果说明，当开采宽力学模型分析与实测结果说明，当开采宽度小于度小于I I3 3采深时，地表不会出现波浪形下沉采深时，地表不会出现波浪形下沉盆地，而呈现单一的下沉盆地。（盆地，而呈现单一的下沉盆地。（见下页图示。见下页图示。）第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响（3 3）条带煤柱应力分布变化的一般规律）条带煤柱应力分布变化的一般规律 条带煤柱应力分布变化

117、的一般规律大条带煤柱应力分布变化的一般规律大体可以分为七个阶段：体可以分为七个阶段： （a a）回采之前，煤层受上覆岩层均布）回采之前，煤层受上覆岩层均布载荷；载荷；第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （b b）煤煤柱柱一一侧侧采采空空，煤煤柱柱边边缘缘出出现现小小的的塑塑性性区区，形形成成支支承承压压力力，支支承承压压力力峰峰值值不大于煤柱的极限强度。不大于煤柱的极限强度。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （c c）煤煤柱柱两两侧侧采采空空，若若煤煤柱柱具具有有足足够够的的宽宽度度和和强强度度，保保持持稳稳定定支支撑撑

118、状状态态，煤煤柱柱上上的的应应力力分分布布为为“马马鞍鞍形形”。煤煤柱柱两两侧侧均均有有一一定定宽宽度度的的的的塑塑性性区区，煤煤柱柱边边界界支支撑撑能能力力为为零零，峰峰值值应应力力不大于煤柱极限强度。不大于煤柱极限强度。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （d d）受受周周围围其其它它条条带带采采动动影影响响，煤煤柱柱两两侧侧塑塑性性区区扩扩展展，煤煤柱柱核核区区应应力力上上升升但但小小于于峰峰值值应应力力，峰峰值值应应力力达达到到煤煤柱柱极极限限强强度度，应应力力分分布布仍仍然然为为“马马鞍鞍形形”，此此时时称称为为“极极限限马马鞍形鞍形”分布。分布。

119、第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （e e e e）随随随随着着着着充充充充分分分分采采采采动动动动程程程程度度度度的的的的增增增增加加加加，煤煤煤煤柱柱柱柱两两两两侧侧侧侧塑塑塑塑性性性性区区区区进进进进一一一一步步步步扩扩扩扩大大大大，核核核核区区区区中中中中心心心心应应应应力力力力达达达达到到到到煤煤煤煤柱柱柱柱极极极极限限限限强强强强度度度度，核核核核区区区区应应应应力力力力形形形形成成成成平平平平台台台台形形形形分分分分布布布布。此此此此时时时时，如如如如果果果果核核核核区区区区中中中中心心心心应应应应力力力力稍稍稍稍有有有有上上上上升升升升，煤

120、煤煤煤柱柱柱柱将将将将迅迅迅迅速速速速失失失失稳稳稳稳，故故故故“平平平平台台台台形形形形”应应应应力力力力分分分分布是煤柱由稳定向失稳转过渡的标志。布是煤柱由稳定向失稳转过渡的标志。布是煤柱由稳定向失稳转过渡的标志。布是煤柱由稳定向失稳转过渡的标志。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （f f）煤煤柱柱开开始始屈屈服服，两两侧侧塑塑性性区区连连通通，煤煤柱柱失失去去核核区区，支支撑撑能能力力迅迅速速下下降降。煤煤柱柱核核区区中中心心应应力力小小于于原原始始煤煤柱柱极极限限强强度度，应应力力分分布布形态呈现形态呈现“拱形拱形”。第四节第四节 地质采矿因素对开

121、采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 （g g）煤煤柱柱以以蠕蠕变变状状态态继继续续破破坏坏，支支撑撑能能力力继继续续下下降降，核核区区应应力力小小于于原原岩岩应应力力，拱拱形形应力呈瘫软式下降，直至煤柱被压溃。应力呈瘫软式下降，直至煤柱被压溃。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 对对于于控控顶顶煤煤柱柱，由由于于煤煤柱柱宽宽度度小小，煤煤柱柱的的应应力力分分布布应应当当为为平平台台型型比比较较合合理理。从从控控顶顶煤煤柱柱优优化化设设计计角角度度，可可以以采采用用煤煤柱柱“平平台台形形”应应力力分分布布为为临临界界条条件件，确确定定煤煤柱柱的的载载荷荷

