地表移动和变形预计PPT课件
巨厚松散层下开采地表的移动变形预计与分析
７０ 能源技术与管理 ２０１１年第１期
ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７２—９９４３．２０１１．０１．０２７
巨厚松散层下开采地表的移动变形预计与分析
陈磊 ，张彦宾 ，许胜军
（１．河南理工大学能源与工程学院，河南焦作４５４００３；２．河南理工大学安全技术培训中心，河南焦作４５４００３）
［摘要］我国在华北、华东地区广泛的覆盖着第三纪、第四纪以来的松散层，由于松散层下 开采引起的地表移动和变形与一般的地质条件下开采有很大的差异，引起了相关 学者的关注。赵固一矿，其地表不仅覆盖着巨厚松散层，而且有的采区上方还有村 庄，给煤矿的安全生产带来了很大的问题，通过用概率积分法对地表的移动和变形 进行预计，合理的确定了开采上限，保证了煤矿的安全生产。 ［关键词］ 巨厚松散层；地表移动；地表变形；概率积分法 ［中图分类号］ＴＤ３２７［文献标识码］Ｂ［文章编号］】６７２－９９４３（２０１１）ｏｌ－００７０－０３
０引 言
在一般地质条件下，地下煤炭开采引起上覆
岩层及地表移动规律的研究，已取得了较为成熟
的研究成果。但对于特殊地质条件下煤层开采引
起的覆岩及地表移动研究的较少，厚松散层就是
其中一种 １ ］。厚松散层下开采的地表移动变形特
征研究开始于上世纪８０年代，我国在华北、华东
地区广泛的覆盖着大量的第三系和第四系以来沉
积所形成的松散层，这些松散层的厚度从几十米
到几百米不等，给地下矿层的开采带来了很大问
题ｌ４］。赵固一矿不仅覆盖着巨厚松散层，有的采区
上方还有村庄，为了提高采区回收率，尽可能多的
回收煤炭资源，所以对巨厚松散层下开采进行研
究有着重大意义。
１ 工程概况
赵同一矿位于焦作煤田东部，西南距焦作市
５０ ｋｍ，东南距新乡市３９ ｋｍ，行政区域隶属辉县
市管辖。井田走向长２．０～５．５ ｋｍ，倾斜宽９．５～１ １．０ｋｍ，
含煤面积４３．７７ ｋｍ ，总资源储量３．７３４ ９亿ｔ，可
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
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。
基坑工程开挖引起的地表移动与变形预计
第３２卷第４期 Ｖ０１－３２ Ｎｏ．４ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１３年２月 Ｆｅｂ．２０１３
基坑工程开挖引起的地表移动与变形预计
司景钊
（中铁隧道股份有限公司，河南郑州４５００００）
摘要：基坑开挖会引起地表移动，进而影响周边建筑的安全。文章应用随机介质理论，对基坑开挖引起的地表移动进行 预计，为采取相应的工程控制措施提供理论支持。 关键词：基坑；开挖；地表移动；预计 中图分类号：ＴＵ７５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１３）０４—００３１—０３
Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
ＳＩ Ｊｉｎｇ－ｚｈａｏ
（Ｃｈｉｎａ Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｈｅｎａｎ ４５００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｃａｕｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｍｕｃｈ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｓｉｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ａｐｐｌｉｅｓ ｒａｎｄｏｍ ｔｈｅｏｒｙ ｉｎ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｉｔ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｉｔ；ｅｘｃａｖｅ；ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ；ｆｏｒｅｃａｓｔ
