2-2开采引起的地表沉陷规律
2-2煤层盘区设计
目录前言 (1)第一章盘区概况及地质特征 (8)第一节盘区概况 (8)第二节地层与煤层 (12)第三节地质构造 (19)第四节水文地质 (19)第五节其它开采技术条件 (23)第六节储量计算 (24)第七节问题与建议 (28)第二章盘区巷道布置 (30)第一节盘区巷道布置 (30)第二节盘区巷道断面与支护 (34)第三节巷道施工与工期 (43)第三章采煤方法、盘区生产能力及服务年限 (45)第一节开采程序 (45)第二节采煤方法及采煤工艺 (45)第三节盘区生产能力 (52)第四节盘区服务年限 (54)第四章盘区通风系统 (55)第一节通风系统 (55)第二节盘区风量计算 (56)第三节矿井通风阻力计算 (58)第四节矿井通风能力校核 (59)第五章盘区供水及防尘系统 (69)第一节盘区需水量 (69)第二节盘区供水系统 (69)第三节盘区防尘系统 (73)第六章盘区防灭火系统 (77)第一节盘区消防系统 (77)第二节盘区防灭火系统 (78)第三节束管监测系统 (86)第七章盘区排水系统 (88)第一节盘区排水系统 (88)第二节排水设备 (88)第八章盘区运输系统 (90)第一节盘区运输系统 (90)第二节运输设备选型 (90)第三节运输安全设施 (94)第九章盘区供电系统 (98)第一节盘区供电系统 (98)第二节盘区供电设备选型 (100)第三节盘区照明 (100)第十章安全避险六大系统 (101)第一节监测监控系统 (101)第二节人员定位系统 (107)第三节压风自救系统 (109)第四节供水施救系统 (110)第五节通讯联络系统 (112)第六节紧急避险系统 (114)第十一章安全技术措施 (128)第一节防治水安全技术措施 (128)第二节通风安全技术措施 (133)第三节瓦斯防治安全技术措施 (133)第四节防灭火安全技术措施 (133)第五节防尘安全技术措施 (133)第六节运输安全技术措施 (134)第七节供电安全技术措施 (134)第八节顶板与冲击地压防治措施 (135)第九节地温防治安全技术措施 (135)第十二章技术经济 (136)第一节工程概算 (136)第二节主要技术经济指标 (139)第十三章问题与建议 (143)前言一、矿井概况神木县孙家岔镇崔家沟合伙煤矿(整合区) （以下简称“整合区”）位于陕西省神木县城N W340°，距神木县直距约48km。
重复采动对煤矿区地表沉陷的影响及其预计的开题报告
重复采动对煤矿区地表沉陷的影响及其预计的开题报告一、绪论煤矿开采会对地下煤层造成破坏，产生采空区和支柱残煤等，导致地下空洞和塌陷等现象。
而地表沉陷也是煤矿开采对地表所产生的一种不可避免的影响。
本文将对煤矿开采时重复采动对地表沉陷的影响进行分析和探讨，并提出预计的研究方案和研究方法。
二、煤矿采动形成地表沉陷的影响煤矿采动区域地表沉陷，其影响因素主要有以下几个方面：1. 采动方式及采煤高度2. 煤层裂隙和水文地质条件3. 采空区大小和位置4. 地下水位变化5. 地表土层性质而对于煤矿采动完毕后，对地表形成的沉陷主要有以下几种形式：1. 突陷2. 慢沉降3. 高差梁式沉降4. 侵蚀式沉降三、重复采动对地表沉陷的影响煤矿重复采动是指在已开采区域内重新进行开采，因为此时地下已经形成了采空区和支柱残煤等，地下空洞较多，因此采动效率会比较高，但同时也会对地表形成更大的沉陷，尤其是长期重复采动造成的影响更为严重。
因此，煤矿重复采动对地表沉陷的影响一定程度上会比单次采动更加明显。
四、预计研究方案和研究方法1. 研究方案本文将通过对煤矿重复采动对地表沉陷的影响进行分析和探讨，提出相应的防治措施和技术手段，以减轻煤矿采动对地表沉陷所带来的负面影响，提高煤矿开采效益和社会效益。
2. 研究方法本文将采用文献资料收集、实地调查及统计分析等多种研究方法进行研究，收集、整理已有的研究成果，对煤矿重复采动对地表沉陷的影响进行定性和定量分析，提出相应的防治措施和技术手段，以减缓地表沉陷的程度和影响。
同时，在研究中还将对煤矿开采对地质环境的影响以及生态环境保护等相关问题进行一定的探讨。
