矿山开采沉陷观测37页PPT
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充分采动角:是指在充分采动的情况下,在地表移动盆地的主断面上,移动盆地平底的边缘在地表水平线的投影点和同侧采空区边界线与煤层在采空区一侧的夹角。
主断面:通常将地表移动盆地内通过地表最大下沉点,所做的沿煤层倾向和走向的垂直断面称为移动盆地的主断面。
最大下沉角:在倾斜主断面上,由采空区的中点和移动盆地最大下沉点,在基岩上投影点的连线与水平线之间沿煤层下山方向一侧的夹角。
边界角:在充分采动或接近充分采动的情况下,地表移动盆地主断面上盆地边界点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为边界角。
移动角:在充分采动或接近充分采动的情况下,地表移动盆地主断面上三个变形中最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煤柱一侧的夹角称为移动角。
裂缝角:在充分采动或接近充分采动的情况下,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煤柱一侧的夹角称为裂缝角。
启动距:通常把地表开始移动(下沉为10mm )时的工作面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下沉,这种现象称为超前响。
最大下沉滞后距离:当地表达到充分采动后,在地表下沉速度曲线上,最大下沉速度点的位置总是滞后回采工作面一固定距离,此距离称为最大下沉滞后距离。
最大下沉滞后角:把地表最大下沉速度点,与相应的回采工作面连线和煤层在采空区一侧的夹角,称为最大下沉速度滞后角。
预计参数:是指预计函数中用到的一系列数据,这些数据是根据所预计的那些工作面的地质采煤条件确定的。
下沉系数:下沉系数q 与开采的顶板控制方法有关,若本矿区没有实测下沉系数,也可以根据类比的方法确定。
其可用公式表示为αmcos q 0W = 拐点偏距:在走向半无限开采中,实际开采边界与计算机边界之间沿煤层的平距称为拐点偏距。
水平移动距离:指地表最大水平移动值和最大下沉值的比值建立典型曲线的步骤1.根据某矿区的地质采煤条件,将各观测站分为若干组。
第六章矿山开采沉陷规律及观测站设计开采沉陷规律:地下开采引起的地表移动变形的大小、空间分布形态及其与地质采矿条件的关系岩层移动分区三个移动特征区:Ⅰ—充分采动区(减压区COD);Ⅱ、Ⅱ’—最大弯曲区;Ⅲ、Ⅲ’—岩石压缩区(支承压力区)GKMC、HLND岩层移动和破坏的形式(1)弯曲(2)垮落(冒落)(3)滚动(垮落岩石的下滑)(4)片帮(挤出)(5)岩石沿层面的滑移(6)底板岩层的隆起岩层移动和破坏形成的“三带”根据岩层移动破坏的不同,把采动岩层分为三个部分,即岩层移动的“三带”:1)垮落带Ⅰ;2)裂缝带Ⅱ;3)弯曲带Ⅲ;在水体上采煤时,将采动岩体底板也分为三带:1)底板采动破坏带;2)底板阻水带;3)底板承压水导升带1、垮落带指工作面开采达到一定宽度时引起上覆岩层顶板垮落的岩层移动区域垮落带内岩层破坏特点是:(1)分区性:不规则垮落带和规则垮落带(2)碎胀性,碎胀系数值恒大于1,一般在1.5~1.80之间。
(3)可压缩性(4)垮落带高度主要取决于采出厚度和上覆岩层的碎胀系数、岩性等,通常为采出厚度的3~5倍2、裂缝带在采空区上覆岩层中产生裂缝、离层及断裂,但仍保持层状结构的那部分岩层称为裂缝带特征:(1)岩体内裂隙多,但仍保持层状结构(2)导水裂隙带高度与岩性密切相关3、弯曲带指裂缝带以上至地表的区域特点:1)保持整体性和层状结构,隔水性能好2)移动过程连续而有规律,不存在或极少存在离层裂缝3)在竖直面内,各部分的移动值相差很小4)当开采深度大时,H弯>>H裂地表移动:指地下采空区面积扩大到一定范围后,岩层移动发展到地表,使地表产生移动与变形,在矿山开采沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