《矿山开采沉陷观测》PPT课件.ppt

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1、 第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测14.1 14.1 开采过程中的移动和变形开采过程中的移动和变形14.2 14.2 地表移动观测站的设计地表移动观测站的设计14.3 14.3 地表移动观测和资料整理地表移动观测和资料整理14.4 14.4 岩层移动及破坏检测技术岩层移动及破坏检测技术14.5 ”14.5 ”三下三下”采煤观测概述采煤观测概述14.6 14.6 保护煤柱的留设保护煤柱的留设14.7 14.7 保护煤柱设计实例保护煤柱设计实例 第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测14-1 14-1 地表与岩层移动的几个基本概念地表与岩层移动的几个基本概念一、一、岩

2、层移动的几种形式岩层移动的几种形式 由于开采地下矿产资源引起的地表与上覆岩层由于开采地下矿产资源引起的地表与上覆岩层的岩体遭到破坏而产生的移动与变形统称为的岩体遭到破坏而产生的移动与变形统称为地表与地表与岩层移动岩层移动。地表与岩层移动的形式主要有以下六种。地表与岩层移动的形式主要有以下六种。1 1 弯曲弯曲 当地下煤层被采出后，从其直接顶到地表将沿当地下煤层被采出后，从其直接顶到地表将沿其层理的法线方向，向采空区方向弯曲。在整个弯其层理的法线方向，向采空区方向弯曲。在整个弯曲过程中，岩层整体上保持其连续性和层状结构。曲过程中，岩层整体上保持其连续性和层状结构。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观

3、测矿山开采沉陷观测2 2 冒落冒落 煤层被采出后，其上覆岩层最初的弯曲达煤层被采出后，其上覆岩层最初的弯曲达到一定限度后，其直接顶板岩层将与整体分开，到一定限度后，其直接顶板岩层将与整体分开，破碎成小的岩块而落下来充填采空区，这种移破碎成小的岩块而落下来充填采空区，这种移动形式称为动形式称为冒落冒落。3 3 片帮片帮 煤层采出后，采空区顶板岩层内出现悬空，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，这种现象称为区，这种现象称为片帮片帮。第

4、十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测4 4 岩石沿层面的滑动岩石沿层面的滑动 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，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，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。沿层理面的滑移越明显。5 5 垮落岩石的下滑垮落岩石的下滑 当煤层倾角较大时，采用当煤层倾角较大时，采用自上而下自上而下的开采顺的开采顺序采煤，上山部分回采过后，采空区已被冒落的序采煤，上山部分回采过后，采空区已被冒落的岩块充填，这时开采下山部

5、分的煤层，上山部分岩块充填，这时开采下山部分的煤层，上山部分的垮落岩石可能下滑充填下山部分的采空区，从的垮落岩石可能下滑充填下山部分的采空区，从而使上山部分的岩层和地表移动加剧，下山部分而使上山部分的岩层和地表移动加剧，下山部分岩层移动减弱。岩层移动减弱。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测6 6 底板岩层的隆起底板岩层的隆起(又称底鼓又称底鼓)如果煤层底板岩石很软且倾角较大，在煤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，受压，造成底板向采空区方向隆起的现象，称为称为底鼓底

6、鼓。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测二、移动稳定后采动岩层内的三带二、移动稳定后采动岩层内的三带 煤层采出后，所产生的地表与岩层移动过程煤层采出后，所产生的地表与岩层移动过程较为复杂，为了满足采矿工程的需要，将移动较为复杂，为了满足采矿工程的需要，将移动稳定后的采动岩层按其破坏程度不同，分为三稳定后的采动岩层按其破坏程度不同，分为三个不同的开采影响带，即个不同的开采影响带，即冒落带、断裂带和弯冒落带、断裂带和弯曲带曲带。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测1 1 冒落带冒落带 冒落带是指采用全部垮落法管理顶板时，冒落带是指采用全部垮落法管理顶板时，回采工作面放顶