五、结论和展望通过对煤矿重复采动对地表沉陷的相关研究，本文可以得出如下结论：1. 煤矿重复采动对地表沉陷的影响较为明显，需要采取相应的防治措施和技术手段。
2. 灵活选择采动方式和采煤高度，合理利用采空区，进行灌浆加固等技术手段可以有效减轻地表沉陷的程度。
2-2开采引起的地表沉陷规律-精品文档
B″ B′B
•移动盆地危险边界
倾斜i=3mm/m 水平变形= 2mm/m 曲率K=0.2mm/m2
A'C'B'D'
C″ C′ C
A A′A″ φ
B″B′ B φ
•移动盆地裂缝边界
δ ″δ δ 0
δ0 δ δ ″
A"C"B"D"
D″ D′D φ
γ0γ γ ″
A A′A″
D D′ D″
采空区
o
B″ B′B
A
B
W0
δ 0 ψ3
ψ3
δ0
临界开采尺寸 ，1.2～1.4倍采深
超充分采动时的地表移动盆地
1
2
1
4
3
A
3
4
B
W0 W0
δ0
ψ3
ψ3
δ0
3、地表移动盆地特征
主断面—通过盆地内最大下沉点沿煤层倾 向或走向的垂直剖面
（1）近水平煤层地表移动盆地
B
0
采空区
A
A
BB
0δ ψ3 ψ 3 δ
W0
B W0
δ0
下山方向的充分采动角1 上山方向的充分采动角2 走向方向的充分采动角3
wo ψ1
wo ψ2
wo ψ3
wo ψ3
2、边界角、移动角和裂隙角
D″ D′D φ
γ0γ γ ″
θ
C C′ C″ φ
β ″β β 0
•移动盆地的最外边界
一般取下沉为10mm的点 为边界点
ACBD
A A′A″
D D′ D″
采空区
杆状物倾倒的趋向与x轴负向相同时倾斜为 负。
2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响pdf
2 减沉开采技术
2-1开采引起的地表沉陷规律
2-2开采沉陷对地面建筑物的影响2-3减少开采沉陷影响的技术措施2-4条带开采技术
2-5充填开采技术
2-6部分充填开采技术
2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响
一、地表移动变形对建筑物的影响
二、建筑物损坏等级与允许变形
三、地表移动变形对铁路线的影响
一、地表移动和变形对建筑物的影响
下沉
水平移动
地表沉陷
倾斜
曲率
水平变形
室内地表裂缝拉伸变形
压缩变形
◆五项指标对建筑物影响分析
水平变形和曲率对建筑物影响最大
倾斜对高度大、底面积小的建筑物影响大
◆建筑物的破坏等级
根据建筑物破坏程度对建筑物的破坏进行分级 建筑物的破坏程度取决于：
●地表变形大小
●本身抵抗变形的能力
●砖石结构、混凝土结构、钢筋混凝土
●层数、高度、宽高比。
开采引起的地表裂缝规律研究
第23卷第6期2009年11月山东理工大学学报(自然科学版)Jour nal of Shandong U niversit y of T echnolog y(Natur al Science Editio n)V ol.23N o.6N ov.2009收稿日期:2009-06-26作者简介:姚娟(1971-),女,工程师.E -mail:zdch k@文章编号:1672-6197(2009)06-0105-04开采引起的地表裂缝规律研究姚 娟1,徐 工2(1.淄博市国土资源局张店分局,山东淄博255049;2.山东理工大学建筑工程学院,山东淄博255049)摘 要:分析了开采引起的地表裂缝的成因机制及其影响因素,研究了地表裂缝的发育过程.以兖州某矿区为例,根据实地监测数据,研究了塌陷区地表裂缝的发育、分布特征、裂缝的宽度、深度与变形等规律;得到该开采条件下最大水平位移、最大水平变形、最大下沉点、最大倾斜点、最大宽度裂缝和最大裂缝变形等特征点相对工作面的位置.