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岩层与地表移动

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地表及井下岩石移动测量

地表及井下岩石移动测量

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
地表及井下岩石移动测量
进行岩移观测时，应根据调查资料，结合矿山工程条件，确定观测范围，设立临时的和永久性的观测站、观测线或观测网。

地表、井下岩移量测见下表。

地表、井下岩移量测表
类型
观测手段
布点设计
地表
移动
观测
经纬仪
水准仪
激光测距仪
地面倾斜仪
观测周期2 次/1 年
在矿床中央或采场密集区段布置一至几条垂直矿体走向的观测线，布置一至二条沿走向观测线，观测站与观测网连接，在移动区外，建立永久性测点。

为了考虑求得移动角、断裂角度应在适当位置加密测点，缩短间距。

一般平均间距20～25m，最大不超过70m
井下
岩移
观测。

一 、岩层与地表移动的基本规律

一 、岩层与地表移动的基本规律

柴里矿301工作面地表裂缝实测图
开采急倾斜煤层时地表移动特征
3. 塌陷坑
煤层开采时（尤其是急倾斜），煤层露头 处附近地表呈现出严重的非连续性破坏，往 往会出现漏斗状塌陷坑，北票矿区地表塌陷 漏斗如图。
地表塌陷漏斗
在缓倾斜或中倾斜煤层浅部开采条件下，地 表出现非连续性破坏时，也可能出现塌陷坑。 鹤岗富力矿浅部开采引起的地表漏斗状塌陷 坑如图。
垮落带及断裂带高度计算
• 1、影响因素：顶板岩性、煤层倾角、采厚、 采煤方法、采空区尺寸、采空区处理 • 2、统计回归公式（重点） • 3、其他方法（类比、实测） • 4、近距离煤层
垮落带高度 （P7）
• a.若煤层顶板覆岩内有极坚硬岩层，开采后能形成悬 顶，垮落带最大高度Hk按（1-1）式计算。
图1-17 近水平煤层非充分采动时的地表移动盆地示意图
图1-15 槽形盆地示意图
3. 地表移动盆地特征
• 为了研究方便，常选取地表移动盆地主断 面进行研究，主断面是指通过盆地内最大下沉 点沿煤层倾向或走向的垂直剖面，地表移动盆 地在主断面内表现为通过最大下沉点的地表下 沉曲线。主断面具有以下特点：（1）主断面上 地表移动盆地范围最大；（2）主断面上地表移 动值最大。 • 地表移动盆地的范围总是比采空区的面积 大，它的形状取决于采空区的形状及煤层倾角 大小。当采空区为长方形时，移动盆地大致呈 椭圆形，它与采空区的相对位置取决于煤层倾
• 式中Mz—上下煤层综合开采厚度，m； M2—下煤层厚度， m； M1—上煤层厚度，m； h—上下煤层层间距，m； y2—下煤层的垮落带高度与采厚之比。 • 当上下煤层的层间距很小时，综合开采厚度取上下煤层厚 度之和，即 M Z M 1 M 2 （1-4） • 求出综合开采厚度后，可按单一煤层开采的条件计算垮落 带和断裂带的高度。

矿山测量考试习题

矿山测量考试习题

一、名词解释1.开采沉陷:又称矿山岩层及地表移动，是地下采矿引起岩层移动和地表沉陷的现象和过程。

具体的讲，就是有用矿物被采出以后，开采区域周围的岩体的原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡，在此过程中，使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏（开裂、冒落等），这种现象称为“开采沉陷”。

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值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。

3.最大下沉角:在非充分采动条件下,在移动盆地倾向主断面上,采空区中点和地表最大下沉点在基岩面上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角。

4.充分开采:充分采动是指地下矿层采出后，地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值，此时的采动状态称为充分采动.5.起动距:通常把地表开始移动（下沉为10mm）时的工作面推进距离称为起动距。

6. 开采沉陷预计:对一个计划进行的开采，在开采进行以前，根据其地质采矿条件和选用的预计函数、参数，预先计算出受此开采影响的岩层和(或)地表的移动和变形的工作，称为开采沉陷预计。

7. 边界角:在充分或接近充分采动条件下，移动盆地主断面上的边界点和采空区边界点连线与水平线在煤壁一侧的夹角。

8.开采影响传播角:表示倾斜煤层开采条件下，地表下沉曲线向下山方向的偏移程度，其取值为下沉曲线的拐点与同侧采空区计算边界(考虑拐点偏移距后)的连线与水平线在下山一侧的夹角。

9．超充分采动:当达到充分采动后，回采工作面的尺寸再继续扩大时，地表的影响范围相应扩大，但地表最大下沉值不再增加，地表移动盆地将出现平地，地表有多个点的下沉达到最大下沉值的采动情况。

10.最大下沉速度滞后距: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，此固定距离称为最大下沉速度滞后距。

11.地表移动盆地:地下开采波及到地表，使受采动影响的地表从原有标高向下沉降，从而在采空区上方地表形成一个比采空区大得多的沉陷区域，这种地表沉陷区域称为地表移动盆地。

安徽理工大学矿山特殊开采知识点

安徽理工大学矿山特殊开采知识点

矿井特殊开采技术1.充填法沉陷控制技术有哪些？2.什么是下沉系数？（p44）充分采动时，地表最大下沉值与煤层法线厚度在铅轴方向的投影长度的比值。

3.什么是超充分采动？（p14）地表有多个点的下沉值达到最大值的采动状态成为超充分采动。

4.在观测站设置时应该注意哪些问题？（p193）1）设站地区的地形、地物及地质采矿条件。

2）观测站的位置及长度的确定，测点及控制点的数目、位置及其编号。

3）工作测点和控制点的构造及其埋设方法观测中应该注意的问题：1）观测线设计在移动盆地的主断面上2）观测线长度应该大于移动盆地的范围3）观测期间不受临近采区的影响4）观测站的控制点在移动盆地范围之内，埋没牢固，在冻土区应该在冻土线0.5m以内。

另外：1）原始数据不得涂改转抄2）字迹清楚，不得连环涂改3）项目填写清楚，不得空页4）观测中不得抓、靠脚架5）一测回中间，不得整平5.开采预计时需要考虑哪些地质采矿条件？1）煤层的法向开采厚度m，煤层倾角a2）采区上、下山边界3）走向主断面和平均深度等4）采区走向长、倾向长5）顶板管理方法，上覆岩层性质6）工作面形状和工作面推进长度等6.什么是起动距？（p26）在走向主断面上，工作面开切眼推进一段距离到达某点后，岩层移动开始波及地表。