动分为两种形式:(1)连续的移动与变形;(2)非连续的破坏地表移动主要的三种形式:(1)地表移动盆地当地下开采达到一定范围后,开采影响波及到地表,受波及影响的地表从原有的标高向下沉降,从而在采空区上方形成一个比采空区范围大得多的沉陷区域,称为地表移动盆地(2)裂缝及台阶(3)塌陷坑下沉:地表移动向量的垂直分量称为下沉,用w表示水平移动:地表移动向量的水平分量称为水平移动,用u表示充分采动:使地表下沉值达到该地质采矿技术条件下应有的最大值的采空区面积为临界开采面积,此时的地表采动影响称为充分采动非充分采动:当采空区尺寸小于该地质采矿条件下的临界开采尺寸时,地表最大下沉值未达到该地质采矿条件下应有的最大值,称这种采动程度为非充分采动超充分采动:当地表达到充分采动后,开采工作面继续推进时,地表酱油多个点的下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大下沉值,此时的采动称为超充分采动地表移动盆地的特征特征:移动范围大于采空区范围;形状与倾角有关移动盆地的分区1)中间区;2)内边缘区(压缩区);3)外边缘区(拉伸)拐点:内外边缘区的分界点称为或下沉曲线的凹凸变化点地表移动盆地的主断面通过地表移动盆地最大下沉点所作的沿煤层走向和倾向的垂直断面称为地表移动盆地主断面当地表非充分采动或者充分采动时,沿一个方向的主断面只有一个;当地表达到超充分采动时,垂直于充分采动方向的主断面有无数个地表移动盆地主断面具有以下特征:(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最充分,移动量最大(3)在主断面上,不存在垂直于主断面方向的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、倾斜、曲率、水平移动、水平变形地表移动盆地主要角量参数描述地表移动盆地形态和范围的角量参数主要是边界角、移动角、裂缝角、充分采动角和最大下沉角(1)边界角在充分采动或接近充分采动的条件下,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走向δ0、下山β0、上山γ0、急倾斜矿层底板λ0以下沉10mm作为移动盆地最外边界点,以这些点圈定的边界称为移动盆地最外边界(2)移动角在充分采动或接近充分采动的条件下,地表移动盆地主断面上三个临界变形中最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走向δ、下山β、上山γ、急倾斜矿层底板λ,表土移动角用φ表示,φ与α无关对建筑物有影响的变形主要有:倾斜、曲率、水平变形临界变形值:不需要维修能保证建筑物正常使用所允许的地表最大变形值称为临界变形值(3)裂缝角在充分采动或接近充分采动的条件下,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走向δ〃、下山β〃、上山γ〃、急倾斜矿层底板λ〃(4)充分采动角在充分采动条件下,在地表移动盆地主断面上,移动盆地平底的边缘在地表水平线上的投影点和同侧采空区边界的连线与煤层在采空区一侧的夹角称为充分采动角走向ψ3、下山ψ1、上山ψ2(5)最大下沉角在倾斜主断面上,由采空区的中点和地表移动盆地最大下沉点(非充分或充分采动)或地表移动盆地平底中心点(超充分采动)在地表水平上投影点的连线与水平线之间在煤层下山方向一侧的夹角,用θ表示(观测站:开采进行之前,在开采影响范围内的地表,按照一定要求设置的一系列互相联系的观测点观测站的任务(1)研究地质采矿条件与移动变形的关系,获得开采沉陷参数与地质采矿条件的关系(2)获得地表与岩层内部的移动变形规律(3)获得移动变形与建筑物破坏关系,确定临界变形值(4)获得岩体内部破坏规律观测站设计的原则①观测线应布设在地表移动盆地的主断面上②设站地区在观测期间不受邻近开采的影响③观测线的长度要大于地表移动盆地的范围④观测线上的测点应有一定的密度⑤观测站的控制点要设在移动盆地范围以外,埋设要牢固。