关键词:开采沉陷;地表裂缝;移动变形;实地监测中图分类号:P258文献标识码:AThe study on ground fissure by miningYAO Juan 1,XU Gong2(1.Zhang dian Branch of Bur eau of L and and Reso urces in Z ibo City ,Zibo 255049,China;2.Scho ol o f A rchitecture Eng ineering ,Shandong U niversity of T echnolog y,Zibo 255049,China)Abstract:The formation co nditions and m echanism and influencing facto rs of gr ound fissure caused by mining are analyzed the pr ocess of development o f g round fissure is studied.Taking the Yanzhou mining area fo r example,according to field monito ring data,the law o f dev elo pment,distribution features,crack w idth,depth and defor matio n of gr ound fissur es in the m ining sub -sidence area are studied,T he po sition of the max im um ho rizontal displacem ent,the max im um ho rizontal disto rtio n,the po sitio n of max im um subsidence,the po sition of max im um incline,the fissure of m ax imum w idth and the deform ation of max im um fissure relative to the co al face are obtained.Key words:mining subsidence;gro und fissure;m ovement and deform ation;field monito ring 煤炭开采在给人们带来巨大经济效益的同时,也带来了不小的负面影响,其中突出的问题是开采引起的大量的地表裂缝.根据以往经验和实际调查,开采沉陷造成的地表裂缝种类较多,按地裂缝的平面几何形态可分为直线型、弧线型、分叉型、曲线型;按地裂缝的剖面形态分类可分为滑动型地裂缝、拉伸型地裂缝、塌陷坑;按地裂缝的力学性质可分为压性地裂缝、张性地裂缝、扭性地裂缝;按地裂缝的规模大小可分为:(1)长度大于500m 或长度300~500m,宽度大于1.0m 为I 类;(2)长度300~500m,或长度200~300m,宽度0.5~ 1.0m 为II 类;(3)长度200~300m 为III 类;(4)长度100~200m 为IV 类;(5)长度小于100m 为V 类.目前国内外已经有许多学者对地表裂缝进行了研究,但裂缝的形成、发展、分布及与相关因素的关系等问题有待进一步研究[1-4]。
变形与沉陷工程学第六章 开采沉陷的一般规律-修改
2、影响地表点移动持续时间T的因素 1）采深H0越大，移动持续时间T越长，H0越小，T越短 2）岩硬，T越长，岩软，T越短 3）全部跨落法，T小；条带、房柱开采，T大
3、影响最大下沉速度的因素 1）岩硬，V0小；岩软，V0大 2）采深H0↑，V0小；H0↓，V0大 3）采厚m小，V0小；m大，V0大 4）全陷法，V0大；房柱、条带V0小 5）工作面推进速度c大，V0大；c小，V0小
第六章 地表沉陷的一般规律 地表沉陷规律是指地下开采引起的地表移动和变形的大小、、 空间分布形态（以上两项合称“分布规律”）及其与地质采矿条 件的关系；
➢ 6.1 移动稳定后主断面内移动和变形分布规律
➢ 6.2 移动盆地稳定后全面积的移动和变形分布规律
➢ 6.3 采动过程中（动态）主断面内移动和变形分布规律
最大拉伸变形在下山方向，最 A
（2）
（3）
o
B
大压缩变形在上山方向。
（1） E1 β0
Wfm
E2
ψ2 θ
γ0 x
ψ1
α
五、急倾斜（α>55°）煤层非充分采动时移动和变形分布规
律
与倾斜煤层相比：