通常把地表开始移动时工作面的推荐距离称为起动距。

7.垮落带岩层破坏的特点？（p6）1)分带性：在垮落带内，从煤层往上岩层破碎程度逐渐减小。

2）碎胀性：由于垮落带岩石破碎成块，岩块之间孔隙增大，体积膨胀。

3）可压缩性：垮落带岩石间的孔隙随着时间的推移和开采范围的加大，在上覆岩层压力作用下，在一定程度上可以得到压实，压实后的碎胀系数仍大于1。

4）垮落带高度取决于采厚、上覆岩层的岩性、碎胀系数和煤层倾角等。

8.什么是最大下沉角？（p19）在移动盆地的倾斜主断面上，采空区中点和地表最大下沉点在地表水平线上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角为最大下沉角。

（在移动盆地的倾斜主断面上，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）9.影响最大下沉速度的因素有哪些？（p27）最大下沉速度与上覆岩层性质、推进速度、深厚比、采动程度有关。

第1章覆岩与地表移动规律

第1章覆岩与地表移动规律

第1篇覆岩与地表移动规律第1章覆岩与地表移动规律1.1 概述各种有用的矿物赋存在地下岩体中的一定位置，与周围的岩体相接触，并保持其应力平衡状态。

地下矿物开采后，采出空间周围的岩层失去支撑而向采空区内逐渐移动、弯曲和破坏。

这一过程随着开采工作面的不断推进，逐渐地从采场向外、向上（顶板）扩展，直至波及到地表，引起地表下沉，形成所谓的下沉盆地(Subsidence basin)。

采动覆岩与地表移动变形的过程是开采破坏了原岩应力状态形成新的平衡的必然过程。

开采引起矿层及围岩的移动和破坏在时间及空间上是一个复杂的运动破坏过程，其特点如下：（1）从采空区至地表，覆岩破坏范围逐渐扩大、破坏强度逐渐减弱，根据覆岩破坏特征一般将其划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，即所谓的“三带”如图1—1所示；图1—1 采动覆岩移动破坏三带分布图a－冒落带；b－裂隙带；c－弯曲下沉带（2）覆岩移动状态可划分为5个区，如图1－2所示。

其中：①垂直下移区。

该区域的岩层在重力作用下作垂直于矿层的运动。

②垂直上移区。

该区域的岩层在侧向及底板应力的作用下向上移动。

③垂直与水平移动区。

该区域的岩层在覆岩自重及水平应力的作用下，作向采空区中心方向的移动。

④底板下移区。

该区域的岩层在支撑压力的作用下，向底板卸压区移动。

⑤开采支撑压力区。

该区域的岩层要承受采空区上覆岩体重力的转移，形成开采支撑压力区，开采支撑压力区的应力值一般高达原岩应力的1.5～3.0倍。

第1章 覆岩与地表移动规律第 页2图1－2覆岩内部移动状态分布图1.2 覆岩移动破坏规律1.2.1 “三带”的形成矿层开采后，其覆岩要发生移动和破坏。

经长期的观测证实，覆岩移动和破坏具有明显的分带性，它的特征与地质、采矿等因素有关。

在采用走向长壁全部冒落法开采缓倾斜中厚矿层的条件下，只要采深达到一定深度（采深与采高之比H/m >40），覆岩的破坏和移动会出现三个代表性的部分，自下而上分别称为：冒落带(Caved zone)、裂隙带(Fractured zone)和弯曲下沉带(Continuous deformation zone)（见图1－1）。

采煤方法分类

采煤方法分类
刨煤机破煤和装煤，用与工作面煤壁平行铺设的 可弯曲刮板输送机运煤，用自移液压支架或单体 液压支柱与铰接顶梁组成的单体支架支护采煤工 作面工作空间，用全部垮落法或充填法处理采空 区。 （4）随着采煤工作面不断向前推进，顶板暴露面积 增大，矿山压力显现较为强烈。
2.壁式体系采煤法的类型
（1）根据开采技术条件煤层按倾角分类：
“三下一上”采煤方法
二、建筑物压煤开采
(一)地表移动和变形对建筑物的影响
1.地表下沿的影响 ❖ 建筑物主要管路的坡度会发生变化，四周的防水坡
也可能造成破坏。特别是由于地表下沉造成潜水位 相对上升，造成建筑物长期积水或过度潮湿时，就 会影响建筑物的强度，以至影响建筑物的使用。 2.地表倾斜的影响 ❖ 地表倾斜后，建筑物也随之歪斜，重心偏移，影响 其稳定性，而且承重结构内部将产生附加盈利，基 础的承压也会发生变化。
斜分层采煤法，适当减小分层开采的厚度，禁用一 辞采全稿采煤法。
“三下一上”采煤方法
三、铁路压煤开采
（二）开采技术措施 5、开采急斜煤层时，应尽量采用沿走向推进ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小姐端伪倾斜
掩护支架采煤法，水平分层采煤法。 6、煤层顶板坚硬，不易冒落时，应进行人工放顶，以防止空
顶面积达到极限时突然冒落而引起地表突然下沉。 7、铁路位于煤层露头附近，或在其下方浅部有煤层或石灰岩
柱式采煤方法特点及适用条件
适用条件及评价
❖ 主要缺点： ①采区采出率低，一般为50—60%左右，回 收煤柱时可提高到70—75%左右； ②通风条件差，进回风并列布置，通风构筑 物多，漏风大，采房及回收煤柱时，出现多 头串联通风。
第二节 柱式采煤方法特点及适用条件
适用条件及评价
❖ 适用条件为： ①开采深度较浅，一般不宜超过300-500m； ②顶板较稳定的薄及中厚煤层； ③倾角在10º以下，最好为近水平煤层，煤层赋

