开采沉陷第十二讲
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矿山开采沉陷学第一章:1:在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动变形和破坏,直至达到新的平衡。
随着采矿工作的进行,这一过程不断重复。
它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也是岩层产生移动和破坏过程,这一过程和现象称为岩层移动。
2:充分采动区COD位于采空区中部上方,其移动特征是:煤层顶板在上覆岩体重力作用下,先向采空区方向弯曲,然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。
此后,岩层成层状向下弯曲,同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。
成层状弯曲的岩层下沉,使冒落破碎的岩块逐渐被压实。
移动结束后,此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位,层内各点的移动向量与煤层法线方向一致,在同一层内的移动向量彼此相等。
3:岩层移动形式(一)弯曲,这岩层移动的主要形式。
当地下开采后,从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲,直到地表。
(二)岩层的垮落(或称冒落)。
当煤层采出后,采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。
当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时,岩层破碎成大小不一的岩块,冒落充填于采空区。
此时,岩层不再保持其原有的层状结构。
这是岩层移动过程中最剧烈的形式,通常只发生在采空区直接顶板岩层中。
(三)煤的挤出(又称片帮)。
采空区边界煤层在支承压力作用下,一部分被压碎挤向采空区,这种现象称为片帮。
由于增压区的存在,煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩,从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
(四)岩石沿层面的滑移。
在开采倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面方向的移动。
岩层倾角越大,岩层沿层面滑移越明显。
沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的部分岩层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的部分岩层受压缩。
(五)垮落岩石的下滑(或滚动)。
煤层采出后,采空区为冒落岩块所充填。
矿山开采沉陷学第一章:1:在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动变形和破坏,直至达到新的平衡。
随着采矿工作的进行,这一过程不断重复。
它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也是岩层产生移动和破坏过程,这一过程和现象称为岩层移动。
2:充分采动区COD位于采空区中部上方,其移动特征是:煤层顶板在上覆岩体重力作用下,先向采空区方向弯曲,然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。
此后,岩层成层状向下弯曲,同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。
成层状弯曲的岩层下沉,使冒落破碎的岩块逐渐被压实。
移动结束后,此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位,层内各点的移动向量与煤层法线方向一致,在同一层内的移动向量彼此相等。
3:岩层移动形式(一)弯曲,这岩层移动的主要形式。
当地下开采后,从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲,直到地表。
(二)岩层的垮落(或称冒落)。
当煤层采出后,采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。
当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时,岩层破碎成大小不一的岩块,冒落充填于采空区。
此时,岩层不再保持其原有的层状结构。
这是岩层移动过程中最剧烈的形式,通常只发生在采空区直接顶板岩层中。
(三)煤的挤出(又称片帮)。
采空区边界煤层在支承压力作用下,一部分被压碎挤向采空区,这种现象称为片帮。
由于增压区的存在,煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩,从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
(四)岩石沿层面的滑移。
在开采倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面方向的移动。
岩层倾角越大,岩层沿层面滑移越明显。
沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的部分岩层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的部分岩层受压缩。
(五)垮落岩石的下滑(或滚动)。
煤层采出后,采空区为冒落岩块所充填。
矿山开采沉陷学第一章:1:在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动变形和破坏,直至达到新的平衡。
随着采矿工作的进行,这一过程不断重复。
它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也是岩层产生移动和破坏过程,这一过程和现象称为岩层移动。
2:充分采动区COD位于采空区中部上方,其移动特征是:煤层顶板在上覆岩体重力作用下,先向采空区方向弯曲,然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。
此后,岩层成层状向下弯曲,同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。
成层状弯曲的岩层下沉,使冒落破碎的岩块逐渐被压实。
移动结束后,此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位,层内各点的移动向量与煤层法线方向一致,在同一层内的移动向量彼此相等。
3:岩层移动形式(一)弯曲,这岩层移动的主要形式。
当地下开采后,从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲,直到地表。
(二)岩层的垮落(或称冒落)。
当煤层采出后,采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。
当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时,岩层破碎成大小不一的岩块,冒落充填于采空区。