122、，本本方方法法称称为为“平台载荷法平台载荷法”。（4 4）条带煤柱的载荷）条带煤柱的载荷 煤柱煤柱“平台形平台形” 临界体积载荷分布临界体积载荷分布第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 假假假假设设设设煤煤煤煤柱柱柱柱四四四四周周周周的的的的塑塑塑塑性性性性区区区区宽宽宽宽度度度度相相相相同同同同，采采采采区区区区上上上上覆覆覆覆岩岩岩岩层层层层自自自自重重重重由由由由采采采采区区区区煤煤煤煤柱柱柱柱承承承承担担担担，煤煤煤煤柱柱柱柱附附附附加加加加垂垂垂垂直直直直应应应应力力力力分分分分布布布布符符符符合合合合体积载荷平衡原理，有如下体积载荷平衡关系：体积载

123、荷平衡原理，有如下体积载荷平衡关系：体积载荷平衡原理，有如下体积载荷平衡关系：体积载荷平衡原理，有如下体积载荷平衡关系： 式中：式中：式中：式中：VpVpVpVp煤柱塑性区的体积载荷，煤柱塑性区的体积载荷，煤柱塑性区的体积载荷，煤柱塑性区的体积载荷，kg;kg;kg;kg; VcVcVcVc煤柱核区的体积载荷，煤柱核区的体积载荷，煤柱核区的体积载荷，煤柱核区的体积载荷，kg;kg;kg;kg; VzVzVzVz由煤柱支撑的覆岩载荷，由煤柱支撑的覆岩载荷，由煤柱支撑的覆岩载荷，由煤柱支撑的覆岩载荷，kgkgkgkg。第四节第四节 地质采矿因素对开采沉陷的影响地质采矿因素对开采沉陷的影响 大大量量

124、的的研研究究表表明明，条条带带开开采采通通过过煤煤柱柱向向底底板板传传递递载载荷荷，会会导导致致煤煤柱柱基基础础产产生生不不同同程程度度的的下下沉沉。煤煤柱柱间间相相对对沉沉降降差差值值的的大大小小与与煤煤柱柱的的绝绝对对沉沉降降值值相相比比，对对于于顶顶板板破破坏坏的的影影响响更更加明显。加明显。 煤煤柱柱的的不不均均匀匀沉沉降降将将引引起起部部分分煤煤柱柱首首先先卸卸载载，其其载载荷荷发发生生转转移移，导导致致其其它它煤煤柱柱载载荷荷升升高而逐渐破坏，最终导致顶板失稳。高而逐渐破坏，最终导致顶板失稳。 因因此此，设设计计煤煤柱柱时时要要保保证证煤煤柱柱的的形形状状、尺尺寸和分布的规则性。寸

125、和分布的规则性。第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响 在地质条件复杂（如在地质条件复杂（如断层断层、褶曲褶曲、山区山区条件下开采条件下开采和和露天矿露天矿等）的情况下，地表移等）的情况下，地表移动和变形分布的正常规律被改变，表现出特动和变形分布的正常规律被改变，表现出特殊的规律性。本节主要就殊的规律性。本节主要就断层断层、向斜构造向斜构造和和山区开采山区开采的岩层移动问题进行讲述。目前，的岩层移动问题进行讲述。目前，在这些方面研究得还很不够，尚有待于今后在这些方面研究得还很不够，尚有待于今后进一步深入探讨。进一步深入探讨。 一、断层对开采沉陷规律的影响一、断层对开采沉陷规律的影响（一）断层对开

126、采沉陷的影响（一）断层对开采沉陷的影响 如如果果所所采采煤煤层层的的上上覆覆岩岩层层中中有有断断层层存存在在，这这就就可可能能引引起起断断层层的的上上下下盘盘沿沿断断层层面面相相对对移移动动。当当断断层层倾倾角角大大于于2020，断断层层落落差差大大于于10m10m时时，断断层层对对开开采沉陷影响明显。主要表现在采沉陷影响明显。主要表现在两方面：两方面：一是一是断层露头处地表产生台阶状裂缝；断层露头处地表产生台阶状裂缝；二二是是改改变变沉沉陷陷的的影影响响范范围围。下下面面分分别别说说明明在在垂垂直直断层走向和沿断层走向的剖面上的影响情况。断层走向和沿断层走向的剖面上的影响情况。第五节 复杂地