确定矿区地表岩层移动参数的方法

确定矿区地表岩层移动参数的方法
２ ０
Ｑ ．
Ｃ ｉ ａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ
工 业 技 术
确 定矿区地表岩层移 动参数 的方法
王 立 强 ຫໍສະໝຸດ （ 宝清县煤炭 管理局行管科 ， 黑龙 江 宝清 １ ５０ ） ５ ６ ０
摘 要： 本文对 观测 站布 置 的方 法、 观测 方 法进行 了详 细 的分析 介 绍 ； 地表 移动 观测 资料 的分 析方 法进 行 了总结 。 文对如 何确 定 对 本 适合 本矿 区岩层 移 动参 数提 供 了思路 。 关键 词 ： 测站 布置 ； 测方 法 ； 移 动观 测资料 分析 观 观 地表 ５ ２高程测量 动角 ‘向上作斜线 ， ｐ 分别交 地表于 ｂ和 ａ 二点 ， 岚峰矿区是一 个地质构造 ，地形条件十分 线段 ａ 即为倾 向观测线 的长度 。 ｂ 其长度 也可按 观测站各 观测点 的高程采用水准测量方法 来确定 。 每条观测线的水准测量 ， 测定转点 应先 复杂 的地 区，不能直接引用其 它矿区 已有 的地 下式计算 ： 表移动成果 ，为 了取得该地 区的地表岩层移 动 的高差 ， 按顺 序依次 测定 中 再 ａ＝ｈｔ ￣Ｈ －）ｇ ）Ｈ －）ｇ／Ｌ ｏｃ （ 一个观 测点 ） ｂ２ｃ ｑ－ １ｈ ｔ１＋ ２ｈ ｔ￣ ｃｓｔ 某 ｇ （ ｃ（ （ ３ ｃ （＋ ） 式 中 ｐ ， 别 为下 山移 动角和上 山移 动 间点 的高差 ， 而后再一次测定转点 的高差 ， 并将 参数 ， 护该矿区井上 、 保 下建筑物等 免受开采 的 有害影响 ，通过实地观测测得 了本 矿区 的岩层 角； 其两次 测定 的高差进行 比较 ， 其差 ， 三等水准不 移动参数 ， 了其移动规律 。 掌握 现把确定 矿区地 Ｈｌ ２ ， —分 别为采 区下边界 和上边 界 的采 应 大于 ２ ｍ， Ｈ ｍ 四等水准不应 大于 ３ ｍ ａ ｒ 。当地表 深； 表岩层移动参数 的方法介绍如下 ： 破坏 较大 ， 或两点 间倾 角超过 ２０ ０， 于进行 不便 １观测线位置 的确定 Ｌ —采 区的倾 斜长度 。 水准测量 时 ，可以采用三角高程方法测 定各观 测点 的高程 。 观测线设置在移 动盆地的主断面上 ，且不 ２ ． ２走向观测线长度的确定 受邻 近采 区开采 的影 响。 主断面的位置， 用本矿 在走 向主断 面图上 ， 由停采 线 、 切眼 ， 开 分 ５ ． ３点问距丈量 区现有 的角度 参数和 已知 的地质采矿条 件以做 别按 ８ 向上作斜线 ，与基岩和松散 层的界面 角 控制点到观测点及观测点到 观测点的点间 图的方 法来 确定。主断面与地表 的交线 就是观 相交 ，再 由交 点在松 散层 中按松 散层移动角 ‘ 距 ， ｐ 采用经过 比长 的钢 尺往返丈量 。丈量时 ， 对 分 和 二点 ， 段 ｃ 钢尺施 以标准拉力 ， 线 ｄ 并测记温度。 每次丈量读数 测线 的位置 。 观测线位置 的确定 ， 是在观测站设 向上作斜线 ， 别交地表于 ｃ ｄ 计 图上进行的 。 即为倾 向观测线 的长度 。其长度也 可按 下式计 三次 ， 互差不超过 ２ ｍ 符合要求后取平均值作 ｍ ， １ ． １确定倾 向观测线 的位置 算： 为丈量结果 。相邻两 观测点问的改正后 的水平 倾 向观测线的位置 的确定 。倾 向观测线的 往返 限差 ， 点间距 小于 １ｍ时 为 ２ ｍ， 间距 ５ ａ ｒ 点 ａ＝ｈｔ ￣Ｈ１ ｔ Ｈ＝２ｌ ｇ ）Ｊ ｂ２ ｃ ｑ－ — Ｈ 一 ［＋ １ ｇ （ ｔｓ Ｉ 位置 ，在观测站 的平 面图和走 向主断面 图上来 式 中 Ｂ ， 别为下 山移动角 和上山移动 大于 １ ｍ时为 ３ ｍ ５ ａ ｒ 。 确定 。 在观测站 的平面 图上 ， 做采区走向的中分 角； ５ ． ４巡视测量 线， 此中分线即是 倾向观测 线的位 置。 在平面图 川 ，２ Ｈ —分别为采 区下 边界 和上边界 的采 在工作面开始 回采 以后 ，在采 区开切 眼上 上 ，按 比例尺量取 由中分线 到采区 的停采 线和 深 ： 方的走 向观 测线上选择 几个观 测点 ，每 隔 ３ 开切眼 的水平距离 Ｄ１ Ｄ 。当最后确定 的中 和 ２ Ｌ—采 区的走 向长度 。 ｌ 天进行一次水准测量 ，当其 中某 一观测点 累计 分线 的位置满 足条件 时 ， 中分线 即是倾 向观 此 ３观测点点位 的确定 下沉量达到 ｌｍ Ｏ ｍ时 ， 为地表 已开始移 动 ， 即认 测线的位置。 观 测点均 匀设 置在观测线 的全长上 。观测 此 时间作 为地 表移动开始的时间。 １ － ２确定走 向观测线 的位置 线 两端向外还要设置控 制点 。观测线每一 端一 当地下工作面加 回采结束后 ， 在采 区停 采线上 走向观测线的位置 ，可 以根据平面 图和倾 般 应设 置两个控制点 。如果 观测线是半 条的或 方走向观测线上选择几个 观测点 ，每隔 １３ ～ 个 向主断面图来 确定 。 在倾向主断面图上 ， 区 由于地 形限制不能在观 测线两端 同时设 置控制 月进 行一次水准测量 ，直到观测点 在 ６ 由采 个月 内 中点作 一水平线 ， 并按最大下沉 角 ０ 作一斜线 ， 点 时 ， 在可设 置控制点 的一端 向外设置 三个 累计 下沉值小于 ３ｍ 应 ０ ｍ时 ，即认 为地 表移动结 交地表于 ０ ，此 ０ 点 点即是走 向观 测线与倾 向 控制点 。 束 ，以最后一 次观测 的时间作为地表移 动稳定 主断面的交｜ 。将此 ０ 点投影到平 面图的倾 向 观 测点之 间的距 离可 以根据采 区的平 均开 的时间。 观测线 上 ， 过此投影点作采 区走 向点平行线 ， 采深度来确定 。 制点 与控制 点之间 ， 并 控 控制点与 ６地 表移动 观测 资料 的分析 此 平行线 即为走 向观测线 的位置 。 为 了求 得带有 普遍性 的地表移 动规律 ， 就 相邻 观测 点 之间 的距离 可 ５—０ ｍ范 围 内选 ０ １０ ２观测线长 度的确 定 定。 必须对大 量的实地观测资料进行综合分 析 。综 在观测线 的位置确定之后 ，即可确 定它们 ４地表移动观测站 的标设 合分析 的步骤和方法如下 。 ６ ． １收集和归 纳资料 在工 作面开始 回采 以前 ， 或 工作 面虽 然已经开始 回采 ， 但岩 为 了进 行地表 移动观测 资料 的综 合分 析 ， ｆ 层 的移动 尚未 波及 到拟 设站 的 应根据综合分析 的 目的和要求 ， 大量 的实地 将 § １： 地表时 ， 将观 测站按照设 计标设 观测资料收集和归纳起来。 在收集过程 中， 注 要 目 到实地上 。 在确定观测站标设到 意资料 的可靠性 和准 确性。地质采矿条件 的数 １ 、 具 体时间 时 ， 充分考虑 到观测 值 ， 应 如煤层 厚度 、 倾角 和采 区尺寸 等 ， 煤层 应收 ／ 站 的标设 ， 点和观测点 的固 集 回采后 的实测值 。 控制 结， 以及确定观 测点移动前 的点 ６ ． ２综合分析 的一般方法 Ｊ 位等 工作所需要的时间 。 观测点 在地表与岩层移动过程 中，影响的 因素很 的标 定工 作与 其他 工程 的标 定 多 ， 在综合 分析时 ， 不可能 同时考 虑全 部因素 ， Ｔ作方法相 同。 即先根据设计解 只能考虑其 中最重要 的 ， 在某 一特定条件下 ， 或 算 ｝标定 的数据 ， Ｈ 再到现场 实地 与移动过程有关 的其 他主要影 响因素。 标设 。 综 合分析 中得 出的移动参 数及数学表达式 的长度。观测线的长度应保证 观钡 线的两端稍 Ｊ ｔ ５地 表移动观测站的观测方法 与实测结果进行 比较 ， 一般都存在偏差 。 产生偏 微超过地表移动盆地边缘一段 距离 ，以便能较 ５ ． １全面观测 差 的原 因很多 ， 如 ， 合分析 中 ， 究方 例 在综 为研 可靠地确 定移 动盆地边界及有关参数 。观测线 在采动前 ， 测点埋设 １－５ 观 ０ １ 天后 ， 以一级 便 ， 常采用简化条 件或设定条件 的办法 ， 如把大 的长度 可以在 观测站设计 图上 图解求 得 ，也可 导线测量精度 对控制点 ， 观测点 独立观测两 次 ， 致相 同的岩 当作完全相 同，煤层倾 角和采厚 用计算方法确定 。 时 间间 隔不超 过 ５ 天 。两次观测 的结果进行 般都采用平 均值 ， 但实际上有差异 ， 就掩 这样 ２ 倾 向观测线长度 的确定 ． １ 比较 ，如 果 同一 个 观 测 点 的 高 程 差 不 大 于 盖 了者 眭 、 厚度和倾角 实际存在 的不 同。其次 ， 在倾 向主断面 图上 ， 由采 区上 、 下边界 点 ， １ｒ 同一个 点间距 之差不 大于 ４ ｍ， ０ ｍ， ａ ａ ｒ 同一个 在综合分析 中 ， 的是 主要因素 ， 因素未 考虑 次要 分别按 ．和 角 向上作斜线 ， ｙ 与基岩 和松散层 观测点 的支距差 不大于 ３ｒｍ时 ， 两次观测 加考虑 ， ０ ａ 取 然而实 际上 次要 因素的影 响是存 在的 。 的界面相交 ，再 由交点在松 散层中按松散层 移 结 果的平均筐 怍为观测点的原始数