1）移动变形曲线非对称十分明显，下山方向的影响范围远大
于上山方向的影响范围。当煤层倾角接近90°时，下沉盆地又
t——两次观测的间隔天数。
φ
φ
γ D E″ F
L
L
W
c
m
5
Hnm＋1、Hnm——第m＋1次和第m次测得的n号点的高程，mm。 2、下沉速度变化规律
11
工 作 2~ 4 H 0 面 地表 开 工 作 V 始 (面 x) ,V m 移 充 动 分 V （ 0 采动 最
探讨地下水开采引起的地面沉降问题以及解决措施
探讨地下水开采引起的地面沉降问题以及解决措施摘要：当中国的城市正竭力向上发展，农村正拼命追求高产的时候，却没想到脚下的土地，已不堪重负，正悄无声息地下降。
华北平原在下降、长江三角洲的一些地方、汾渭盆地也在下降，地面沉降的范围还在扩大。
不能承重的土地之下，是急遽下降的地下水水位。
而如何控制地下水的过度攫取，又牵涉到多个部门，成为社会治理的一个难题。
本文结合笔者多年的工作经验,对地面沉降和地下水开采的矛盾问题进行简要的阐述。
关键词: 概述; 地面沉降;解决措施To explore the land subsidence caused by mining groundwater problems and solving measuresLiDeBiaoJiangsu province hydrology water resources suwey yancheng branch 22400Pick to: when Chinese cities are trying to up development, rural are desperately seek high yield, but didn't expect at the foot of land, is already crumbling, are quietly down. North China plain on the decline, the Yangtze river delta, some places, Fen Wei basin is also on the decline, the land subsidence in expanding the scope. Not bearing land under, is rapidly falling groundwater level. And how to control the excessive groundwater grab, and involves many departments, become social governance a difficult problem. The author discusses many years of work experience, and to the ground settlement and the problem of groundwater exploitation are discussed briefly. Keywords: introduction, The ground settlement; solutions0 概述地面沉降又称为地面下沉或地陷。
再谈开采影响下的山区地表移动规律与变形预计
再谈开采影响下的山区地表移动规律与变形预计孔祥生(太原理工大学,太原,030024)【摘 要】本文在分析现有山区地表移动规律和变形预计入手,根据采深与影响半径和水平移动系数构成的函数关系进行山区地表移动与变形的预计,给出了具体预计公式,并利用实例进行了验证,得出了山区地表移动与变形规律。
【关键词】开采影响 地表移动 变形预计 开采沉陷的研究始于欧洲一些采煤较早的国家,但因这些国家的煤田大多位于平原或丘陵地带,所以其沉陷预计公式的建立都是以平地为基础的。
到本世纪八十年代末,美国和英国的学者开始注意到了山区问题,但尚未发表系统的研究成果。
我国有三分之一的煤矿位于山区,从五十年代起就建立了较多的地表移动观测站,系统的研究成果的出现是始于八十年代初。
目前,用于山区地表移动与变形预计的方法主要有三种。
