岩石移动角的确定
β（上盘）γ（下盘）第四纪表土层454545含水中等稳固片岩455565稳固片岩556070中等稳固致密岩石606575稳固致密岩石657075拟建的工业广场位于宣威组底，只压覆1层（C66）煤层，建设项目用地压覆矿产资源范围的确定采用在征地范围的基础上外推15m作为围护带，地下埋藏矿体以地表矿体围护带边界按移动角(走向及上山按70度，下山按70-（0.5×α）)斜推至矿体底板或最低采矿标高作为压覆矿产资源储量的最终边界（其中α为岩层倾角，平均22°）；原村寨、公路压覆矿产资源范围的确定采用在原村寨范围的基础上外推15m作为围护带，地下埋藏矿体以地表矿体围护带边界按移动角(走向及上山按70度，下山按70-（0.5×α）)斜推至矿体底板或最低采矿标高作为压覆矿产资源储量的最终边界，由于该矿煤层较多，且平均倾角大于15°所以各建筑物上山及走向移动角减小5°，下山移动角减小3°，实际采用走向及上山移动角65°，下山移动角56°。岩石移动角
岩石名称垂直矿体走向的岩石移动角（度）矿体走向侧翼岩石移动角（度）
保安矿柱的设计
保安矿柱的设计
在特殊条件下 , 当不宜把主要开拓巷道布置在岩石移动范围之外时，或者对已投产的矿井，因在井筒附近发现新矿体、矿
体向下延深使得井筒落入岩石移动范围之内时，为了保护井筒及其建筑物，需要设置保安矿柱。
保安矿柱是在井筒周围留下一部分暂不开采的矿体，其范围为按岩石移动角 β 、γ、 δ用作图法圈定之，其步骤如下。
（1）在平面图上（图 1），过井筒中心作垂直矿层走向的剖面Ⅰ - Ⅱ。在该剖面图上，从井筒两侧的受护范围边界起，自
上而下按各岩层的移动角逐层画出其移动线，直到与矿层的顶、底板线相交，得
A、 B、 C、 D 四点。则
A-B-D-C-A
即为在剖面Ⅰ
-
Ⅱ上的保安矿柱边界。在画岩石移动边界线时，对位于采空区下端的移动线用
β角，上端的用 γ 角。
图 1 作图法设计保安矿柱
（2）将点 A、B、C、D 投影到平面图的Ⅰ - Ⅰ线上，得 A′、 B′、 C′、 D′四点。设矿层形状规则，则过这四点分别作平
行走向的四条线，便得到保安矿柱顶、底板沿走向的边界线在平面图上的投影。
（3）在平面图上，过井筒中心和受保护范围边界线，作平行矿层走向的阶梯形剖面Ⅱ - Ⅱ。在该剖面图上由上而下按 δ角
逐层画出岩石移动边界线，与矿层顶、底板线相交于 M、K、G、H 四点。将这些点投影到平面图的Ⅱ - Ⅱ线上，得 M′、 K′、 G′、
H′四点。因设矿层规则， 保安矿柱平面投影图以Ⅰ - Ⅰ线为对称轴， 故可分别求得 M″、K″、G″、H″四点，连接 H′ K″、G′ M″、
G″ M′、 H″ K′得四条直线，将其延长，便得到保安矿柱顶、底板沿倾斜方向的边界线在平面图上的投影。
（4）在平面图上，分别将保安矿柱顶、底板边界的投影线延长相交，便得到保安矿柱图形的平面投影图。
煤矿地表移动和岩移观测
煤矿地表移动和岩移观测
文／高清龙（黑龙江黑河市一五一煤矿）
【摘要】通过建立一五一煤矿地面岩移观测站，定期对整个观测站进行全面水准测量，
严密监测地表下沉和变形，进而对观测资料进行整理，对地表移动和变形参数进行计算，得
出了一五一煤矿井下开采后地表的下沉和移动规律，为进一步研究煤矿地表沉陷提供了数据
和理论基础。 【关键字】观测站；地表移动和变形：下沉速度；岩移观测；岩移参数
0．前言
一五一煤矿已开采多年，为掌握矿区地表移动和变形的基本规律，保证地面矿西村村
民的生命财产安全，建立了地面岩移观测站。 1．开采条件 本矿井位于黑宝山～木耳气煤盆地的西南部，即小兴安岭西南坡，属低山丘陵区，海
拔高度在+480. 6m-+379. 4m之间，一般标高在+40Om。地势北东高，西南低，相对高差为50m左右。本区溪流属嫩江水系，夏季地表径流通畅，冬季冰封断流，主要河流为泥鳅河，
总体流向为南西。观测区内村庄周围为农田，村庄南部农田受采动影响，局部有轻微的地表
沉降现象，夏季有一定的积水，周围山顶有国家三等坐标点，通视良好，有利于设站和控制测点的连接测量工作。矿体呈北东一南西走向，倾向南，煤层倾角15°～20°，开采106工作