第一章地表移动与变形规律

第一章地表移动与变形规律

第一章地表移动和变形规律第一节开采引发的岩层和地表移动一、开采引发的岩层移动和破坏（一）岩层移动和破坏进程在地下煤层被采出前，岩体在地应力场作用下处于相对平稳状态。

当部份煤层被采出后，在岩体内部形成一个采空区，其周围岩体应力平稳状态受到破坏，引发应力从头散布，从而使岩体产生移动、变形和破坏，直至达到新的平稳。

随着工作面的推动，这一进程不断重复。

这是十分复杂的物理、力学转变进程，也是岩层产生移动和破坏进程，这一进程和现象称为岩层移动（Strata Movement）。

为了便于明白得，以近水平煤层开采为例，说明岩层移动和破坏进程和应力状态的转变。

本地下煤层开采后，采空区直接顶板岩层在自重应力及上覆岩层重力的作用下，产生向下的移动和弯曲。

当其内部应力超过岩层的应力强度时，直接顶板第一断裂、破碎，接踵冒落，而老顶岩层那么以梁、板的形式沿层面法向方向移动、弯曲，进而产生断裂、离层。

随着工作面向前推动，受到采动阻碍的岩层范围不断扩大。

当开采范围足够大时，岩层移动进展到地表，在地表形成一个比采空区范围大得多的下沉盆地，如图1-1所示。

由于岩层移动和破坏的结果，使采空区周围应力从头散布，形成增压区（支承压力区）和减压区（卸载压力区）。

在采空区边界煤柱及其边界上、下方的岩层内形成支承压力区，其最大压力为原岩应力场的3～4倍。

由于支承压力的作用，使该区煤柱和岩层被紧缩，有时被压碎，煤层被挤向采空区。

如图1-2所示。

由于增压的结果，使煤柱部份被压碎，支承载荷的能力减弱，于是支承压力峰值区向煤壁深处转移。

在回采工作面的顶、底板岩层内形成减压区，其应力小于采前的正常压力。

由于减压的结果，使下部岩层发生弹性恢复变形。

上部岩体由于受下部岩体移向采空区的结果，可能在顶板岩层内形成离层，而底板岩层在采空区范围内卸压，在煤柱范围内增压，两种压力作用的结果，可能显现采空区地板向采空区隆起的现象。

（二）岩层移动和破坏的形式在岩层移动进程中，采空区周围岩层的移动和破坏形式要紧有以下几种：1．弯曲弯曲是岩层移动的要紧形式。

地表岩移参数注释

地表岩移参数注释

地表移动和变形的基本概念1、移动盆地主断面：经过移动盆地最大下沉点作的沿煤层走向或倾向的竖直剖面，称为移动盆地的主断面。

2、移动盆地边界：地表受采动影响的边界线，称为移动盆地边界。

目前一般以下沉10mm的点作为圈定移动盆地边界的依据。

3、地表非充分采动和充分采动：随着开采面积的扩大，地表移动盆地的面积和下沉值也随着增大，当最大下沉点只有一个，移动盆地为尖底的碗型时，称为非充分采动；当最大下沉点为一片，最大下沉值不在增加，移动盆地呈平地时，称为充分采动。