目前，我国基坑开挖中常见的开挖形式有无支护开
挖、钻孔灌注桩护坡开挖、钢桩护坡开挖、地下连续墙护
黄土沟壑区地表移动变形特征分析
第２期 ２０１０年４月 矿 山 测 量 ＭＩＮＥ ＳＵＲＶＥＹＩＮＧ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１０
烹蔓 一ｆ 石广３０：、 ｏ３ 作面开采进行的地表移动观测结果表明，采动引起黄土沟壑区 苎 居？
．，妻 期内地表下沉达到最大下沉值的９７％，地表移动 较 嚣 姜
： 妻移动期短，移动角值较大，下沉系数和水平移动系数较大。分析观 ４ “， 苎警 苎妻 性 土
及沟谷梁峁特殊地形，导致煤层覆岩移动变形 遂 妻 形成地表裂缝，在山体重力作用下，引起山体滑移加 了‘ 度
： 下沉系数和水平移动系数增大。依据分析结果，建立了地表最大水平 荔 草 的寻面￣
－ｔ－槿刑 ’。。’’…’’ ’
黄土沟壑地区主要分布在我国黄河中游和黄土 高原地区，即晋陕陇地区。黄土特殊的力学性质和
支离破碎的地形导致地表移动变形以及采动破坏规
律呈异常特征 －３］。本文根据黄陵一号矿地表移动
观测资料以及渭北矿区同等地质条件下地表移动资
料，对黄土沟壑区地表移动变形特征以及采动破坏
规律进行分析研究
１观测区地质条件
黄陵一号煤矿地处陕北黄土高原南部，属黄土 高原中等切割区。区内沟谷纵横，塬面支离破碎，切 割深度１００—２００ ｔｎ，沟底标高９２０～１０００ ｍ，塬面标 高一般为１２００ ｍ，最高达１４６３．８ ｍ。观测区上覆湿
陷性黄土层厚度在８０～１３０ ＩＴ／以上，基岩厚度在１５０ Ｉ１１左右；煤层厚度２．５～３ ｍ范围，倾角３。 ５。，煤层 埋藏稳定。开采工作面宽度２００ ｍ，工作面日推进度 在１０～１６ ｍ。为了得到详实的地表移动实测资料， 在该矿３０２、３０３工作面上方地表布设了四条观测
线，两条走向观测线（ｚ、Ｄ线）；两条倾斜观测线（Ａ、 Ｃ线）。观测线布置阿 图１
２地表移动变形特征分析
２．１ 移动角值特征
山体偏载作用使地表移动范围扩大，且主要发
基金项目：国家自然科学基金项目｛４０５７２１５５）。国家科技部项目 （２００５ＤＩＢ２Ｊ１７９）
厚松散表土层条件下的地表移动预计参数
第３Ｏ卷第１期 ２０１０年３月 安徽理工大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｖｏ１．３Ｏ ＮＯ．１ Ｍａｒ．２０１０
厚松散表土层条件下的地表移动预计参数
孔渊 ，王列平 ，胡奎 ，陈玉平 ， 张号召
（１．安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南２３２００１；２．皖北煤电集团公司，安徽宿州２３４０００）
摘要：对五沟煤矿１０ｉ３首采工作面地表移动观测站观测、数据处理和分析，采用线性最小二 乘估计和非线性最小二乘估计，求取了静态预计参数、动态预计参数经验公式，得出五沟煤矿 厚松散表土层条件下的地表移动与变形规律，为预测未来地表塌陷的范围、损坏等级提供了技 术参数，为煤矿的安全生产、“三下”采煤与环境治理提供了科学依据。 关键词：厚松散表土层；静态预计参数；动态预计参数 中图分类号：ＴＤ３２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１０９８（２０１０）０１—００１７ ０４
Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ
Ｔｈｉｃｋ Ｌｏｏｓｅｎ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｏｉｌ
ＫＯＮＧ Ｙｕａｎ ，ＷＡＮＧ Ｌｉｅ—ｐｉｎｇ ，ＨＵ Ｋｕｉ
ＣＨＥＮ Ｙｕ—ｐｉｎｇ。，ＺＨＡＮＧ Ｈａｏ—ｚｈａｏ。