面位于F1108正断层下盘附近，地质条件复杂，小构造较发育，煤层赋存条件变化大。工作
面走向长510m，倾斜长108m，采用走向长壁跨落法回采，煤层顶板为灰白色凝灰质细砂
岩、含砾中粗砂岩等；底板为浅灰色泥岩、凝灰角砾岩、粗砂岩。工作面出水水源主要为煤
层顶板砂岩水，水文地质条件简单。 2．观测线（点）设计
2.1参数选择
根据《煤矿测量规程》，确定观测线长度所用的移动角应使用本井田已求得的角值，
由于该矿之前无实测数据，故选用临近的地质采矿条件相类似矿区的综合数值。另外具体限
差按《规程》有关条款执行，数据见表1 2.2观测线位置的选择
1061作面回风巷采深Hl为315m，运输巷采深H2为345m，平均采深HO为330m，
复杂地表环境条件的地下开采地表移动带的圈定研究
复杂地表环境条件的地下开采地表移动带的圈定研究
王海军( 张长锁
（北京矿冶研究总院，北京100160）
摘要：本文克服经典地表移动带圈定方法的缺点，采用岩石力学数值模拟圈定办法完成了复杂地表环境的地下开采移动带的圈定工作，实现了该“三下”矿山地下开采对地表建构筑物和铁路影响的量化分析，确保了矿山地下开采经济效益与环境效益的平衡。
关键词：地表移动带；“三下”矿山；数值模拟圈定方法
Research on Ground Moving Range Delineation for a Underground
Mining with Complex Surface Surroundings Condition
Wang Haijun Zhang Changsuo
（Being General Research Institute of Mining & Metallurgy, Beijing 100160 ）
Abstract： This paper surmounted the disadvantages of classical method for delineating
ground moving range, adopted rock mass mechanical numerical simulation method to delineate
ground moving range of underground mine with complex surroundings condition. As a
consequence, the quantitative analysis of effect between underground mining and surface building,
structure & railways was done. And the balance between economy & environmental protection
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。
三下一上采煤
1 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 2 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 3 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。
煤矿开采地表沉降与岩石移动规律的观测研究
煤矿开采地表沉降与岩石移动规律的观测研究
发布时间：2022-07-24T05:54:30.781Z 来源：《工程管理前沿》2022年第3月5期 作者： 陈 亮
[导读] 本文从煤矿开采对地表移动的观测、对岩层移动钻孔的观测
陈 亮
（淮北矿业股份有限公司临涣煤矿，安徽淮北 235136）
摘 要：本文从煤矿开采对地表移动的观测、对岩层移动钻孔的观测、地表和岩层变形预计参数的确定，以及综合观测运用实例等几方面的分析，进而可确定开采工作面地面沉陷量和岩移的规律等参数。又可进一步为本矿开采地面塌陷沉降和岩石移动规律提供参考数据，
并为全面合理、安全开采和地面沉陷建筑物保护奠定基础。
关键词：煤矿开采；地表沉陷；岩层移动；观测研究