4、采动系数：采空区倾斜或走向方向的实际长度与地表达到充分采动时同一方向上的最小长度之比，称为采动系数。

倾斜和走向方向采动系数的符号为n1和n2。

地表充分采动时，采空区倾斜和走向方向的最小长度一般可用采空区平均深度H0表示。

因此采动系数的计算公式为：n1=K1D1H0；n2=K2D2H0；其中：K1，K2为小于1的系数，具体数值根据本矿实测资料求得。

D1，D2为采空区沿倾斜和走向方向的实际长度。

当n1和n2等于或大于1时，地表为充分采动，否则为非充分采动。

5、地表移动的全向量：地表点在空间上移动的最初和最终位置的连线，称为地表移动的全向量。

移动全向量有方向性，可分解为垂直和水平分量。

6、地表下沉：地表移动全向量的垂直分量为地表下沉。

地表下沉符号为W，充分采动最大下沉值为W u，非充分采动最大下沉值为W m。

7、地表水平移动：地表移动全向量的水平分量，称为地表水平移动。

地表水平移动的符号为u，充分采动最大水平移动为u0，非充分采动最大水平移动为u m。

8、地表倾斜：移动盆地内一线段两端点的下沉差与此线段长度之比，称为此线段的地表倾斜。

地表倾斜的符号为i，充分采动最大倾斜为i0，非充分采动最大倾斜为i m。

9、地表曲率：移动盆地内两相邻线段的倾斜差与此两线段长度的平均值之比，称为此二线段的地表曲率。

使地表向上凸起的为正曲率(取正号)，使地表凹入的为负曲率(取负号)，地表曲率的符号为K，充分采动最大曲率为K0，非充分采动最大曲率为K m。

开采沉陷知识总结

开采沉陷知识总结

开采沉陷知识总结名词解释开采沉陷：有用矿体被采出以后，开采区域周围的岩体原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。

在这过程中，使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏现象。

地表移动：采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动到地表，使地表产生移动变形，在地表沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动。

岩层移动：局部区域矿体被采出后，（在岩体内部形成一个空洞）其周围应力平衡状态遭到破坏，引起应力的重新分布，直到达到一个新的平衡，这是一个十分复杂的物理，化学变化过程，也是岩层产生移动和破坏的过程，这一过程和现象称为岩层移动。

下沉盆地：在开采影响波及到地面时，受采动影响地面由原有的标高向下沉降，从而在采空区上方形成了一个比采空区面积大的沉陷盆地。

充分采动：地下煤层采出后，地表下沉值达到了地质条件下应有的最大值，此时的采动为充分采动。

临界开采：正好达到其最大值。

地表移动盆地主断面：将地表移动盆地主断面上，移动盆地平底边缘在地表水平线上的投影同采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。

临界变形值：建筑物不需要维修仍能够保持正常使用所允许的地表最大变形值。

边界角：在充分或接近充分采动条件下，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。

裂缝角：在充分或接近充分采动条件下，地表移动盆地主断面上，移动盆地内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。

松散型移动角：用岩层移动角自采空区边界划线与基岩松散层相交线于一点，同地表下沉值为10MM的点相连线与水平线在煤柱一侧的夹角。

观测站：在研究对象上按一定要求设立的一系列测点，这些测点统称为观测站。

起动距：地表开始移动时工作面的推进距离称为起动距。

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而下沉，这种现象称为超前影响。

超前影响角：将工作面前方地表开始移动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。

地表与岩层移动简介

地表与岩层移动简介

3、日常观测工作 日常观测工作是指在地表移动的初始期和衰退期之间 适当增加的水准测量工作。测量时可采用单程附合水准路 线或往返支水准路线，按四等水准测量的要求进行。 还应测量地表产生裂缝的位置和塌陷要素，注明发现 日期；在每次观测时，还应实测回采工作面的位置、煤层 厚度、采高，并记录采矿、地质和水文地质情况。
14-2 地表移动的观测 14研究地表与岩层移动的方法主要有实地观测法、理论 研究法和相似材料模型法。目前最主要的方法仍是实地观 测法。 一、 地表移动观测站的设计 1、需要收集的资料 2、观测站的设计方法 (1) 倾斜观测线位置及其长度的确定 倾斜观测线一般设置在移动盆地的倾斜主断面上。 倾斜观测线的长度，应保证线的两端在不受开采影响 的范围内。倾斜观测线的长度是在移动盆地的倾斜主断面 上确定的。
3、片帮 煤层采出后，采空区顶板岩层内出现悬空，其压力便 转移到煤壁上，形成增压区，煤壁在附加载荷的作用下， 一部分被压碎并垮向采空区，这种现象称为片帮。 4、岩石沿层面的滑动 当煤层倾斜时，岩石的自重力方向与岩层的层理面不 垂直，岩石除产生沿其法向的弯曲外，还将产生沿层理面 方向的滑动。岩层倾角越大，沿层理面的滑移越明显。 5、垮落岩石的下滑 底板岩层的隆起(又称底鼓) 6、底板岩层的隆起(又称底鼓) 如果煤层底板岩石很软且倾角较大，在煤层采出后， 底板在垂直方向减压，水平方向受压，造成底板向采空区 方向隆起的现象，称为底鼓。
所谓充分采动是指地 下煤层采出后，地表下沉 值达到该地质采矿条件下 应有的最大值。一般情况 下，当采空区的长度和宽 度均达到或超过采深的 1.2-1.4 倍 时 ， 地 表 可 达 到充分采动。 凡是采空区的尺寸没 有达到充分采动的临界值， 地表下沉也未达到该地质 采矿条件下应有的最大下 沉值时，这种采动称为非 充分采动。

开采沉陷知识总结

开采沉陷知识总结

开采沉陷知识总结名词解释开采沉陷：有用矿体被采出以后，开采区域周围的岩体原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。

在这过程中，使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏现象。

地表移动：采空区面积扩大到一定围后，岩层移动到地表，使地表产生移动变形，在地表沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动。

岩层移动：局部区域矿体被采出后，（在岩体部形成一个空洞）其周围应力平衡状态遭到破坏，引起应力的重新分布，直到达到一个新的平衡，这是一个十分复杂的物理，化学变化过程，也是岩层产生移动和破坏的过程，这一过程和现象称为岩层移动。