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｈｕａｉｎａｎ Ａｎｈｕｉ ２３２００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｗａｎｂｅｉ Ｃｏａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｕｚｈｏｕ Ａｎｈｕｉ ２３４０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｒｆａｃｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｏａｌｆａｃｅ １０１３ ｏｆ Ｗｕｇｏｕ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａ— ｔｉｏｎ ｄａｔａ ｗｅｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｄ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｌｉｎｅａｒ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅ— ｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｃｋ ｌｏｏｓｅｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｏｉｌ ｉｎ Ｗｕ— ｇｏｕ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ
地表移动变形计算公式
地表移动变形计算公式
地表移动变形计算涉及多个方面，包括下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等。以下是一些相关的计算公式：
最大下沉值：Wmax=Mqcosa，其中M为煤层厚度，q为下沉系数，α为煤层倾角。
最大倾斜值：Imax=Wmax/r，其中r为主要影响半径。
最大曲率值：Kmax=1.52*Wmax/r。
最大水平移动值：Umax=b*Wmax，其中b为水平移动系数。
最大水平变形值：εmax=1.52bWmax/r。
以上公式主要用于预计煤层开采后的地表移动和变形情况。其中，Wmax、Imax、Kmax、Umax和εmax分别代表最大下沉值、最大倾斜值、最大曲率值、最大水平移动值和最大水平变形值。M、q、α、r和b则是相关的计算参数，需要根据具体情况进行确定。
请注意，这些公式是基于一定的假设和简化的，实际应用中可能需要根据具体情况进行调整和修正。此外，地表移动变形计算还需要考虑其他因素，如地质条件、开采方式、采深采厚比等，因此建议在专业人员的指导下进行。
胶州湾隧道青岛接线端开挖区地表移动与变形
第３７卷第１期 ２ ０ １ １年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸｌ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２０１ １ ・ｌ６７・ 文章编号：ｌ００９—６８２５（２０１ １）０１—０１６７—０２ 胶州湾隧道青岛接线端开挖区地表移动与变形 赵倩倩李 飞 夏玉峰 摘要：运用基于概率积分法的沉陷预计软件对隧道开挖区的地表移动与变形进行了详细研究，结果表明运用基于概率 积分法的沉陷预计软件计算隧道开挖区地表移动与变形的方法是有效可行的，同时得出地表移动与变形沿隧道横向的 一些分布特点及规律，以期为以后城市隧道工程的设计与施工提供指导。 关键词：隧道开挖，地表下沉，倾斜变形，曲率变形，水平变形 中图分类号：Ｕ４５６ 文献标识码：Ａ 天然岩体处于肝放环境中，不仅受地心引力和日月潮汐引力 的作用，而且受地壳板块运动构造应力的作用。隧道开挖提供了 上述作用力的释放空间，并随开挖扰动应力共同作刖于开挖围岩 中，表现出卸荷作玎ｊ特征 。城市隧道ｆ｝ｊ于埋深较浅，其开挖必 然会对地表产生或多或少的影响，使地表产生移动、变形等，从而 造成对地面已有建筑物或设施的破坏。对于隧道开挖引起的地 表移动与变形问题，各国众多学者均进行过相关研究，但是这些 研究一般只考虑了地表的沉降，对于对地表建筑物及地下管线破 坏较大的地表倾斜和水平变形涉及不多，许多规范在制定地表建 筑物保护等级时将地表倾斜、曲率和水平变形的大小作为衡量标 准，因此，在对隧道施工引起的地表移动与变形问题进行研究时， 地表倾斜、曲率和水平变形的 算不容忽视 。