引言：煤矿开采期间，由于挖掘与采出破坏了周围岩体内部的原始应力平衡，致使岩层产生移动、变形和破坏。随着大面积的不断开采，进而造成地表出现沉陷。为实时测量沉陷情况，可在回采工作面上建立地表岩层移动观测站，通过收集实测所得的各类数据，根据原
有的矿井地质资料再经科学系统的研究分析，进而可以确定岩层与地表变形的预计参数，以便为地面建筑物的保护和井下生产提供可靠的
技术数据。
1.对地表移动的观测
对于地表移动的观测，可以先设置观测站，再开展观测工作与资料的整理。①设置地表观测站：这分三种：回采单一工作面、回采多个工作面和网状观测站。②观测工作：在观测站设置10d后，就可开展具体观测工作。一是连接观测。根据地面控制网和观测站具体位置情
况，并按照《规程》对近井点的测量要求，可用敷设经纬仪导线的方法进行。测定观测线一个控制点的平面坐标与高程，其余的控制点则
按5s导线侧角方法侧角和观测线边长丈量的结果求得。二是全面测量。内容有各测点的水准测量、测点间距离的丈量和测点偏离观测线的
支距测量。在测量过程中，要进行多次的全面测量，间隔时间可参照下式计算得出。另外，要在地表移动前和稳定后分别进行两次全面测
量。三是巡视测量。为确定地表移动与稳定的时间，要进行局部水准测量。③整理观测资料：在野外的观测记录要及时地检查和整理，对
矿山测量工试题及答案题库
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1、名词解释 采掘工程平面图
正确答案：将开采煤层或其分层内的采掘工作和地质情况，采用标高投影的原理，按照一定的比例尺绘制而成的图纸
2、填空题 经纬仪指标差的计算公式为（）
答案（江南博哥）：a＝（L＋R-360°）/2
3、填空题 由起始方位角的误差所引起的各点位置误差，离起始点的距离越远，（）越大。
正确答案：误差
4、多选 观测站通常分为三种（）：
A、地表观测站
B、岩层内部观测站
C、专门观测站
D、临时观测站
正确答案：A, B, C
5、单选 水准测量时，一测站读完后视读数发现圆水准器不居中，观测者整平后接着观测前视，这种操作程序（或处理方法）是（）
A.允许的
B.绝对不允许
C.有时是可以的
正确答案：B
6、填空题 标定巷道中线，以指示巷道掘进的水平方向，简称（）。
正确答案：给中线
7、填空题 水平变形是指某线段的（）或（）值与某线段水平距离之比。
正确答案：伸长；压缩
8、名词解释 岩石移动角
正确答案：地表移动 盆地主断面上地表危险移动边界点（有松散层时，则为松散层与基岩交面上的危险边界点）和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。
9、问答题 水准测量时为什么要求前后视距相等？
正确答案：水准测量时前后视距相等，可以消除i角对高差的影响。
10、名词解释 标高投影
正确答案：以大地水准面为投影面，将空间物体上各特征点垂直投影于该投影面上，并将各特征点的高程标注在旁边，这种投影方法称为标高投影。
11、问答题 偶然误差的特性是什么？
正确答案：偶然误差有以下几个特性：
1、定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值。
2、值较小的误差比绝对值较大的误差出现的机会多。 3、值相等的正误差与负误差出现的机会相等。
4、误差的算术平均值，随着观测次数的无限增加趋向于零。
12、单选 规程要求，当保护煤柱受护边界至煤柱边界范围内地表平均倾角大于15°时，应采用本矿区求得的山区移动角留设煤柱，如无本矿区实测资料而采用平地移动角留设煤柱时，建筑物上坡方向移动角应减小（），下坡方向移动角一般减小2°-3°。
开采损害学
开采损害学
第一章
1. 下沉盆地：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，直至波及地表，引起地表下沉，形成所谓的下沉盆地，
2. 覆岩破坏特征划分为：垮落带、裂隙带、弯曲下沉带，被称为“三带”
3. 只要采深达到一定深度（采深与采高之比H（埋深）/m（采高）>40），覆岩的破坏和移动就会自下而上出现三个代表性部分（就是三带）