下沉盆地：在开采影响波及到地面时，受采动影响地面由原有的标高向下沉降，从而在采空区上方形成了一个比采空区面积大的沉陷盆地。

充分采动：地下煤层采出后，地表下沉值达到了地质条件下应有的最大值，此时的采动为充分采动。

临界开采：正好达到其最大值。

地表移动盆地主断面：将地表移动盆地主断面上，移动盆地平底边缘在地表水平线上的投影同采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。

临界变形值：建筑物不需要维修仍能够保持正常使用所允许的地表最大变形值。

边界角：在充分或接近充分采动条件下，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。

裂缝角：在充分或接近充分采动条件下，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煤柱一侧的夹角。

松散型移动角：用岩层移动角自采空区边界划线与基岩松散层相交线于一点，同地表下沉值为10MM的点相连线与水平线在煤柱一侧的夹角。

观测站：在研究对象上按一定要求设立的一系列测点，这些测点统称为观测站。

起动距：地表开始移动时工作面的推进距离称为起动距。

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而下沉，这种现象称为超前影响。

超前影响角：将工作面前方地表开始移动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。

超前影响距：开始移动的点到工作面的水平距离称为超前影响距。

开采沉陷学

开采沉陷学
2）根据连通性的好坏，裂缝带一般导水、但不利于砂、 泥土通过。
3）冒落带和裂缝带合称为两带，又称为冒落裂缝带或 导水裂缝带。
4）导水裂缝带高度与岩性有关。 5）裂缝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，裂缝带的高度达到最大。
1.1 开采引起的岩层移动和破坏
弯曲带指的是裂缝带之上直至地表的整个岩 系。其岩层移动和破坏特征：
（一）对地表移动盆地形态的影响
• 在水平和近水平矿层开采条件下，地表移动盆地是 以采空区中心对称的椭圆。在倾斜矿层开采条件下， 地表移动盆地为偏向下山方向的非对称椭圆，形状 为碗形或盘形。随着倾角的增大，这种非对称性增 大，当矿层倾角接近90°时，又成为对称的椭圆， 地表移动盆地为碗形或兜形。
1.4岩层与地表移动与地质采矿 条件的关系
影响开采沉陷分布规律的地质和采矿因素
1.4岩层与地表移动与地质采矿 条件的关系
覆岩力学性质、岩层层位的影响
• 组成岩层的岩石可分为坚硬（f>6）、中硬（f=3~6）和软弱 （f<3）三种类型。
• 1．在覆岩坚硬的条件下，岩层及地表移动具有如下特征： • 采空区悬顶面积大、地表易产生非连续性变形。 • 岩层及地表下沉量小，拐点平移距大。 • 急倾斜矿层开采条件下，地表易出现塌陷坑或塌陷漏斗。 • 移动角较大。 • 导水裂缝带高度较大。 • 在覆岩较弱的情况下，有与以上相反的特征。
第1章 地表移动和变形的规律
1.1 开采引起的岩层移动和破坏
岩层移动和破坏过程
采空区上覆岩层移动和破坏示意图 采空区影响范围内影响带的划分示意图
1.1 开采引起的岩层移动和破坏
岩层移动和破坏的形式 1．弯曲 2．垮落，又称冒落 3．矿体的挤出，又称片帮 4．岩石沿层面的滑移 5．岩石的下滑 6．底板的隆起

三下一上采煤

三下一上采煤

一、基础知识（一）岩层与地表移动特征一、岩层移动及其特征采出煤炭后，上覆岩层被破坏，当H>25M时，即开采深度是采高的25倍时，在回采空间上方形成竖三带。

图23-1。

1、垮落带：分为二部分，不规则垮落带和规则垮落带。

1）不规则的：岩层破坏严重，已失去原有的层次，破碎杂乱，并堆积于煤层底板之上。

2）规则的：垮落，但呈巨块，失去连续性，大体上保持原有的层次。

3）高度：与岩性、采高有关，一般为采高的3～5倍；2、断裂带或导水断裂带在垮落带之上，岩层有许多裂隙，但仍保持原有的岩层层次。

断裂呈垂直或斜交岩层层面，或平行层面（离层），因有透水性，也称为导水断裂带。

高度：与上覆岩性有关，为采高的9～35倍；3、弯曲带或整体移动带位于断裂带之上一直到达地表，其岩层移动是成层的、整体性地，最下部分可能出现离层和不导水的细微断裂。

岩层移动具有分带性特征，会随地质和采矿条件的变化而变化。

采用充填技术，则无冒落带（跨），当煤层厚或距地表近时，无弯曲带。

二、地表移动特征1、地表移动及移动盆地1）、地表移动：采用长壁垮落时，随采区面积的增大，岩石移动范围也随之增大。

当采空区的面积扩大到一定范围时，岩层移动发展到地表，使地表产生移动与变形，这一活动称为地表移动。

2）移动盆地：当采煤工作面采完，地表移动稳定后，采空区上方地表形成沉陷区域，形成一个中间下沉近似相等，边缘下沉量少的一个移动盆地。

（煤层水平，矩形的采空区，地表呈椭圆形，以10mm下沉为界）图23-2。

2、移动盆地的形成过程及种类1）形成过程1、2、3 非充分采动；4 充分采动；5 超充分采动2）种类：三种，非充分采动、充分采动、超充分采动3、移动盆地的主断面及其特征1）主断面：最终移动盆地的最大下沉点沿煤层走向或倾向作断面，称为移动盆地的主断面。

有走向主断面和倾向主断面。

2）特征：在主断面上，用各种夹角来表示其特征。

（1）边界角：在充分采动或接近充分采动的条件下，以下沉值为10mm的点作为边界点（移动盆地主断面上）a，将a与采空区边界点b连线，与水平线在煤柱一侧的夹角为边界角；当地表有松散层时，以松散体上部下沉10mm处开始，先将边界点沿松散层移动角ϕ的方向投到基岩面上作为a点。

矿山开采沉陷学(名词解释)

矿山开采沉陷学(名词解释)