7、后引起煤层直接顶板产生破回采工作面放顶后引起煤层直接顶板产生破坏的范围。其特点是顶板岩石发生破碎，而坏的范围。其特点是顶板岩石发生破碎，而且越是靠近煤层的岩石破坏愈严重。冒落带且越是靠近煤层的岩石破坏愈严重。冒落带的高度主要取决于采出煤层的厚度和上覆岩的高度主要取决于采出煤层的厚度和上覆岩石的碎胀系数，一般为采出煤层厚度的石的碎胀系数，一般为采出煤层厚度的3-53-5倍。倍。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测2 2 断裂带断裂带 在采空区上覆岩层中产生裂缝、离层和断在采空区上覆岩层中产生裂缝、离层和断裂，但仍保持层状结构的那部分岩层称为裂，但仍保持层状结构的那部分岩层称为断裂断

8、裂带带。断裂带位于冒落带和弯曲带之间。断裂带。断裂带位于冒落带和弯曲带之间。断裂带内岩层不仅发生垂直于层理面的裂缝或断裂，内岩层不仅发生垂直于层理面的裂缝或断裂，而且产生顺层理面的离层裂缝。而且产生顺层理面的离层裂缝。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测3 3 弯曲带弯曲带 断裂带之上直至地表都属于弯曲带。在弯断裂带之上直至地表都属于弯曲带。在弯曲带内，岩层在自重力作用下产生沿层面法线曲带内，岩层在自重力作用下产生沿层面法线方向的弯曲，但仍保持其原有的层状结构；岩方向的弯曲，但仍保持其原有的层状结构；岩层的移动是连续而有规律的。弯曲带的高度主层的移动是连续而有规律的。弯曲带的高度

9、主要受开采深度的影响，当采深很大时，弯曲带要受开采深度的影响，当采深很大时，弯曲带的高度将很大，但地表的移动和变形相对较平的高度将很大，但地表的移动和变形相对较平缓。缓。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测三、三、地表移动盆地地表移动盆地 当开采影响波及到地表之后，受采动影响当开采影响波及到地表之后，受采动影响的地表从原有标高向下沉降，从而在采空区上的地表从原有标高向下沉降，从而在采空区上方形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域，方形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域，这种地表沉陷区域称为这种地表沉陷区域称为地表移动盆地地表移动盆地。地表移。地表移动盆地是在工作面的推进过程中逐步形

10、成的，动盆地是在工作面的推进过程中逐步形成的，地表移动盆地的大小和形状主要与煤层地表移动盆地的大小和形状主要与煤层倾角、采空区的大小和采深是否达到充倾角、采空区的大小和采深是否达到充分采动有关分采动有关。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测 所谓所谓充分采动充分采动是指是指地下煤层地下煤层采出后，地表下沉值达到该地采出后，地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值质采矿条件下应有的最大值。一般情况下，当采空区的长度和一般情况下，当采空区的长度和宽度均达到或超过采深的倍时，宽度均达到或超过采深的倍时，地表可达到充分采动。凡是采空地表

11、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，采矿条件下应有的最大下沉值时，这种采动称为这种采动称为非充分采动。非充分采动。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测四、四、移动盆地的主断面移动盆地的主断面 通常情况下，通过采空区中心与煤层走向平行通常情况下，通过采空区中心与煤层走向平行或垂直的断面上的地表移动值最大，我们将该断或垂直的断面上的地表移动值最大，我们将该断面称为移动盆地的主断面。在主断面上不仅移动面称为移动盆地的主断面。在主断面上不仅移动量最大，而且地表

12、移动盆地的范围也是最大的。量最大，而且地表移动盆地的范围也是最大的。主断面的位置一般在采空区中间，但与采动情主断面的位置一般在采空区中间，但与采动情况和煤层倾角有关。在非充分采动情况下，通过况和煤层倾角有关。在非充分采动情况下，通过采空区中心所作的平行于煤层倾向的垂直断面，采空区中心所作的平行于煤层倾向的垂直断面，即为移动盆地的倾斜主断面。走向主断面的位置即为移动盆地的倾斜主断面。走向主断面的位置则需要通过倾斜主断面上的最大下沉点，按最大则需要通过倾斜主断面上的最大下沉点，按最大移动角移动角确定确定(所谓所谓最大下沉角最大下沉角是指采空区的中点是指采空区的中点和地表移动盆地的最大下沉点的连线，

