开采沉陷第四讲ppt课件.ppt
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1、 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能开采沉陷学开采沉陷学第四讲第四讲主讲:蔡来良主讲:蔡来良Tel:18739109523Email:河南理工大学 测绘与国土信息工程学院 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中
2、小学图书室育人功能一、研究采动过程中地表移动变形分布规律的一、研究采动过程中地表移动变形分布规律的必要性必要性 地下煤层采出后引起的地表沉陷是一个时间地下煤层采出后引起的地表沉陷是一个时间和空间过程。随着工作面的推进,不同时间的和空间过程。随着工作面的推进,不同时间的回采工作面与地表点的相对位置不同,开采对回采工作面与地表点的相对位置不同,开采对地表点的影响也不同。地表点的移动经历一个地表点的影响也不同。地表点的移动经历一个由由开始开始移动移动到到剧烈移动,剧烈移动,最后最后到停止移动的全到停止移动的全过程。过程。在生产实践在生产实践中经常会遇到下述情况,即中经常会遇到下述情况,即仅仅根据稳定
3、后仅仅根据稳定后(或静态或静态)的沉陷规律还不能很的沉陷规律还不能很好地解决实际问题,必须进一步研究移动变形好地解决实际问题,必须进一步研究移动变形的动态规律。的动态规律。1.4采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能 例如,例如,在超充分采动条件下,地表下沉盆地出现平底,在超充分采动条件下,地表下沉盆地出现平底,在此平底范
4、围内地表下沉相同,地表变形等于零或接近于在此平底范围内地表下沉相同,地表变形等于零或接近于零,但不能认为在此区域内的建筑物不受到破坏,因为在零,但不能认为在此区域内的建筑物不受到破坏,因为在工作面推进过程中该区域内的每一个点均要经受动态变形工作面推进过程中该区域内的每一个点均要经受动态变形的影响,虽然这种动态变形是临时性的,但它同样可以使的影响,虽然这种动态变形是临时性的,但它同样可以使建筑物遭到破坏。建筑物遭到破坏。/在建筑物下采煤时,需要随时确定建在建筑物下采煤时,需要随时确定建筑物受采动影响的开始时间和在不同时期的地表移动变形筑物受采动影响的开始时间和在不同时期的地表移动变形量,以便对建
5、筑物采取适当措施。如加强观测、加固、临量,以便对建筑物采取适当措施。如加强观测、加固、临时迁出或改变用途等。在铁路下来煤时,需根据动态变形时迁出或改变用途等。在铁路下来煤时,需根据动态变形规律确定铁路维修范围,预计铁路上部建筑起垫量等。在规律确定铁路维修范围,预计铁路上部建筑起垫量等。在进行协调开采时,根据动态变形规律可以更合理地安排回进行协调开采时,根据动态变形规律可以更合理地安排回来工作面之间的相互关系等。来工作面之间的相互关系等。1.4采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精
6、神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能二、地表点的移动轨迹二、地表点的移动轨迹 1 1当工作面由远处向当工作面由远处向A A点推进、移动波及到点推进、移动波及到A A点时,地表下沉速度由点时,地表下沉速度由小逐渐变大,小逐渐变大,A A点的移点的移动方向与工作面推进方动方向与工作面推进方向相反,向相反,此为移动的第此为移动的第阶段阶段;采动过程中地表点移动轨迹采动过程中地表点移动轨迹(一)移动轨迹与工作面位置的关系(一)移动轨迹与工作面位置的关系1.4采动过程中的地表移动和
7、变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能2.2.当工作面通过当工作面通过A A点正下方点正下方(2(2处处)继续向前推进时,继续向前推进时,地表下沉速度迅速增大,并逐渐达到最大下沉速度,地表下沉速度迅速增大,并逐渐达到最大下沉速度,A A点的移动方向近于铅垂方向,点的移动方向近于铅垂方向,此为移动的第此为移动的第阶阶段;段;采动过程中地表点移动轨
8、迹采动过程中地表点移动轨迹3.3.当工作面继续向前当工作面继续向前推进,逐渐远离地表推进,逐渐远离地表点点A A后,点后,点A A的移动方的移动方向逐渐与工作面推进向逐渐与工作面推进方向相同,方向相同,此为移动此为移动的第的第阶段阶段;1.4采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能4.4.当工作面远离地表点达到当工作面远离地