1、山区概率积分法:颜荣贵教授根据影响半径r(x,y,z)=(Ho-f(x,y))/tgb随点的位置的变化而变化,并依据直线传播原理,以平地概率积分法为基础,推导出山区地表移动与变形预计公式。
以平面问题中半无限开采条件下沉和水平移动公式为例得出预计公式如下:W=(x,z)=W m a x*[er f(c Xr(x,z))+1],U(x,z)=U max*exp[-c X2r2(X,Z)]r(x,z)=R o-tga*x/tgb式中a为地表点与坐标原点联线与水平面的夹角式中tgb为主要影响角正切式中R o为坐标原点处地表点的主要影响半径其它开采条件下的移动与变形预计公式,可按与平地概率积分法相同的方法求出,本文略去。
2、采动应力应变分析法:刘广容教授从力学的角度研究表土层滑移问题,根据表土层采动受力的弹塑性性质,导出了山区地表附加移动与变形预计的计算公式,其原理如图f ig.1 将等厚表土采动影响部分划分为若干块段,块段Ai 在采动下滑力Si 的作用下沿下坡方向发生的压缩水平变形可表示为:X o j =[∑n i =j +1W i tg h l i-1+l i 2-∑j -1i=1W i tg h l i-1+l i 2]K 5r 由X o j 即可计算附加水平和下沉移动分量: △u j =X o j l j △W j =△u j tgh k ——为山区地表移动系数 h ——为地表倾角 r ——为主要影响半径将滑动附加移动变形值与以平地预计法求得的相应移动变形值取代数和,便可求出山区地表移动变形预计值。
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倾斜的正负号
x
W(mm)
δo
ψ3
ψ3
δo
r
(a)
-
x
+
有两组方向不同的倾斜
i(mm/m) (b)
边界点和最大下沉点之间的倾斜必然有正极值和负极
值存在。
倾斜的正负号的物理意义
垂直于地表下沉曲线的杆状物倾倒的趋向与 x轴正向相同时，倾斜为正；
杆状物倾倒的趋向与x轴负向相同时倾斜为 负。
ΔX o
X
B
A
采空区
A
W0
B
W0
δ0
ψ3
ψ3
δ0
AA
下沉曲线的凹凸或内
外边缘区分界点称为
拐点 。拐点偏移距。
（2）缓倾斜和倾斜煤层地表移动盆地
B
采空区
A
A
B
W0
δ0
δ0
AA
W0
γ0
β0 ψ1θ ψ2
BB
移动盆地 在倾向方 向上与采 空区不对 称 。盆地、
最大下沉 值 和拐点 均下移 。
（3）急倾斜煤层地表移动盆地
φφ
φφ
β" ββ 0
λ" λ0λ
急倾斜煤层的顶板、底板边界角移动角和裂隙角
3、最大下沉角
在移动盆地倾向主 断面上，采空区中 点和地表最大下沉 点在地表水平线上 投影点的连线与水 平线在下山方向的 夹角
=90-K
K=0.50.8
wo θ ψ2
ψ1
wo
θ
ψ1
ψ2
四、地表移动的变形参数
开采引起的地表移动是复杂的时间-空间现象。 一点的移动矢量是空间位置（x、y、z）和时 间（t）的函数 。
A
B
W0
δ0 ψ3
ψ3
δ0
临界开采尺寸 ，1.2～1.4倍采深
超充分采动时的地表移动盆地
1
2
1
4
3
A
3
4
B
W0 W0
δ0
ψ3
ψ3
δ0
3、地表移动盆地特征
主断面—通过盆地内最大下沉点沿煤层倾 向或走向的垂直剖面
（1）近水平煤层地表移动盆地
B
0
采空区
A
A
BB
ψ3 ψ3 δ
W0
0δ
B W0
δ0
ψ3
ψ3
采 空 区
λ0
β0
非对称性更加明显，
整个盆地及最大下沉 值向采空区下边界方 向偏移，
地表最大水平移动值 大于最大下沉值，
煤层底板岩层也移动Fra bibliotek、地表移动的角量参数
1、充分采动角
在移动盆地主断面上，将 地表下沉曲线上的最大下 沉点或盆地平底边缘点投 影在地表水平线上，该投 影点和采空区边界的连线 与煤层底板在采空区一侧 的夹角叫充分采动角 。
3、倾斜 i
倾斜是指地表单位长度内下沉的变化，单位 为mm/m，i坐标轴向下为正
1 23 4 5 6 7 8 9 x
1′
9′
2′
8′
3′
7′
4′ 5′ 6′
δ0
ψ3
ψ3
δ0
ΔX o
X
WA
A
WB
B W
iABWB xWA
W x