13、与水平线和地表移动盆地的最大下沉点的连线，与水平线之间在煤层下山方向一侧的夹角之间在煤层下山方向一侧的夹角)。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测五、五、地表移动和变形对建筑物的影响地表移动和变形对建筑物的影响1 1 地表下沉地表下沉和和水平移动水平移动对建筑物的影响对建筑物的影响 地表大面积的均匀下沉和水平移动，只会地表大面积的均匀下沉和水平移动，只会引起建筑物整体的移动，不会导致建筑物的引起建筑物整体的移动，不会导致建筑物的破坏。但当移动值很大、地下水位很浅时，破坏。但当移动值很大、地下水位很浅时，地表移动盆地积水，不仅会使建

14、筑物淹没在地表移动盆地积水，不仅会使建筑物淹没在水中，而且易使地基强度降低，严重时可造水中，而且易使地基强度降低，严重时可造成建筑物的倒塌。非均匀的下沉和水平移动成建筑物的倒塌。非均匀的下沉和水平移动对建筑物和交通线路等都有严重的不利影响。对建筑物和交通线路等都有严重的不利影响。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测2 2 地表倾斜地表倾斜对建筑物的影响对建筑物的影响 移动盆地内非均匀的下沉引起的地表倾斜，移动盆地内非均匀的下沉引起的地表倾斜，将使位于其范围内的建筑物重心发生偏斜，特将使位于其范围内的建筑物重心发生偏斜，特别是对于底面积小、高度大的建筑物别是对于底面积小、高度大的建

15、筑物(如水塔、如水塔、烟囱和高压电线铁塔等烟囱和高压电线铁塔等)影响更大，严重时可影响更大，严重时可导致建筑物发生折断或倾倒。导致建筑物发生折断或倾倒。此外，地表的倾斜还会引起公路、铁路和管此外，地表的倾斜还会引起公路、铁路和管道等坡度的变化以及机械设备的倾斜，从而影道等坡度的变化以及机械设备的倾斜，从而影响它们的正常工作状态，因此必须及时进行修响它们的正常工作状态，因此必须及时进行修复。复。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测3 3 地表曲率变形地表曲率变形对建筑物的影响对建筑物的影响 曲率变形是反映地表弯曲程度的指标，分曲率变形是反映地表弯曲程度的指标，分正曲正曲率率(地表上

16、凸地表上凸)和和负曲率负曲率(地表下凹地表下凹)两种。负曲两种。负曲率变形使建筑物中间受力小，两端受力大，乃率变形使建筑物中间受力小，两端受力大，乃至中央部分处于悬空状态，使建筑物产生八字至中央部分处于悬空状态，使建筑物产生八字形的裂缝。形的裂缝。4 4地表水平变形地表水平变形对建筑物的影响对建筑物的影响 水平变形也分为正负两种：水平变形也分为正负两种：正值表示拉伸变形正值表示拉伸变形；负值表示压缩变形负值表示压缩变形。水平变形是引起建筑物破。水平变形是引起建筑物破坏的重要因素，尤其是拉伸变形。坏的重要因素，尤其是拉伸变形。第十四章第十四章 地表与岩层移动简介地表与岩层移动简介六、六、地表移动

17、盆地的边界角、移动角和裂缝角地表移动盆地的边界角、移动角和裂缝角 在地表移动盆地内不同区域移动和变形的程度不同，在地表移动盆地内不同区域移动和变形的程度不同，人们根据地表移动和变形的程度和实际需要，将移动人们根据地表移动和变形的程度和实际需要，将移动盆地划分为三个边界。盆地划分为三个边界。1 1 移动盆地的最外边界移动盆地的最外边界 以地表移动和变形都为零的点圈出的边界，称为移以地表移动和变形都为零的点圈出的边界，称为移动盆地的最新边界。实际工作中是以下沉动盆地的最新边界。实际工作中是以下沉10 mm的点的点圈定边界。圈定边界。在移动盆地主断面上盆地的边界点在移动盆地主断面上盆地的边界点(或松