127、质条件对地表沉陷的影响第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响1 1在垂直断层走向的剖面上在垂直断层走向的剖面上 根据根据断层面倾角断层面倾角和和工作面基岩移动角工作面基岩移动角之间的相对之间的相对关系分关系分三种情况三种情况： （1 1）断层面倾向断层面倾向和和工作面基岩移动角工作面基岩移动角倾向一致，倾向一致，断层面倾角断层面倾角小于小于基岩移动角基岩移动角。 此时，断层位于工作面影响范围之外。在采空区此时，断层位于工作面影响范围之外。在采空区上方岩层移动过程中，在某些因素影响下促使断层面上方岩层移动过程中，在某些因素影响下促使断层面的极限平衡道到破坏时，则岩

128、层沿着断层面发生滑动，的极限平衡道到破坏时，则岩层沿着断层面发生滑动，其结果其结果在断层露头处地表产生在断层露头处地表产生台阶台阶，同时，同时地表移动范地表移动范围增大围增大。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响（2 2）断层面倾向断层面倾向与与基岩移动角倾向基岩移动角倾向一致，一致，断层面断层面倾角倾角大于大于基岩移动角基岩移动角。 此时整个断层位于工作面开采后的覆岩移动范此时整个断层位于工作面开采后的覆岩移动范围内。当井下工作面开采后，由于断层两侧的岩层围内。当井下工作面开采后，由于断层

129、两侧的岩层在移动过程中发生滑动，在移动过程中发生滑动，致使致使断层露头处地表很快断层露头处地表很快形成台阶形成台阶，所形成的台阶与台阶的高差一般也大于，所形成的台阶与台阶的高差一般也大于第一种情况的台阶。同时，第一种情况的台阶。同时，采空区上方地表移动范采空区上方地表移动范围缩小围缩小。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响（3 3）断层面倾向断层面倾向与与工作面移动角倾向工作面移动角倾向相反相反 当当井井下下工工作作面面回回采采后后，上上覆覆岩岩层层发发生生移移动动，由由于于在在abab处处

130、岩岩层层不不连连续续，采采空空区区上上方方岩岩层层移移动动变变形形一一般般不不能能传传递递到到a a，而而终终止止于于abab附附近近。于于是是，露露头头处处（a a处处）产产生生宽宽度度较较大大的的台台阶阶状状裂裂缝，移动范围缩小。缝，移动范围缩小。 此时，断层面与移动角的影响线相交，断层面的上部位此时，断层面与移动角的影响线相交，断层面的上部位于工作面的采动影响范围内，断层面的下部位于工作面的采于工作面的采动影响范围内，断层面的下部位于工作面的采动影响范围外。动影响范围外。例如：枣庄矿务局枣庄煤矿例如：枣庄矿务局枣庄煤矿41134113工作面中通过横五工作面中通过横五断层。横五断层落差断层

131、。横五断层落差202030m30m，断层面倾角，断层面倾角7070，断层倾向与该处岩层移动方向相反。断层倾向与该处岩层移动方向相反。当工作面推进到当工作面推进到断层附近时，断断层附近时，断层露头处地哀很层露头处地哀很快就出现台阶状快就出现台阶状裂缝，台阶落差裂缝，台阶落差达达0.2m0.2m，位于台，位于台阶处的房屋遭到阶处的房屋遭到严重破坏（如右严重破坏（如右图所示）。图所示）。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响2 2在沿断层走向的剖面上在沿断层走向的剖面上 在沿断层走向的剖面上，断层露头处的台阶是在沿断层走向的剖面上，断层露头处的台阶是以主断面为中心向两

132、侧逐渐变小，断层的破坏作用以主断面为中心向两侧逐渐变小，断层的破坏作用逐渐衰减。其影响范围逐渐衰减。其影响范围l l按下式计算：按下式计算： l lH H0 0ctgctg0 0 式中式中 l l为影响范围；为影响范围； H H0 0为平均采深；为平均采深； 0 0为走向边界角。为走向边界角。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响（二）断层对地表移动与变形产生影响的原因（二）断层对地表移动与变形产生影响的原因 断层对地表移动变形产生影响的断层对地表移动变形产生影响的原因在于原因在于断层带断层带处岩层的力学强度大大低于周围岩层的力学强度。处岩层的力学强度大大低于周

