礦山開(kāi)采沉陷學(xué)(知識(shí)點(diǎn)整理)

1、礦山開(kāi)采沉陷學(xué)1礦山開(kāi)采沉陷學(xué)礦山開(kāi)采沉陷學(xué)第一章：第一章：1：在地下開(kāi)采前，巖體在地應(yīng)力場(chǎng)作用下處于相對(duì)平衡狀態(tài)。局部礦體被采出后，在巖體內(nèi)部形成一個(gè)采空區(qū)，導(dǎo)致周?chē)鷰r體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，引起應(yīng)力重分布，從而使巖體產(chǎn)生移動(dòng)變形和破壞，直至達(dá)到新的平衡。隨著采礦工作的進(jìn)行，這一過(guò)程不斷重復(fù)。它是一個(gè)十分復(fù)雜的物理、力學(xué)變化過(guò)程，也是巖層產(chǎn)生移動(dòng)和破壞過(guò)程，這一過(guò)程和現(xiàn)象稱為巖層移動(dòng)巖層移動(dòng)。2：充分采動(dòng)區(qū)COD位于采空區(qū)中部上方，其移動(dòng)

2、特征是：煤層頂板在上覆巖體重力作用下，先向采空區(qū)方向彎曲，然后破碎成大小不一的巖塊向下冒落而充填采空區(qū)。此后，巖層成層狀向下彎曲，同時(shí)伴隨有離層、裂隙、斷裂等現(xiàn)象。成層狀彎曲的巖層下沉，使冒落破碎的巖塊逐漸被壓實(shí)。移動(dòng)結(jié)束后，此區(qū)內(nèi)下沉的巖層仍平行于它的原始層位，層內(nèi)各點(diǎn)的移動(dòng)向量與煤層法線方向一致，在同一層內(nèi)的移動(dòng)向量彼此相等。3：巖層移動(dòng)形式（一）彎曲，這巖層移動(dòng)的主要形式。當(dāng)?shù)叵麻_(kāi)采后，從直接頂板開(kāi)始沿層面法線方向彎曲，直到地表。

3、（二）巖層的垮落（或稱冒落）。當(dāng)煤層采出后，采空區(qū)附近上方巖層彎曲而產(chǎn)生拉伸變形。當(dāng)拉伸變形超過(guò)巖層的允許抗拉強(qiáng)度時(shí)，巖層破碎成大小不一的巖塊，冒落充填于采空區(qū)。此時(shí)，巖層不再保持其原有的層狀結(jié)構(gòu)。這是巖層移動(dòng)過(guò)程中最劇烈的形式，通常只發(fā)生在采空區(qū)直接頂板巖層中。（三）煤的擠出（又稱片幫）。采空區(qū)邊界煤層在支承壓力作用下，一部分被壓碎擠向采空區(qū)，這種現(xiàn)象稱為片幫。由于增壓區(qū)的存在，煤層頂?shù)装鍘r層在支承壓力作用下產(chǎn)生豎向壓縮，從而使采空區(qū)

4、邊界以外的上覆巖巖層和地表產(chǎn)生移動(dòng)。（四）巖石沿層面的滑移。在開(kāi)采傾斜煤層時(shí)，巖石在自重力的作用下，除產(chǎn)生沿層面法線方向的彎曲外，還會(huì)產(chǎn)生沿層面方向的移動(dòng)。巖層傾角越大，巖層沿層面滑移越明顯。沿層面滑移的結(jié)果，使采空區(qū)上山方向的部分巖層受拉伸，甚至剪斷，而下山方向的部分巖層受壓縮。（五）垮落巖石的下滑（或滾動(dòng)）。煤層采出后，采空區(qū)為冒落巖塊所充填。當(dāng)煤層傾角較大，而且開(kāi)采自上而下順序進(jìn)行，下山部分煤層繼續(xù)開(kāi)采而形成新的采空區(qū)時(shí)，采空區(qū)上

5、部垮落的巖石可能下滑而充填新采空區(qū)，從而使采空區(qū)上部的空間增大，下部空間減小，使位于采空區(qū)上山部分的巖層移動(dòng)加劇，而下山部分的巖層移動(dòng)減弱。（六）底板巖層的隆起。當(dāng)?shù)装鍘r層較軟時(shí)，在煤層采出后，底板在垂直方向減壓，水平方向受壓，導(dǎo)致底板向采空區(qū)方向隆起。礦山開(kāi)采沉陷學(xué)3表示。8：地表移動(dòng)盆地的特征在移動(dòng)盆地內(nèi)，各個(gè)部位的移動(dòng)和變形性質(zhì)及大小不盡相同。在采空區(qū)上方地表平坦、達(dá)到超充分采動(dòng)、采動(dòng)影響范圍內(nèi)沒(méi)有大地質(zhì)構(gòu)造條件下，最終形成的靜態(tài)

6、地表移動(dòng)盆地可劃分為三個(gè)區(qū)域（圖7b）移動(dòng)盆地的中間區(qū)域（又稱中性區(qū)域）；移動(dòng)盆地的內(nèi)邊緣區(qū)（又稱壓縮區(qū)域）；移動(dòng)盆地的外邊緣區(qū)（又稱拉伸區(qū)域）。在剛達(dá)到充分采動(dòng)和非充分采動(dòng)時(shí)，盆地內(nèi)不出現(xiàn)中間區(qū)域。拐點(diǎn)：內(nèi)外邊緣區(qū)分界點(diǎn)、下沉曲線凹凸變化點(diǎn)。水平煤層水平煤層開(kāi)采時(shí)地表達(dá)到充分采動(dòng)的地表移動(dòng)盆地，它有下列的特征：（1）地表移動(dòng)盆地位于采空區(qū)的正上方。盆地的中心（最大下沉點(diǎn)所在的位置）和采空區(qū)中心是一致的。盆地的平底部分位于采空區(qū)中部正上

7、方。（2）地表移動(dòng)盆地的形狀與采空區(qū)對(duì)稱。矩形－－橢圓形（3）移動(dòng)盆地內(nèi)外邊緣區(qū)的分界點(diǎn)，大致位于采空區(qū)邊界的正上方。（4）在水平煤層開(kāi)采的條件下，非充分采動(dòng)和剛達(dá)到充分采動(dòng)的地表移動(dòng)盆地的特征和超充分采動(dòng)的移動(dòng)盆地特征相似，不同的是移動(dòng)盆地內(nèi)不出現(xiàn)中性區(qū)域，只有一個(gè)最大下沉點(diǎn)，且最大下沉點(diǎn)位于采空區(qū)中心的正上方。傾斜煤層傾斜煤層開(kāi)采、地表未達(dá)到充分采動(dòng)時(shí)，地表移動(dòng)盆地有如下特征：（1）傾斜方向上，盆地中心（最大下沉點(diǎn)）偏向采空區(qū)下山方