而且，隧道开挖 阶段及开挖后期诱发的地表移动与变形足造成各种建（构）筑物 产生外观及功能上损害的主要原因，每年由此而造成的经济损失 相当可观 Ｊ。因此，隧道开挖区地表移动与变形理论的研究，具 有重要的理论价值和工程实践意义。 １ 工程概况 胶州湾海底隧道是青岛市规划“南隧北桥”中的南隧，足胶州 湾海底隧道和快速路三期的重要纽带。海底隧道南接黄岛区的 薛家岛，北连青岛老市区团岛，下穿胶州湾湾口海域。隧道工程 全长６ １７０ ｎｌ，其中隧道长５ ５５０ ｎｌ，穿越海域段３ ３００ ｒｎ，接线段长 １ ５８０ ｎｌ，两端敞口段长６２０ ｍ。本文以青黄海底隧道青岛端接线 工程为例，针对隧道云南路主线ＺＫ１＋ｌ８０～ＺＫＩ＋２４０段进行了 深入研究 ［３］ ［４］ 黄瑞秋，徐泽明．深埋隧道地质灾害及其评价与控制［Ｊ］．地 质灾害与环境保护，１９９７，８（１）：５０—６８． 中交第一公路勘察设计研究院．万源（陕川界）至达州（徐 １．１ 地质概况 隧道位 Ｆ地表以下约】１ ｍ深处，隧道歼挖区土层较多，但层 序清晰，结构简单，基岩为燕山晚期花岗岩及后期侵入的煌斑岩 脉。标准地层层序自上而下依次为：杂填土、亚粘土、强风化花岗 岩、弱风化花岗岩、微风化仡岗岩。隧道周岩级别Ⅲ级，根据钻探 结果，隧道连接线开挖顶界多埋置于弱风化、微风化岩石中。隧 道跨度为ｌ４．５ 高为８．２ ｍ，距高层建筑物的最近水平距离为 ５．４ ｍ。 １．２施工方案 隧道按三车道设计，采用新奥法组织施工。开挖断面大，施 工中根据隧道区域地质条件和周边建筑物的分布情况，采用ＣＲＤ 四步法开挖。该方法实际 足一种带有临时仰拱的中隔墙施工方 法，因而它也是一种分步开挖的方法 。隧道开挖前采用＋４２ Ｕａ．Ｉｎ超 前小导管进行注浆加同，隧道开挖时在隧道两侧采用Ｌ＝４ ｍ的 锚杆进行加固。隧道用钢筋混凝土衬砌，厚５００ ｍｍ。 ２ 隧道开挖引起的地表移动与变形计算 为了掌握整个隧道开挖范围内的地表沉陷情况，我们应用基 于概率积分法的沉陷仿真计算软件，编制地表移动和变形预计程 序，并建立自动列表和成图系统，生成地表沉陷等值线图，预计整 个开挖影响范围的地表沉陷全貌，以指导工程师们的决策 。 ２．１ 计算参数的选取 隧道埋深为１ １ ｎｌ，地面标高２７．３ ｍ。本次计算中采用的参数 均根据当地实测资料和类似工程地质条件的工程实例来确定，具 体参数取值见表１。 家坝）高速公路详细工程地质勘查报告［Ｒ］．２００３． ［５］ 徐林生，王兰生．二郎山公路隧道岩爆发生规律与岩爆预测 ［Ｊ］．岩土＿Ｔ－程，２００５（３）：４８—４９． ｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｃｋｂｕｒｓｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｉｎ—ｓｉｔｕ ｓｔｒｅｓｓ ｔｅｓｔｉｎｇ ＷＥＩ Ｊｉａｎ－ｃｈａｎｇ ＣＵＩ Ｈｏｎｇ・ｗｅｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｔｕｎｎｅｌｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｉｎ—ｓｉｔｕ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｈｏｌｅｓ，ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈｅ ｇｅ— ｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｏｃｋｂｕｒｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｃｋｂｕｒｓｔ ａｎｄ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｒｅａｃｈ ｔｈｅ ｏｂ・ ｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｏｆ ｒｏｃｋｂｕｒｓｔ ａｎｄ ｈａｖｉｎｇ ｓａｆｅｔｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐｌｙ ｂｕｒｉｅｄ ｔｕｎｎｅｌ，ｉｎ—ｓｉｔｕ ｓｔｒｅｓｓ，ｈａｒｄ ｒｏｃｋ，ｒｏｅｋｂｕｒｓｔ 收稿日期：２０１０—０９一Ｊ６ 作者简介：赵倩倩（１９８３・），女，助教，中国海洋大学青岛学院，ｔｌｌ东胶州２６６３００ 李飞（１９８３一），男，助教，中网海洋大学青岛学院，山东胶州２６６３００ 夏玉峰（１９８４一），女，助教，中国海洋大学青岛学院，山东胶州