133、围岩层的力学强度。 由于采动引起的应力的集中作用，致使断层露头由于采动引起的应力的集中作用，致使断层露头处成为岩层变形集中的有利位置。处成为岩层变形集中的有利位置。在上覆岩层发生在上覆岩层发生移动与变形的同时，岩层还沿着断层面发生滑动，移动与变形的同时，岩层还沿着断层面发生滑动，于是在断层露头处的地表就出现台阶状的破坏。于是在断层露头处的地表就出现台阶状的破坏。 同时，由于断层的变形集中作用，也使盆地内移同时，由于断层的变形集中作用，也使盆地内移动与变形的正常分布发生改变。在断层露头处的地动与变形的正常分布发生改变。在断层露头处的地表变形加剧，大大超过其正常值，位于断层露头两表变形加剧，大大超

134、过其正常值，位于断层露头两侧附近的地表变形变得缓和小于其正常值。侧附近的地表变形变得缓和小于其正常值。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响 利用断层对地面影响的规律，可指导地利用断层对地面影响的规律，可指导地面建筑物的合理布置。面建筑物的合理布置。 也就是说，在断层露头位置禁止修建新也就是说，在断层露头位置禁止修建新的建筑物，在断层带上的原有的建筑物，一的建筑物，在断层带上的原有的建筑物，一般不采取加固措施而进行拆除，般不采取加固措施而进行拆除， 而在断层露头两侧地表的变形缓和地带，而在断层露头两侧地表的变形缓和地带，则对建筑物影响很小，原有建筑物可进行加则对

135、建筑物影响很小，原有建筑物可进行加固，也可盖新的建筑物。固，也可盖新的建筑物。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响（三）台阶的特征与大小（三）台阶的特征与大小1 1台阶形成的过程台阶形成的过程 断层影响最初反映到地表断层影响最初反映到地表的是裂缝，裂缝逐渐增大而的是裂缝，裂缝逐渐增大而成槽沟，随着开采强度的增成槽沟，随着开采强度的增大，在断层露头处靠近采区大，在断层露头处靠近采区一侧的地表下沉和水平移动一侧的地表下沉和水平移动相应加剧，逐渐形成向采空相应加剧，逐渐形成向采空区方向的台阶。区方向的台阶。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表

136、沉陷的影响2 2台阶下错的方向台阶下错的方向 一般情况下台阶下错总是朝向正在开采一般情况下台阶下错总是朝向正在开采的采空区方向，当工作面邻近老采空区时，的采空区方向，当工作面邻近老采空区时，台阶下错有可能朝向老采区的方向。台阶下错有可能朝向老采区的方向。 3 3影响台阶大小的因素影响台阶大小的因素 我国一些矿区的资料表明，断层露头台阶我国一些矿区的资料表明，断层露头台阶的大小受下列因素的影响：的大小受下列因素的影响： 第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响 （1 1）在地表下沉盆地中）在地表下沉盆地中断层露头台阶断层露头台阶，距最大下，距最大下沉点近时，落差大，

137、距最大下沉点远时，落差小。沉点近时，落差大，距最大下沉点远时，落差小。 （2 2）断层面倾角大时，落差大；倾角小时，落差）断层面倾角大时，落差大；倾角小时，落差小。小。 （3 3）断层落差大时，台阶落差大；断层落差小时，）断层落差大时，台阶落差大；断层落差小时，台阶落差小。台阶落差小。 在开采深度小于在开采深度小于500m500m的情况下，断层落差大于的情况下，断层落差大于8 810m10m时，可能出现台阶；断层落差小于时，可能出现台阶；断层落差小于8 810m10m时，时，或不出现台阶，或出现落差很小的台阶。或不出现台阶，或出现落差很小的台阶。 （4 4）最大下沉值大时，台阶落差大；最大下沉

138、值）最大下沉值大时，台阶落差大；最大下沉值小时，台阶落差小。小时，台阶落差小。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响4 4台阶尺寸的估算台阶尺寸的估算 台阶尺寸是台阶的高差（落差）与宽度（缝宽），台阶尺寸是台阶的高差（落差）与宽度（缝宽），它反映该处地表变形的剧烈程度。因此，正确计算它反映该处地表变形的剧烈程度。因此，正确计算台阶尺寸是很重要的。下面是据实际资料求得的经台阶尺寸是很重要的。下面是据实际资料求得的经验公式：验公式：式中式中 W W台阶高度（台阶落差或下沉差）；台阶高度（台阶落差或下沉差）； b b系数，系数，0.000050.00005； A A开