18、散岩层与岩或松散岩层与岩层交面上的边界点层交面上的边界点)和采空区边界的连线与水平线在煤和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角，称为柱一侧的夹角，称为边界角边界角。边界角分为走向边界角。边界角分为走向边界角(）下山边界角下山边界角(）和）和上山边界角上山边界角()，以及急，以及急倾斜煤层底板边界角倾斜煤层底板边界角()。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测2 危险移动边界危险移动边界 危险移动边界是以地表移动与变形对建筑物有危险移动边界是以地表移动与变形对建筑物有无危害而划分的边界。由于不同建筑物所承受最无危害而划分的边界。由于不同建筑物所承受最大变形的能力不同，我国现采用的

19、是以大变形的能力不同，我国现采用的是以砖木结构砖木结构的建筑物能承受的最大变形值来作为确定危险边的建筑物能承受的最大变形值来作为确定危险边界界的标准，地表移动盆地主断面上地表危险移动的标准，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，称为煤柱一侧的夹角，称为移动角移动角。移动角也分为。移动角也分为走走向移动角、下山移动角、上山移动角向移动角、下山移动角、上山移动角和和急倾斜煤急倾斜煤层的底板移动角层的底板移动角，分别以，分别

20、以、和和表示。松散表示。松散岩层的移动角以岩层的移动角以表示。表示。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测3 移动盆地的裂缝边界移动盆地的裂缝边界 裂缝边界是根据移动盆地内最外侧的裂缝圈裂缝边界是根据移动盆地内最外侧的裂缝圈定的边界。在主断面上移动盆地最外侧的地表定的边界。在主断面上移动盆地最外侧的地表裂缝和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧裂缝和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角，称为的夹角，称为裂缝角裂缝角。裂缝角也分为。裂缝角也分为走向裂缝走向裂缝角、下山裂缝角、上山裂缝角角、下山裂缝角、上山裂缝角和和急倾斜煤层的急倾斜煤层的底板裂缝角底板裂缝角，分别以，分别以、和和表

21、示。表示。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测14-214-2 地表移动的观测地表移动的观测 研究地表与岩层移动的方法主要有研究地表与岩层移动的方法主要有实实地观测法地观测法、理论研究法理论研究法和和相似材料模型相似材料模型法法。目前最主要的方法仍是。目前最主要的方法仍是实地观测法。实地观测法。一、一、地表移动观测站的设计地表移动观测站的设计第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测1 需要收集的资料需要收集的资料2 观测站的设计方法观测站的设计方法(1)(1)倾斜观测线位置及其长度的确定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倾斜观测线一般

22、设置在移动盆地的倾斜主断面上。上。倾斜观测线的长度，应保证线的两端在不受开倾斜观测线的长度，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。盆地的倾斜主断面上确定的。l lh h cot cot+(h h)cot)cot（）（h h)cot)cot（）coscos第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测(2)(2)走向观测线位置及其长度的确定走向观测线位置及其长度的确定 走向观测线应设置在移动盆地的走向主断面走向观测线应设置在移动盆地的走向主断面上。上。走向观测线的位置是在倾斜主断面上确定走向观测线的位

23、置是在倾斜主断面上确定的，的，从采空区中心按最大下沉角从采空区中心按最大下沉角划线与地面划线与地面相交于相交于O点，通过点，通过O点作垂直于煤层倾向的垂点作垂直于煤层倾向的垂直断面即为移动盆地的走向主断面，因此，该直断面即为移动盆地的走向主断面，因此，该断面与地面的交线即为走向观测线的位置。走断面与地面的交线即为走向观测线的位置。走向观测线的长度是在走向主断面上确定的。向观测线的长度是在走向主断面上确定的。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测(3)(3)测点数目及其密度测点数目及其密度 每条观测线两端都应设置观测站控制点，且每条观测线两端都应设置观测站控制点，且每端不得少于两个；

24、如因条件限制，也可只在每端不得少于两个；如因条件限制，也可只在观测线的一端设置控制点，但不得少于观测线的一端设置控制点，但不得少于3个。个。相邻控制点的间距不得小于相邻控制点的间距不得小于45 m。控制。控制点应布设在观测线的工作长度之外，且不应受点应布设在观测线的工作长度之外，且不应受相邻采区或工作面开采的影响。每条观测线的相邻采区或工作面开采的影响。每条观测线的工作长度之内应布设观测点，观测点的密度主工作长度之内应布设观测点，观测点的密度主要取决于开采深度要取决于开采深度。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测二、二、地表移动观测站的设置和观测地表移动观测站的设置和观测 观测站