矿山开采沉陷学：研究煤矿地下开采引起的岩层与地表移动规律、移动变形控制方法及相关问题的科学。

它是一个工程技术研究领域，也是矿山测量、采矿工程学科的专业方向之一。

开采沉陷：矿层地下开采引起的岩层移动、松散层移动、地表移动现象和过程。

岩层移动：地下有用矿物被采出以后，开采区域周围岩体原有的应力平衡状态受到破坏，使岩体产生变形、位移和破坏的现象和过程。

地表移动：当开采的面积达到一定范围之后，岩层的移动和变形将发展到地表，引起地表的移动、变形和塌陷的现象和过程。

岩层移动六种形式：弯曲、煤的挤出(片帮)、垮落(冒落)、底板岩层的隆起、岩石沿层面的滑移、垮落岩石的下滑。

弯曲：岩层沿层面法向一次向采空区方向的弯曲。

煤的挤出(片帮）：煤壁在支承压力作用下压碎向采空区突出的现象。

岩层的垮落(冒落)：顶板岩层受上覆岩层压力弯曲而拉伸破坏，从岩体中垮落。

底板岩层的隆起：在煤层采出后，底板在垂直方向减压，水平方向受压，导致底板向采空区方向隆起。

岩石沿层面的滑移：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，还会产生沿层面下坡方向的移动。

垮落岩石的下滑：倾斜煤层时，采空区上部垮落的岩石下滑充填下方采空区。

岩层移动分区：充分采动区、最大弯曲区、岩石压缩区、垮落带、断裂带（裂隙带）、弯曲带、底板采动导水破坏带、底板阻水带、承压水导升带。

地表移动的四种形式：下沉盆地、裂缝与台阶、塌陷坑、采动滑移或滑坡。

下沉盆地：受影响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，也称“地表下沉盆地”。

裂缝与台阶：地表产生的延伸性裂缝，裂缝两侧地表有时还会有一定的落差而形成台阶。

塌陷坑：边缘较陡、塌陷深度大的漏斗状或沟槽状塌陷坑。

常发生在浅部开采急倾斜煤层或特厚煤层时。

采动滑移或滑坡：采动滑移是指地下开采引起的山区地表附加移动；采动滑坡是指地下开采引起的坡体整体性大面积滑动或坍塌。

充分采动：地表最大下沉值不随采区尺寸增大而增大的临界开采状态。

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3、充分采动角（ψ1、ψ2、ψ3）
在主断面上，移动盆地均匀下沉区边界点与同侧采空区边界点连线，在采空区一侧与煤层之夹角为充分采动角。在采空区下山边界、上山边界及走向边界的充分采动角分别以符号ψ1、ψ2和ψ3来表示。
4、最大下沉角（θ）
地表为非充分采动时，出现碗形盆地。在倾斜主断面上，移动盆地的最大下沉点与采空区中心连线，在下山方向与水平线的夹角为最大下沉角。如果地表充分采动时，可以用均匀下沉区中心点来求最大下沉角。
在移动盆地的主断面上，盆地的尺寸最大，移动变形值也最大，而且在主断面内的地表点基本上没有垂直于主断面的水平移动。所以，地表在主断面内所表现的移动规律是能够代表盆地的移动特征的。
开采水平煤层时，两个主断面均通过采区中心。开采倾斜煤层时，倾向主断面仍通过采区中心，而走向主断面则需根据最大下沉角θ来确定。
二、倾斜煤层及急倾斜煤层
倾斜煤层由于倾角变大，上覆岩层除有沿法线方向的弯曲外，还要沿层面向下错动，使岩层各点的移动偏向采空区下山方向。当移动稳定后，上覆岩层也会出现冒落带、断裂带和弯曲带。
开采急倾斜煤层时，岩层移动的情况就复杂多了。当煤层采空后，顶板岩层向采空区弯曲并沿层面向下移动；底板岩层有时也会向采空区隆起，并沿层面向下滑。当上履岩层的应力超过极限强度后，同样会断裂、垮落，并充填采空区。由于充填的岩石会沿采空区底板下滑，使得采空区下部被填满、压实，而采空区上部又被垮空，于是采空区上部的上覆岩层继续弯曲、断裂、冒落，岩层的移动加剧，而下部的岩层移动趋于稳定。
一、开采水平或倾斜煤层时
在采空区上方地表随基岩下沉、弯曲，形成一个具有一定范围的洼地，这个洼地即是地表移动盆地，又称为下沉盆地。在移动盆地边缘的表土上可能出现不同程度的裂缝，裂缝一般平行于采区的边界方向发展，其形状如楔形，上宽下窄，一般最深到地下五米左右就消失了。
二、开采急倾斜煤层时
当开采深度与开采厚度的比值大于30时，在煤层露头两侧可能出现一种台阶状、平底塌陷盆地。由于采空区上部上方岩层移动剧烈，冒落的岩石下滑又将上部采空区垮空，因此采空区的上山煤柱就可能片帮向采空区垮落，以至扩展到地面即抽冒，在煤层露头处出现一些大小不同的圆形或椭圆形塌陷漏斗。如开采深度不大的厚煤层时，露头上的塌陷漏斗可能连接起来形成一个塌陷槽，槽底较为平坦。
二、移动盆地各分区边界的确定
移动区边界（即移动盆地边界），危险变形区边界和均匀下沉区边界，可以分别用边界角βo、γo、δo，移动角（基岩角）β、γ、δ和充分采动角ψ1、ψ2、ψ3在移动盆地的倾向主断面和走向主断面图上确定。这三类角称为移动盆地三大要素。
1、边界角（βo、γo、δo）
移动盆地边缘一般以下沉值为10毫米的点为准。在主断面图上，盆地边缘下沉10毫米的点与相应一侧采空区边界点的连线，在煤柱一侧与水平线的夹角为边界角。采空区下山方向、上山方向及走向方向的边界角分别以符号βo、γo和δo来表示。
2、移动角（β、γ、δ）
危险变形区的边界点，是以对地表上建筑物有危险损害的地表临界变形值为标准确定的。不需要维修便能保持建筑物正常使用的所允许的地表最大变形值称为临界变形值，对于一般砖石结构的建筑物，其临界变形值为：倾斜i0=3毫米/米、曲率K0=0.2×10-3/米、水平变形ε0=2毫米/米。
在主断面上，危险变形区边界点与同侧采空区边界点连线在煤柱一侧与水平线的夹角为移动角。采空区下山方向、上山方向及走向方向的移动角分别用符号β、γ和δ来表示。
C、地表移动盆地的形成
一、地表移动盆地的形成
地表移动盆地是随回采工作面的不断推进，采空区不断扩大而逐渐形成的。