139、采煤层的截面积，开采煤层的截面积，m2m2。（1 1）第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响（2 2）式中式中 W W台阶高度（台阶落差或下沉差）；台阶高度（台阶落差或下沉差）； 断层倾角；断层倾角； k k断层影响系数（断层影响系数（P107P107）；）； WmWm地表下沉盆地内最大下沉值，地表下沉盆地内最大下沉值，mmmm； l l地表下沉盆地半盆地长，地表下沉盆地半盆地长，m m； x x断层露头到最大下沉点的距离，断层露头到最大下沉点的距离，m m。 第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响（3）式中式中 U U台阶的水平

140、移动差（即，台阶的水平移动差（即，台阶宽度）；台阶宽度）； W W台阶高度（台阶落差或台阶高度（台阶落差或下沉差）；下沉差）； F F断层面倾角。断层面倾角。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响二、有向斜构造时的地表移动特征二、有向斜构造时的地表移动特征 向斜上方地表会出现台阶。台阶的位置向斜上方地表会出现台阶。台阶的位置与与出现的时间出现的时间、采空区位置采空区位置、煤层倾角煤层倾角、岩体和煤层磨擦角岩体和煤层磨擦角以及以及向斜轴埋深向斜轴埋深等因素等因素有关。有关。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响1 1两翼倾角两翼倾角

141、、1 1小于最弱接触面的磨擦角小于最弱接触面的磨擦角 最弱接触面最弱接触面：煤层与顶板或岩层的物理力学性：煤层与顶板或岩层的物理力学性质有明显变化的层分界面。质有明显变化的层分界面。 地层的移地层的移动规律与开采动规律与开采单斜煤层时完单斜煤层时完全相同，只是全相同，只是在向斜轴露头在向斜轴露头部分产生台阶部分产生台阶状裂缝。状裂缝。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响2 2两翼倾角两翼倾角、1 1大于最弱接触面的磨擦角大于最弱接触面的磨擦角 开采开采AA 、AA1 1部分时，岩层移动都不波及对方部分时，岩层移动都不波及对方岩层，地表移动规律与单斜开采相同。岩

142、层，地表移动规律与单斜开采相同。 上山方向可能上山方向可能产生台阶，台阶产生台阶，台阶的落差不大于最的落差不大于最大下沉值的大下沉值的1/71/7。 当采区边界上当采区边界上山深度大于山深度大于H HB B时，时，可能不出现台阶。可能不出现台阶。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响 H HS S 可按下表确定；可按下表确定； n n开采煤层的层数。开采煤层的层数。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响在在开开采采a a1 1点点以以下下煤煤层层时时，在在OEOE段段可可能能产产生生台台阶阶。当当开开采采到到g g点点以以下下煤煤

143、层层时时，向向斜斜另另一一翼翼上上方方的的岩岩层层全全部部采采动动影影响响，尤尤其其在在A A点点可可能能产产生生台台阶阶。g g点点位位置置可可由由L L和和d d来来确确定定。L L点点可可根据根据H H来确定。来确定。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响3 3而而1 1 AO1AO1段的开采不可能引起另一翼沿软弱面的移动段的开采不可能引起另一翼沿软弱面的移动而开采另一翼而开采另一翼BO1BO1时，时，g g点以上煤层开采与一般单斜点以上煤层开采与一般单斜开采相同，开采相同，g g点以下点以下AOAO区域内可能出现台阶，区域内可能出现台阶，g g点可点可按

144、上次方法得到。按上次方法得到。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响三、山区地表移动及变形特征三、山区地表移动及变形特征 开开采采影影响响下下的的山山区区地地表表移移动动规规律律与与平平地地的的移移动动规规律律有有明明显显的的不不同同。山山区区采采动动地地表表的的移移动动除除了了有有一一般般的的地地表表移移动动形形式式外外，还还可可能能有有两两种种形形式式：一一种种是是滑坡滑坡；一种是；一种是滑移滑移。 滑滑坡坡指指的的是是该该地地区区本本来来就就存存在在滑滑坡坡条条件件或或有有古古老老滑滑坡坡，由由于于开开采采影影响响诱诱发发滑滑坡坡或或引引起起新新的的滑滑动