ilimt WdW x0 x dx
倾斜是地表下沉的一阶导数 i(x) dW(x)
W1 W2
W3
W4
W5
H
12
3
4
5
2、充分采动与非充分采动
充分采动—地表最大下沉值不再随开采区域尺寸增大而增加。 非充分采动—地表最大下沉值随开采区域尺寸增大而增加 。
w1 w2
w3 w4
w5
H
(0.25～0.5)H
12
3
4
5
非充分采动时的地表移动盆地
W0
δ0 ψ3 ψ3 δ0
p1-11
临界充分采动时的地表移动盆地
WA
A
WB
B W
1
23
4
5 o
67
8
9 x
H
w
δ0
ψ3
ψ3
δ0
r
o
-
+
x
U
o
-
+
x
i 水平移动U（x）和倾斜i（x）的变化趋势同步
水平移动U（x）和倾斜i（x）
+
+
U ( x) Bi ( x) B dW dx
o
-
x
U
o
-
x
i
B一个有单位的比例系数
4、曲率K
规定:正值的水平移动与x轴的正方向一致
负值的水平移动与x轴的负方向一致
1点 U1=0
5点 U5=0
9点 U9=0
U坐标向下 为正
水平移动
1 23 4 5 6 7 8 9 x
1′ 2′
9′ 8′
3′
7′
4′ 5′ 6′
δ0
ψ3
ψ3
δ0
o
-
+
x
U 边界点和采空区中点的水平移动为零；
边界点和采空区中点之间有极值。
β″β β 0
C″ C′ C
A A′A″ φ
B″B′ B φ
δ″δδ0
δ0 δδ″
松散层移动角
松散层 第四纪、第三纪未成岩的冲积层、洪积
层和残积层的统称 松散层移动角 ，一般取45°。 当有松散层时，应先以松散层移动角
将边界点投影到基岩面，再与开采边 界连线确定移动角。
急倾斜煤层边界角、移动角、裂隙角
•移动盆地危险边界
倾斜i=3mm/m 水平变形= 2mm/m 曲率K=0.2mm/m2
A'C'B'D'
C″ C′ C
A A′A″ φ
B″B′ B φ
•移动盆地裂缝边界
δ″δδ0
δ0 δδ″
A"C"B"D"
D″ D′D φ
0γ γγ″
A A′A″
D D′ D″
采空区
o
B″ B′B
θ
C C′ C″ φ
下山方向的充分采动角1 上山方向的充分采动角2 走向方向的充分采动角3
wo ψ1
wo ψ2
wo ψ3
wo ψ3
2、边界角、移动角和裂隙角
D″ D′D φ
0γ γγ″
θ
C C′ C″ φ
β″β β 0
•移动盆地的最外边界
一般取下沉为10mm的点 为边界点
ACBD
A A′A″
D D′ D″
采空区
o
B″ B′B
2-2 开采引起的地表沉陷规律
一、地表移动和破坏的形式 二、地表移动盆地的形成及特征 三、地表移动的角量参数 四、 地表移动的变形参数 五、地表移动变形参数分析 六、开采沉陷预计方法
一、地表移动和破坏的形式
地表移动盆地
地表裂缝及台阶
煤层露头处附近漏斗状塌陷坑
二、地表移动盆地的形成及特征
1、地表移动盆地的形成
9′ 8′
3′
7′
4′5′6′
•W=W（x）
δo
ψ3
ψ3
δo
r
•最大下沉值在盆地中央
•下沉曲线凹凸分界的拐点处，下沉值约为 最大值的一半。
2、水平移动 U
地表移动向量的水平分量
1 23 4 5 6 7 8 9 x
1′
2′
8′
9′
3′
7′
4′ 5′ 6′
δ0
ψ3
ψ3
δ0
U=U（x）,有两组方向不同的水平移动
δ0
AA
倾向临界充分采动
B
A
采空区
A
0
BB
0δ ψ3 ψ3 δ
W0
B W0
δ0
ψ3
ψ3
δ0
AA
非充分采动
B
A
采空区
A
BB
ψ3 ψ3 δ
0
0δ
B
δ0
ψ3 ψ3
δ0
AA
下沉曲线特征
BB
主断面上的地表下沉 曲线分为三段。
采空区上方的内缘区 下沉曲线呈凹形
煤柱上方的外边缘区 下沉曲线呈凸形
0
0δ ψ3 ψ3 δ
任意一点的向量
垂直移动（Z） 水平移动 横向（X）
纵向（y）
空间问题
平面问题
在主断面上用数学方法研究
Y
X o
Ux Uy W
Z
描述地表移动盆地内移动和变形的主要指标
• 下沉 • 水平移动 • 倾斜 • 曲率 • 水平变形
1、下沉 W
主断面内地表移动 向量的铅直分量
1
23 4
5
6 7 89
x
1′ 2′