此时,岩层不再保持其原有的层状结构。
这是岩层移动过程中最剧烈的形式,通常只发生在采空区直接顶板岩层中。
(三)煤的挤出(又称片帮)。
采空区边界煤层在支承压力作用下,一部分被压碎挤向采空区,这种现象称为片帮。
由于增压区的存在,煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩,从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
(四)岩石沿层面的滑移。
在开采倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面方向的移动。
岩层倾角越大,岩层沿层面滑移越明显。
沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的部分岩层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的部分岩层受压缩。
(五)垮落岩石的下滑(或滚动)。
煤层采出后,采空区为冒落岩块所充填。
矿山开采沉陷学第一章:1:在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动变形和破坏,直至到达新的平衡。
随着采矿工作的进展,这一过程不断重复。
它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也是岩层产生移动和破坏过程,这一过程和现象称为岩层移动。
2:充分采动区COD位于采空区中部上方,其移动特征是:煤层顶板在上覆岩体重力作用下,先向采空区方向弯曲,然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。
此后,岩层成层状向下弯曲,同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。
成层状弯曲的岩层下沉,使冒落破碎的岩块逐渐被压实。
移动完毕后,此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位,层内各点的移动向量与煤层法线方向一致,在同一层内的移动向量彼此相等。
3:岩层移动形式〔一〕弯曲,这岩层移动的主要形式。
当地下开采后,从直接顶板开场沿层面法线方向弯曲,直到地表。
〔二〕岩层的垮落〔或称冒落〕。
当煤层采出后,采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。
当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时,岩层破碎成大小不一的岩块,冒落充填于采空区。
此时,岩层不再保持其原有的层状构造。
这是岩层移动过程中最剧烈的形式,通常只发生在采空区直接顶板岩层中。
〔三〕煤的挤出〔又称片帮〕。
采空区边界煤层在支承压力作用下,一局部被压碎挤向采空区,这种现象称为片帮。
由于增压区的存在,煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩,从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
〔四〕岩石沿层面的滑移。
在开采倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面方向的移动。
岩层倾角越大,岩层沿层面滑移越明显。
沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的局部岩层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的局部岩层受压缩。
〔五〕垮落岩石的下滑〔或滚动〕。
煤层采出后,采空区为冒落岩块所充填。
矿山开采沉陷学第一章:1:在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动变形和破坏,直至达到新的平衡•随着采矿工作的进行,这一过程不断重复•它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也是岩层产生移动和破坏过程这一过程和现象称为岩层移动。
2:充分采动区COD位于采空区中部上方,其移动特征是:煤层顶板在上覆岩体重力作用下,先向采空区方向弯曲,然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。
此后,岩层成层状向下弯曲,同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。
成层状弯曲的岩层下沉使冒落破碎的岩块逐渐被压实•移动结束后,此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位,层内各点的移动向量与煤层法线方向一致,在同一层内的移动向量彼此相等。
3岩层移动形式(一)弯曲,这岩层移动的主要形式.当地下开采后,从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲,直到地表。
(二)岩层的垮落(或称冒落)•当煤层采出后,采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。
当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时,岩层破碎成大小不一的岩块,冒落充填于采空区。
此时,岩层不再保持其原有的层状结构。
这是岩层移动过程中最剧烈的形式,通常只发生在采空区直接顶板岩层中.(三)煤的挤出(又称片帮)。
采空区边界煤层在支承压力作用下,一部分被压碎挤向采空区,这种现象称为片帮。
由于增压区的存在,煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩,从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
(四)岩石沿层面的滑移。
在开采倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面方向的移动。
岩层倾角越大,岩层沿层面滑移越明显•沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的部分岩层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的部分岩层受压缩。
(五)垮落岩石的下滑(或滚动)。
煤层采出后,采空区为冒落岩块所充填•当煤层倾角较大,而且开采自上而下顺序进行,下山部分煤层继续开采而形成新的采空区时,采空区上部垮落的岩石可能下滑而充填新采空区,从而使采空区上部的空间增大下部空间减小,使位于采空区上山部分的岩层移动加剧,而下山部分的岩层移动减弱(六)底板岩层的隆起。
矿山开采沉陷学第一章:1:在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动变形和破坏,直至达到新的平衡。
随着采矿工作的进行,这一过程不断重复。
它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也是岩层产生移动和破坏过程,这一过程和现象称为岩层移动。