145、动。这这种种滑滑坡坡的的移移动动量量和和移移动动速速度度都都较较大大，移移动动方方向向不不一一定定指指向向山山坡坡下下方方。在在多多雨雨且且坡坡度度较较大大的的山山区区，这这种种滑滑坡坡可可能能形形成成泥泥石石流流。开开采采引引起起的的滑滑坡坡是是属属于于工工程程地地质质和和水水文文地地质质的的问问题题，应应采采取取工工程程地地质质和和水水文文地质手段来解决。地质手段来解决。 第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响 滑滑移移指指的的是是开开采采引引起起的的地地表表移移动动过过程程中中表表土土层层或或风风化化层层在在重重力力分分量量的的作作用用下下沿沿山山坡坡向向

146、下下的的缓缓慢慢滑滑动动。它它是是与与采采动动沉沉陷陷过过程程同同时时发发生生的的，其其移移动动量量、移移动动方方向向和和移移动动范范围围取取决决于于地地表表倾倾角角、倾倾向向、移移动动盆盆地地位位置置及附近的微地貌。及附近的微地貌。 一一般般来来说说，这这种种滑滑移移的的移移动动量量和和移移动动速速度度与与采采动动影影响响的的大大小小有有关关，且且滑滑动动方方向向总总是是指指向向山山坡坡的的倾倾斜斜方方向向。开开采采引引起起的的山山坡坡表表土土层层或或风风化化层层在在采采动动沉沉陷陷过过程程中中的的滑滑移移属属于于地地表表移移动动范范畴畴，是是山山区区地地表表移移动动最最普普通通的的现现象象

147、。下下面面讨讨论论不不发发生生滑滑坡坡的的山山区区地地表表移移动动特特征征和和滑坡对工程的影响。滑坡对工程的影响。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响（一）山区地表移动特征（一）山区地表移动特征1.1.山区地表移动除了有向采空区移动的分量外，山区地表移动除了有向采空区移动的分量外，还有向山坡下方滑移的分量。还有向山坡下方滑移的分量。 在缓倾斜煤层条件下，山区地表滑移主要发在缓倾斜煤层条件下，山区地表滑移主要发生在风化表土层内，因而在基岩与风化表土层接生在风化表土层内，因而在基岩与风化表土层接触面上有较大的错动。触面上有较大的错动。 第五节第五节 复杂地质条件对

148、地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响2 2由由于于坡坡度度变变化化和和地地形形起起伏伏导导致致出出区区滑滑移移产产生波动。生波动。 在在山山坡坡上上，因因拉拉（推推）应应力力作作用用产产生生向向下下坡坡方方向向的的滑滑移移，进进而而引引起起向向下下坡坡方方向向的的水水平平移移动和下沉。动和下沉。 在在坡坡间间平平地地或或山山谷谷地地带带，由由于于滑滑移移形形成成挤挤压压，结结果果使使地地表表上上升升。实实际际观观测测资资料料表表明明，山山间间平平地地或或沟沟谷谷处处的的最最终终下下沉沉值值，比比相相同同件件下下平平地的下沉值要小。地的下沉值要小。 第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影

149、响复杂地质条件对地表沉陷的影响3 3山山区区的的水水平平移移动动与与平平地地的的水水平平移移却却有有明明显显的不同。的不同。 由由于于地地表表的的倾倾向向和和倾倾角角不不同同，水水平平移移动动曲曲线线形形状状有有很很大大差差异异，可可分分为为四四种种情情况况。现现在在仅仅就就沿沿走走向向半半盆盆地地上上，地地质质采采矿矿条条件件基基本本相相同同的的情情况分别进行介绍：况分别进行介绍：第五节第五节第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响地表倾向与下沉盆地倾向地表倾向与下沉盆地倾向相同相同时，半盆地的时，半盆地的

150、水平移动全为正值，但数值比一般平地条件下的水平移动全为正值，但数值比一般平地条件下的数值大，且盆地中心处不为零。数值大，且盆地中心处不为零。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响地表倾向与下沉盆地倾向地表倾向与下沉盆地倾向相反相反时，可呈时，可呈两种两种情况：情况： 地表倾角较大时地表倾角较大时，半盆地的水平移动全为负值，且愈向，半盆地的水平移动全为负值，且愈向盆地中心负值愈大，如盆地中心负值愈大，如u ua a曲线。曲线。 地表倾角较小时地表倾角较小时，拐点附近水平移动可拐点附近水平移动可能出现正值，其它位能出现正值，其它位置上仍为负值，如置上仍为负值，如u