25、的设置就是将设计好的观测点标定到实地观测站的设置就是将设计好的观测点标定到实地上去。上去。标定方法是标定方法是:首先利用矿区控制点标定出观首先利用矿区控制点标定出观测站的控制点，再根据观测站控制点标定出观测点测站的控制点，再根据观测站控制点标定出观测点和另一观测线与该观测线的交点，然后再在交点上和另一观测线与该观测线的交点，然后再在交点上安置仪器标定另一观测线上的控制点和观测点。安置仪器标定另一观测线上的控制点和观测点。地表移动观测站观测工作的地表移动观测站观测工作的基本内容是基本内容是：在采动：在采动过程中，定期、重复测定观测线上各测点在不同时过程中，定期、重复测定观测线上各测点在不同时期内

26、空间位置的变化情况。具体可分为观测站的连期内空间位置的变化情况。具体可分为观测站的连接测量、全面观测、单独进行的水准测量、地表破接测量、全面观测、单独进行的水准测量、地表破坏的测定和编录。坏的测定和编录。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测1 1 连接测量连接测量 根据矿区控制网测定出某个测站控制点的平根据矿区控制网测定出某个测站控制点的平面位置和高程，再根据该控制点来测定其他观面位置和高程，再根据该控制点来测定其他观测点和控制点的位置，以便确定观测线与回采测点和控制点的位置，以便确定观测线与回采工作面间的相互位置关系。工作面间的相互位置关系。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿

27、山开采沉陷观测2 2 全面观测全面观测 包括包括采动前的全面观测采动前的全面观测和和采动后的全面观测采动后的全面观测。在。在连接测量之后，设站地区未受采动影响之前，应对连接测量之后，设站地区未受采动影响之前，应对工作测点进行两次全面观测，以确定工作测点在地工作测点进行两次全面观测，以确定工作测点在地表移动前的位置。当地表下沉达到表移动前的位置。当地表下沉达到50100 mm时，时，应进行采动后的第一次全面观测；在地表受采动影应进行采动后的第一次全面观测；在地表受采动影响稳定后，需进行最后一次全面观测，以确定移动响稳定后，需进行最后一次全面观测，以确定移动稳定后各工作测点的空间位置。在地表移动的

28、活跃稳定后各工作测点的空间位置。在地表移动的活跃期进行不少于四次的全面观测，并适当加密水准测期进行不少于四次的全面观测，并适当加密水准测量。量。全面观测的内容全面观测的内容主要包括测定各工作测点的高程、主要包括测定各工作测点的高程、丈量两相邻工作测点间的距离和测量各测点偏离观丈量两相邻工作测点间的距离和测量各测点偏离观测线方向的距离测线方向的距离(又称又称支距支距)。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测3 3 日常观测工作日常观测工作 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。测量时可采期之间适当增加的水准测量工

29、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。等水准测量的要求进行。还应还应测量地表产生裂缝的位置和塌陷要素，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、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地质和水文地质情况。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测三、三、地表移动观测站观测成果的整理与分析地表移动观测站观测成果的整理与分析 包括包括计算计算和和绘图绘图两部分。两部分。1 观测成果

30、的计算观测成果的计算 根据外业成果首先计算出各观测点的高程及根据外业成果首先计算出各观测点的高程及相邻点间的水平距离在观测线方向上的投影长相邻点间的水平距离在观测线方向上的投影长度，然后再按测线计算各种移动与变形值。度，然后再按测线计算各种移动与变形值。(1)(1)观测点高程的计算观测点高程的计算 观测点高程的计算首先应根据水准测量成果观测点高程的计算首先应根据水准测量成果进行平差，然后再按一般水准路线的计算方法进行平差，然后再按一般水准路线的计算方法计算出各观测点的高程。计算出各观测点的高程。(2)(2)计算各相邻测点沿观测线方向的距离计算各相邻测点沿观测线方向的距离第十四章第十四章 矿山开