济阳煤矿首采区地表移动与变形规律分析
ｌ２６ ．糸媳晨 ２０１２年第１期
济阳煤矿首采区地表移动与变形规律分析
陈 英，将成
（新汶矿业集团公司地质测量处，山东新泰２７１２１９）
摘要该文通过对济阳煤矿茵呆区五层煤、七层煤的４个工作面的开采后地表观测站观测资料进行分析，求出地表移动变形参数，认识和总 结济阳煤矿初采和复采情况下的地表移动变形规律，对本井田和相似条件的矿井开采具有指导和借鉴作用。 关键词 首采区 位移反分析 地表移动参数 中图分类号 ＦＤ３２５ ．４ 文献标识码Ｐ
济阳煤矿化ｊ 黄河北煤阳靳家井田，可采煤层较
多储量丰富，但可采煤层以簿煤层为主，地表下巨厚松 散层达３００ｍ以卜，采矿条件较为特殊，区域内可借鉴
的岩移资料缺乏。该蚌兀 采区位于井田北部工广以 东，为单翼采 ，地面标商＋２２～＋２７ｍ，东西走向
１５００～１６００ｍ，南北宽６００～７００ｍ，首采区５、７煤层可
采储量１７４．６万ｔ。地向有３个村序，前街村８００户
２９００人，解家营村３２０户１１２０人，刘岗子村２８０户
１００８人，房屋多为砖石结构。
首采区先采５煤层后采７煤 ，垮落法管理顶板，
５层煤布置１５０２：Ｉ 作面，走向长为９４４～１０２４ｉｎ，倾向
宽１６５ｍ，平均煤厚１．２ｍ，煤层平均倾角７。，平均埋深
４８２ｍ。７层煤布置有１７０３、１７０４、１７０５三个综采工作
面，平均埋深５１５ｍ，走向长８０８～１３７０ｍ，３个面倾向总
宽３００ｍ，平均煤厚１．０ｍ，煤层平均倾角７。，地表为村
庄和农田，地面高程为２２．９ｍ。
１ 观测站设置及观测情况
按照规程及设计要求，该观测站共设３条观测线，
受地形限制沿采区地面公路、机耕路调整布设。近似
走向方向布设３７个测点；沿近似倾向方向布设２条测
线９５个测点；控制点佰设４组共１１个控制点。观测
站自２００７年６月Ｊｆ始观测，采动前进行ｒ ２次全面观
测，采动期进行ｒ ５次全面观测，采动稳定后进行ｒ １
济阳煤矿首采区地表移动与变形规律分析陈英
济阳煤矿首采区地表移动与变形规律分析
陈英，将成
（新汶矿业集团公司地质测量处，山东新泰271219）
摘要该文通过对济阳煤矿首采区五层煤、七层煤的4个工作面的开采后地表观测站观测资料进行分析，求出地表移动变形参数，认识和总结济阳煤矿初采和复采情况下的地表移动变形规律，对本井田和相似条件的矿井开采具有指导和借鉴作用。关键词首采区位移反分析地表移动参数中图分类号TD325+．4文献标识码P
济阳煤矿位于黄河北煤田靳家井田，可采煤层较
多储量丰富，但可采煤层以薄煤层为主，地表下巨厚松
散层达300m以上，采矿条件较为特殊，区域内可借鉴
的岩移资料缺乏。该井田首采区位于井田北部工广以
东，为单翼采区，地面标高+22～+27m，东西走向1500～1600m，南北宽600～700m，首采区5、7煤层可
采储量174．6万t。地面有3个村庄，前街村800户2900人，解家营村320户1120人，刘岗子村280户1008人，房屋多为砖石结构。
首采区先采5煤层后采7煤层，垮落法管理顶板，
5层煤布置1502工作面，走向长为944～1024m，倾向
宽165m，平均煤厚1．2m，煤层平均倾角7°，平均埋深482m。7层煤布置有1703、1704、1705三个综采工作
面，平均埋深515m，走向长808～1370m，3个面倾向总
宽300m，平均煤厚1．0m，煤层平均倾角7°，地表为村
庄和农田，地面高程为22．9m。
1观测站设置及观测情况
按照规程及设计要求，该观测站共设3条观测线，
受地形限制沿采区地面公路、机耕路调整布设。近似
走向方向布设37个测点；沿近似倾向方向布设2条测
线95个测点；控制点布设4组共11个控制点。观测
站自2007年6月开始观测，采动前进行了2次全面观
测，采动期进行了5次全面观测，采动稳定后进行了1
次全面观测，单独的水准测量共进行了33期。
1．1五层煤采动后地表移动变形情况
五层煤开始阶段持续时间为63d左右，活跃阶段
持续85d左右，下沉衰退期持续时间为6个月左右。