2:充分采动区COD位于采空区中部上方,其移动特征是:煤层顶板在上覆岩体重力作用下,先向采空区方向弯曲,然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。
此后,岩层成层状向下弯曲,同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。
成层状弯曲的岩层下沉,使冒落破碎的岩块逐渐被压实。
移动结束后,此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位,层内各点的移动向量与煤层法线方向一致,在同一层内的移动向量彼此相等。
3:岩层移动形式(一)弯曲,这岩层移动的主要形式。
当地下开采后,从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲,直到地表。
(二)岩层的垮落(或称冒落)。
当煤层采出后,采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。
当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时,岩层破碎成大小不一的岩块,冒落充填于采空区。
此时,岩层不再保持其原有的层状结构。
这是岩层移动过程中最剧烈的形式,通常只发生在采空区直接顶板岩层中。
(三)煤的挤出(又称片帮)。
采空区边界煤层在支承压力作用下,一部分被压碎挤向采空区,这种现象称为片帮。
由于增压区的存在,煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩,从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
(四)岩石沿层面的滑移。
在开采倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面方向的移动。
岩层倾角越大,岩层沿层面滑移越明显。
沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的部分岩层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的部分岩层受压缩。
(五)垮落岩石的下滑(或滚动)。
煤层采出后,采空区为冒落岩块所充填。
1•岩层移动和破坏的形式:弯曲、垮落、煤的挤出、岩石沿层面的滑移、岩石的下滑、底板的隆起。
2.岩层岩层移动和破坏稳定后形成的“三带”:垮落带、断裂带、弯曲带。
3.垮落带内岩层破坏特征:①在垮落带内,从煤层往上岩层破碎程度逐步减小。
②垮落岩块间空隙较大,连通性好,有利于水、砂、泥土通行。
③垮落岩石具有的碎胀性能使垮落自行停止。
④垮落带的高度主要取决于开采厚度和上覆岩层的碎胀系数。
⑤垮落岩石间的空隙随着时间的延长和工作面推进距离的增加,在上覆岩层压力作用下,在一定程度上可得到压实。
稳定时间越长,压实性越好,到永远不会恢复到原岩体的体积。
4.断裂带内岩层破坏特征:①断裂带内的岩层不仅发生垂直于层理面的裂隙和断裂,而且还产生顺层理面的离层裂缝。
②根据连通性的好坏,断裂带一般导水,但不利于砂、泥土通过。
③垮落带和断裂带合称“两带”,又称垮落断裂带,在解决水体下采煤时,垮落带和断裂带合称导水裂缝带。
④导水裂缝带高度和岩性有关。
⑤断裂带随着工作面推进距离的增加,当采空区扩大到一定范围时,断裂带的高度达到最大。
此时,采空区继续扩大,断裂带高度基本上不再发展,并随着时间的推移,当岩层移动趋于稳定时,断裂带上部裂缝逐渐闭合,断裂带高度也随之降低。
5.弯曲带内岩层破坏特征:①弯曲带内岩层在自重的作用下产生层面法线弯曲,在水平方向上处于双向受压状态,其压实程度较好。
②弯曲带内岩层移动过程连续而有规律,并保持整体性和层状结构,不存在或极少存在离层裂缝。
在竖直面内,各部分的移动值相差很小。
③弯曲带一般情况下具有隔水性,特别是当岩性较软时,隔水性能更好,成为水下开釆时的良好保护层。
④弯曲带的高度主要受开采深度的彫响。
6.地表移动的形式:①地表移动盆地②裂缝及台阶③塌陷坑7.地表移动盆地的类型:①非充分采动下沉盆地(采空区尺寸小于该地质采矿条件下的临界开采尺寸时,地表任意点的下沉值均未达到该地质采矿条件下应有的最大值,形状为漏斗形)②充分采动下沉盆地(当地表移动盆地内只有一个点的下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大下沉值的釆动状态,形状为碗状。
矿山开采沉陷学第一章:1:在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。
局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动变形和破坏,直至达到新的平衡。
随着采矿工作的进行,这一过程不断重复。
它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也是岩层产生移动和破坏过程,这一过程和现象称为岩层移动。
2:充分采动区COD位于采空区中部上方,其移动特征是:煤层顶板在上覆岩体重力作用下,先向采空区方向弯曲,然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。
此后,岩层成层状向下弯曲,同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。
成层状弯曲的岩层下沉,使冒落破碎的岩块逐渐被压实。
移动结束后,此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位,层内各点的移动向量与煤层法线方向一致,在同一层内的移动向量彼此相等。
3:岩层移动形式(一)弯曲,这岩层移动的主要形式。
当地下开采后,从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲,直到地表。
(二)岩层的垮落(或称冒落)。
当煤层采出后,采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。
当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时,岩层破碎成大小不一的岩块,冒落充填于采空区。
此时,岩层不再保持其原有的层状结构。
这是岩层移动过程中最剧烈的形式,通常只发生在采空区直接顶板岩层中。
(三)煤的挤出(又称片帮)。
采空区边界煤层在支承压力作用下,一部分被压碎挤向采空区,这种现象称为片帮。
由于增压区的存在,煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩,从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
(四)岩石沿层面的滑移。
在开采倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面方向的移动。
岩层倾角越大,岩层沿层面滑移越明显。
沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的部分岩层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的部分岩层受压缩。
(五)垮落岩石的下滑(或滚动)。
煤层采出后,采空区为冒落岩块所充填。