151、ub b曲线。曲线。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响地表坡度在数值和方向上地表坡度在数值和方向上都有变化时都有变化时，水平移，水平移动也有相应的变化。地表倾向与下沉盆地动也有相应的变化。地表倾向与下沉盆地倾向相同倾向相同时时，水平移动正向递增（，水平移动正向递增（向右移向右移）；）；倾向相反时倾向相反时，水，水平移动负向递增（平移动负向递增（向左移向左移），其增减幅度与地表倾角），其增减幅度与地表倾角成正比。成正比。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响观测线与地面等高线方向观测线与地面等高线方向一致一致时，水平移动规时，水

152、平移动规律与平地条件下的相似，但水平移动系数律与平地条件下的相似，但水平移动系数b b偏小。偏小。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响4.4.山区地表的移动范围一般都比平地的大。山区地表的移动范围一般都比平地的大。 由于滑移引起的水平移动、水平变形及移动边由于滑移引起的水平移动、水平变形及移动边界接近平地或沟谷时地表上升。界接近平地或沟谷时地表上升。 其其增增大大的的范范围围，下下坡坡方方向向约约0.50.51.0r1.0r，上上坡坡方方向向为为0.20.20.5r0.5r（r r为为主主要要影影响响半半径径），反反映映在在移移动动角角上上（上上、下下），下下

153、坡坡方方向向约约减减小小20202525，上上坡坡方方向向约约减减小小5 51010。第五节第五节 复杂地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响（二）滑坡对地面建筑物和井巷工程的影响（二）滑坡对地面建筑物和井巷工程的影响 在山区，由于采动影响，不但引起地表在山区，由于采动影响，不但引起地表下沉，而且还诱发滑坡。这类滑坡，能对工下沉，而且还诱发滑坡。这类滑坡，能对工业和民用建筑物的安全造成威胁。业和民用建筑物的安全造成威胁。 滑坡的成因：滑坡的成因：要形成滑坡，必须具备要形成滑坡，必须具备斜斜坡坡、薄弱面薄弱面和和临空面临空面三个条件，缺一不可。三个条件，缺一不可。第五节第五节 复杂

154、地质条件对地表沉陷的影响复杂地质条件对地表沉陷的影响思考题思考题 1.1.1.1.水平煤层（或沿煤层走向主断面）非充分采水平煤层（或沿煤层走向主断面）非充分采水平煤层（或沿煤层走向主断面）非充分采水平煤层（或沿煤层走向主断面）非充分采动时地表移动盆地主断面内下沉曲线特征动时地表移动盆地主断面内下沉曲线特征动时地表移动盆地主断面内下沉曲线特征动时地表移动盆地主断面内下沉曲线特征? ? ? ? 2. 2. 2. 2.缓倾斜煤层以及急倾斜煤层开采沉陷的分布缓倾斜煤层以及急倾斜煤层开采沉陷的分布缓倾斜煤层以及急倾斜煤层开采沉陷的分布缓倾斜煤层以及急倾斜煤层开采沉陷的分布规律规律规律规律 3.3.3.3

155、.什么叫起动距？什么叫起动距？什么叫起动距？什么叫起动距？ 4.4.4.4.什么叫超前影响、超前影响角什么叫超前影响、超前影响角什么叫超前影响、超前影响角什么叫超前影响、超前影响角, , , ,超前影响距超前影响距超前影响距超前影响距? ? ? ? 5. 5. 5. 5.工作面推进过程中（又称动态）地表移动变工作面推进过程中（又称动态）地表移动变工作面推进过程中（又称动态）地表移动变工作面推进过程中（又称动态）地表移动变形分布规律；形分布规律；形分布规律；形分布规律； 6. 6. 6. 6. 简述简单地质条件和复杂地质条件下的地简述简单地质条件和复杂地质条件下的地简述简单地质条件和复杂地质条件下的地简述简单地质条件和复杂地质条件下的地表移动变形分布规律。表移动变形分布规律。表移动变形分布规律。表移动变形分布规律。