4. 覆岩移动状态可划分为5个区：
1） 垂直下移区 2）垂直上移区3）垂直与水平移动区4）底板下移区5）开采支撑压力区
5. 采动上覆岩层移动破坏的形式可概括为六种：弯曲、垮落、煤的挤出（片帮）、岩石延层面滑移、垮落岩石的下滑（或滚动）、底板岩层隆起
6. 地表移动破坏规律：地下开采引起的地表移动和变形大小、空间分布形态及其与地质采矿条件的关系。从时间和空间的概念出发，一般将地表移动变形分为连续移动变形和非连续移动变形两类
7. 地表连续移动变形：采动在地表的反映为连续的下沉盆地。
8. 地表非连续移动变形：开采后在地表出现大的裂缝、台阶下沉、塌陷坑及漏斗等形式的破坏。
9. 实践观测表明，通常在采空区的长度和宽度均达到1.2H0~1.4H0的时候，地表可达到充分采动。因而，开采工作面沿一个方向（走向或倾向）达到临界开采尺寸；而另一个方向未达到临界开采尺寸；而另一个方向未达到临界开采尺寸，这种情况也属于非充分采动。
10. 充分采动的范围用充分采动角Ψ来确定。Ψ指充分采动下沉盆地主断面上平底的边缘点与开采边界线和矿层间的夹角。
11. 地表下沉盆地范围可用各种角度参数来确定：（1）边界角（2）移动角（3）裂缝角（4）最大下沉角
开采达到或接近充分采动时，将移动盆地主断面上的盆地边界点和采空区边界点的连线与在采空区外侧水平线的夹角称为边界角。
在达到或接近充分采动时的移动盆地主断面上，临界变形点和采空区边界点的连线与水平线在采空区外侧的夹角称为移动角。移动角又分为表土移动角和基岩移动角，表土移动角以φ表示;下山、上山和走向方向的移动角分别以β、γ和δ 表示,急倾斜矿层底板移动角以λ表示
开采沉陷
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mcosq0W
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。每组内的观测站的地质采煤条件应该大体相同。
如何进行岩层倾角的测量
如何进行岩层倾角的测量
岩层倾角的测量是地质学中的重要内容之一，它对于地质构造、地质灾害预测等领域都有着重要的意义。岩层倾角是指地层或岩石层面与水平面的夹角，它能够反映地壳构造的变动和演化。
在地质勘探和工程地质中，岩层倾角的测量是不可或缺的。它可以帮助工程师针对不同倾角的岩层采取相应的工程措施，确保工程的稳定性和安全性。同时，岩层倾角的测量也有助于地质学家理解地壳运动规律和地质历史变迁，为地质研究提供重要的参考和依据。
那么，如何进行岩层倾角的测量呢？
一种常用的测量方法是使用倾角仪。倾角仪是一种常见的测量设备，它能够通过测量重力加速度的方向，确定岩层倾角的大小。在测量过程中，首先需要将倾角仪放置在待测点上，保证其水平。然后，观察倾角仪上的刻度，读取倾角值。这种方法简单、直观，适用于一些简单的地质构造的测量。
除了倾角仪，还有其他一些测量方法可以用于岩层倾角的测量。例如，挡板法。挡板法利用一个垂直于岩层的挡板，通过测量该挡板与地面之间的夹角，即可得到岩层的倾角。这种方法适用于比较平坦的地表环境，测量精度较高。
此外，激光扫描雷达也可以用于岩层倾角的测量。激光扫描雷达能够快速获取岩层的三维点云信息，通过对点云进行处理，可以得到岩层的倾角。这种方法非常适用于复杂地质构造的倾角测量，测量结果准确性高。
在实际测量中，需要根据具体情况选择合适的测量方法。有些地方环境比较复杂，使用倾角仪等传统方法可能无法准确测量到岩层倾角。因此，工程师和地质学家需要结合实际情况选择合适的测量方法，并进行相应的数据处理和分析，以获得准确的测量结果。 岩层倾角的测量是地质学中一项重要的工作，它的准确性直接关系到工程建设的安全和顺利进行。通过选择合适的测量方法和仪器，以及严谨的测量操作和数据处理，可以获得准确的岩层倾角信息。这些倾角信息不仅对工程建设非常重要，还对地壳运动和地质研究等领域具有重要的参考和指导价值。
总之，岩层倾角的测量是一项技术含量较高的工作，需要工程师和地质学家具备一定的专业知识和实践经验。通过选择合适的测量方法和仪器，进行准确的测量和数据处理，可以获得高质量的测量结果，为相关领域的研究和工程建设提供有力支持。