31、采沉陷观测矿山开采沉陷观测(3)(3)计算各种移动和变形值计算各种移动和变形值 计算下沉值计算下沉值W 计算相邻两点间的倾斜计算相邻两点间的倾斜i 计算曲率计算曲率K 计算水平移动计算水平移动U 计算水平变形计算水平变形 计算下沉速率计算下沉速率v第十四章第十四章 地表与岩层移动简介地表与岩层移动简介2 观测成果图的绘制观测成果图的绘制 绘制移动和变形曲线图绘制移动和变形曲线图时，时，水平比例尺水平比例尺一般一般与观测站平面图一致，与观测站平面图一致，竖直比例尺竖直比例尺的选取应以的选取应以绘制的曲线能够清楚反映出移动和变形的分布绘制的曲线能够清楚反映出移动和变形的分布规律为原则。曲线图和观测

32、线的断面图应绘制规律为原则。曲线图和观测线的断面图应绘制在一起，以便于分析各种地质采矿条件对移动在一起，以便于分析各种地质采矿条件对移动和变形分布形态的影响和变形分布形态的影响(如下图如下图)。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测14-314-3 保护煤柱的留设保护煤柱的留设 保护煤柱保护煤柱是指了为保护煤层上方的岩层和地是指了为保护煤层上方的岩层和地表的保护对象表的保护对象(如水体、建筑物等如水体、建筑物等)不受开采的不受开采的影响，而在井下留设的不予开采的部分煤层。影响，而在井下留设的不予开采的部分煤层。一、一、保护煤柱的留设

33、方法保护煤柱的留设方法 确定保护煤柱边界的方法有确定保护煤柱边界的方法有垂直剖面法垂直剖面法、垂线垂线法法和和数字标高投影法数字标高投影法等。这里以常用的等。这里以常用的垂直剖垂直剖面法面法为例来介绍留设保护煤柱的过程。为例来介绍留设保护煤柱的过程。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测1 1 确定受护边界确定受护边界 保持受护边界线与煤层走向平行或垂直，因保持受护边界线与煤层走向平行或垂直，因此当受护边界与煤层走向斜交时应沿受护边界此当受护边界与煤层走向斜交时应沿受护边界点作与煤层走向平行或垂直的直线来确定受护点作与煤层走向平行或垂直的直线来确定受护边界线。边界线。2 2 确定围

34、护带的宽度确定围护带的宽度 在受护对象边界外还应预留出一定的宽度在受护对象边界外还应预留出一定的宽度第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测3 3 确定保护煤柱的边界确定保护煤柱的边界 确定出受护范围后，通过受护范围的中心分别确定出受护范围后，通过受护范围的中心分别作沿煤层走向和倾向的垂直剖面；在倾向垂直剖面作沿煤层走向和倾向的垂直剖面；在倾向垂直剖面上，松散层内从地面边界点以松散层移动角上，松散层内从地面边界点以松散层移动角向外向外画两条斜线与基岩面相交，再分别从上山和下山方画两条斜线与基岩面相交，再分别从上山和下山方向的交点以下山移动角向的交点以下山移动角和上山移动角和上山移动角

35、向外作斜向外作斜线交煤层面于线交煤层面于nk点；将点；将nk投影到平面图上即得投影到平面图上即得保护煤柱倾向方向的尺寸保护煤柱倾向方向的尺寸NK；在走向垂直剖面上；在走向垂直剖面上按同样的方法以按同样的方法以角和走向移动角角和走向移动角分别确定出走分别确定出走向方向保护煤柱尺寸向方向保护煤柱尺寸BC和和AD；这样；这样ABCD即为留即为留设保护煤柱的边界线。设保护煤柱的边界线。第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测第十四章第十四章 矿山开采沉陷观测矿山开采沉陷观测复习思考题复习思考题:1 研究地表与岩层移动规律有什么意义研究地表与岩层移动规律有什么意义?2 何谓地表移动观测站何谓地表移动观测站?观测线的位置和长度应观测线的位置和长度应 如何确定如何确定?3 何谓移动盆地的主断面何谓移动盆地的主断面?它有哪些特征它有哪些特征?4 如何根据计算求得的各种变形值求取移动角如何根据计算求得的各种变形值求取移动角?5 什么叫保护煤柱什么叫保护煤柱?留设保护煤柱有哪些优缺点留设保护煤柱有哪些优缺点?