当工作面由开切眼起向前推进到相当于采区平均采深的1/4—1/2时，地表便开始移动，并形成一个小移动盆地W1。工作面继续推进，移动盆地的范围随之逐渐扩大，形成一系列的新移动盆地W2、W3，同时地表的下沉量也逐渐增大。当工作面推进到采区停采边界时，回采虽然停止，但地表移动并不立即停止，还要继续一段时间，盆地也继续扩大，直到地表移动稳定，形成最终移动盆地W4。如果此时工作面继续推进，而且离开切眼相当于平均采深的1.4倍时，地表下沉达到最充分的程度（最大下沉值）。此后工作面虽然继续推进，盆地范围继续扩大，然而地表的最大下沉量不再增加，这种情况维持到回采结束。最后形成一个有平底的移动盆地W5。
急倾斜煤层开采时，上覆岩层会出现三带，而不出现充分采动区；底板岩层有时也出现弯曲带和断裂带。
由于地质、采矿条件不同，三带不一定同时出现。
B、采煤引起的地表移动
地下开采以后，上覆岩层的移动传播到地表，地表也随之产生不同形式的移动与变形。地表移动与变形主要取决于当地的地质与采矿条件，特别是采空区的开采深度和开采厚度。当开采深度与开采厚度的比值大于30时，地表的移动在空间上和时间上是一种连续、渐变、有规律的现象；当小于30时，地表的移动则不是连续而有规律的，地表将会出现较大的裂缝和塌坑。
1---冒落带2---断裂带3---弯曲带
在上覆岩层中，采动的影响范围往往要扩展到采空区边界以外。同一岩层层面上各部分的移动并不是均匀一致的，一般分为两个区域。在三角形AOB所包围的区域内，除冒落带外，同一层面上各点的移动大致均匀一致，而且达到了最充分的程度，移动的方向沿层面的法线方向并相互平行，为一区域称为充分采动区；充分采动区AOB以外的地方是非充分采动区。充分采动区可以用其边界AO和BO与煤层层面的夹角来确定，为个夹角称为充分采动角，用符号ψ来表示。在一定的地质采矿条件下，充分采动角一般变化不大，所以当采空区大小和埋藏深度不同时，充分采动区的顶点O的位置也不同。如果采空区尺寸较大，采深又较小时，顶点O可能超出地表，此时三角形AOB包围的部分地表也受到充分采动。
2、断裂带冒落带以上到弯曲带之间为断裂带。断裂带虽然也发生下沉弯曲、垂直于层面的断裂和顺层面的离层裂缝，但仍保持其层状状态而不垮落。断裂带与冒落带的界限不明显，一般合称为导水裂隙带，总高度可达采厚的9～35倍。在水体下采煤时，如果导水裂隙带达到了水体的底面，水或泥沙将可能沿着裂缝溃入井下。
3、弯曲带在断裂带以上直达地表。弯曲带的岩层只是在重力作用下向法线方向弯曲、下沉，不再断裂，仍保持岩层的整体性和层状结构。移动过程是连续而有规律的。在上覆岩层总厚度足够大时，其高度一般要比导水裂隙带大。
ln-n+1——n号点与n+1号点间的水平距离。
4、曲率变形（K：相邻两线段不均匀倾斜所产生）
Kn= （10-3/米）
式中：Kn——线段n～n+1与线段n-1～n不均匀倾斜所产生的曲率，
以其中点n为代表；
i——为线段的倾斜值；
l——为线段的水平长度。
曲率K＞0，地表凸起；K＜0，地表下凹。地表的曲率程度也可以用曲率半径R= （米或公里）来表示。
在充分采动时，首先按充分采动角ψ1、ψ2、ψ3确定地表的充分采动范围。在该范围内，所有沿煤层倾向和走向的竖直剖面均为主断面（ψ1、ψ2和ψ3分别为采区下山边界、上山边界和走向边界点的充分采动角。）
D、移动盆地地表的移动与变形
一、移动盆地内任一地表点的移动
地表点的移动向量从的移动向量为E，E可分解为下沉W和水平移动U这两个移动分量。在地表上，水平移动U又可分解为平行于煤层走向和倾向的两个水平分量U走和U倾。
3、急倾斜煤层的移动盆地不对称性更为明显，下山方向的盆地边缘远离采空区的正上方，上山方向的盆地边缘发展到煤层底板一侧的地表上，整个盆地明显地偏向煤层的下山方向。
四、移动盆地的研究方法
主断面研究法是以矩形采区长壁式采煤法为条件建立的。通常是选取通过移动盆地最大下沉点，分别平行于煤层的倾斜方向和走向方向的两个竖直剖面来进行研究。平行于煤层倾斜方向的竖直剖面叫做倾向主断面，平行于煤层走向的竖直剖面叫做走向主断面。
二、主断面内地表的移动与变形
主断面内地表点的下沉和水平移动，可以根据各点的高程变化和到某一控制点的距离变化计算出来。
1、下沉量（W：代表一个点高程变化）
Wn=Ho-Hm（毫米）
式中：Wn--地表n号点的下沉值；
Ho、Hm--分别为n号点采动前后的高程。
2、水平移动量（U：代表一个点到控制点水平距离变化）
Un=lm-lo（毫米）
式中：Un--地表n号点的水平移动值；
lo、lm--分别为n号点采动前后到某一控制点的水平距离。
3、倾斜变形（i：相邻两点不均匀下沉产生）
in-n+1= （毫米/米）
式中：in-n+1——n号点与n+1号点之间的地表倾斜值，以线段n-n+1之中点为代表；
Wn、Wn+1——n号点与n+1号点的下沉值；
在地表达到充分采动时，移动盆地中心的下沉量达到了最大下沉值Wmax。在非充分采动时，移动盆地中心的最大下沉量小于充分采动时的最大下沉值。在地表超充分采动时，被包含在充分采动区内的部分地表各点的下沉量都达到了最大下沉值Wmax。移动盆地也由非充分采动及充分采动的碗形盆地发展成超充分采动的有一个平底的盘形盆地。
三、移动盆地的特征
移动盆地的范围，总是要比采空区的面积大。而盆地的形状与采空区相对位置关系，则取决于采空区的形状和煤层倾角的大小。矩形采空区的移动盆地形状，大致呈椭圆形。在煤层倾角不同的条件下，矩形采空区的移动盆地有如下特点：
1、水平和缓倾斜煤层的移动盆地位于采空区的正上方，其形状与采空区对称。
2、倾斜煤层的移动盆地与采空区不对称，煤层倾角越大，盆地越向采空区下山方向偏移，盆地的上山方向边缘比下山方向边缘要陡。
岩层与地表移动
影响岩层与地表移动的地质和采矿因素，主要有上覆岩层的力学性质、岩层组成及层位，煤系地层倾角，采煤方法及顶板管理方法，开采厚度和开采深度，采空区大小，重复采动影响，断层影响，水文地质条件以及地形条件等影响因素。
A、采煤引起的岩层移动
一、水平煤层或缓倾斜煤层
使用长壁式全冒落法采煤时，在岩层移动稳定后，在采空区上方的上覆岩层中一般自上而下要形成冒落带、断裂带及弯曲带这三个不同的开采影响带。这三个影响带的界限实际上是不很明显的。