9、表点达到一定距离后,回采工作面对一定距离后,回采工作面对A A点的影响逐斯消失,点点的影响逐斯消失,点A A的移的移动停止,动停止,此为移动的第此为移动的第阶阶段。段。5.5.稳定后,点稳定后,点A A的位置并不一的位置并不一定在其起始位置的正下方,定在其起始位置的正下方,一般赂微偏向回采工作面停一般赂微偏向回采工作面停止位置一则。止位置一则。此为移动的第此为移动的第阶段。阶段。采动过程中地表点移动轨迹采动过程中地表点移动轨迹时为直线。时为直线。(二)与工作面推进的速度的关系(二)与工作面推进的速度的关系 速度越大,弧线弯曲程度越小,当速度越大,弧线弯曲程度越小,当1.4采动过程中的地表移动和
10、变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能三、工作面推进过程中超前影响三、工作面推进过程中超前影响(一)起动距(一)起动距 在走向主断面上,工作面由开切眼推进一定距离到达在走向主断面上,工作面由开切眼推进一定距离到达A A 点后,岩层移动开始波及到地表,如图。通常把地表开始点后,岩层移动开始波及到地表,如图。通常把地表开始移动时工作面的推进距离称为
11、起动距。移动时工作面的推进距离称为起动距。地表开始下沉是以地表开始下沉是以观测地表点的下沉值达观测地表点的下沉值达到到10mm10mm为标准。起动距为标准。起动距的大小主要和的大小主要和开采深度开采深度及及岩石的物理力学性质岩石的物理力学性质有关。一般在初次采动有关。一般在初次采动时,起动距约为时,起动距约为 1/4H1/4H0 01/2 H1/2 H0 0。1.4采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会
12、精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能工作面推进过程中的超前影响工作面推进过程中的超前影响(二)超前影响、超前影响角、超前影响距(二)超前影响、超前影响角、超前影响距1.1.超前影响超前影响 如如右右图图所所示示,当当工工作作面面推推进进至至B B点点时时,得得下下沉沉曲曲线线W1W1,工工作作面面前前方方1 1点点开开始始受受采采动动影影响响而而下下沉沉;当当工工作作面面推推进进的的距距离离约约为为1.21.21.4Ho1.4Ho,即即推推至至C C点点时时,得得下下沉沉曲曲线线W2W2,地地表表2 2点点开开始始受受影影响响而而下下沉沉。从从这这
13、里里可可以以看看出出,在在工工作作面面推推进进过过程程中中,工工作作面面前前方方的的地地表表受受采采动动影影响响而而下下沉沉,这这种种现象现象称为超前影响。称为超前影响。1.4采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能式中式中 l l超前影响距;超前影响距;H H0 0平均开采深度。平均开采深度。工作面推进过程中的超前影响工作
14、面推进过程中的超前影响3.3.超前影响距超前影响距 开始移动的点到工作开始移动的点到工作面的水平距离面的水平距离L L称为称为超前超前影响距。影响距。2.2.超前影响角超前影响角 将工作面前方地表开始移动将工作面前方地表开始移动(即下沉即下沉10mm)10mm)的点与当时工作面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的连线,此连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为超前影响角称为超前影响角(The angle of advance influence),用,用表示。表示。1.4采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近
15、平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能充分发挥中小学图书室育人功能(1 1)采动程度)采动程度 非充分采动时,非充分采动时,角值随着角值随着开采面积的增大而减小;充分开采面积的增大而减小;充分采动后,采动后,值基本趋于定值;值基本趋于定值;地表移动稳定后,地表移动稳定后,角等于边角等于边界角界角0 0。(2 2)工作面推进速度)工作面推进速度 值随着工作面推进速度增值随着工作面推进速度增大而增大。大而增大。掌握了超前影响规律,就可以在工作面推进过程中,确定工作
16、面在任意位掌握了超前影响规律,就可以在工作面推进过程中,确定工作面在任意位置时的地表影响范围。置时的地表影响范围。工作面推进过程中的超前影响工作面推进过程中的超前影响4.4.影响超前影响角大小的因素影响超前影响角大小的因素 (3 3)采动次数)采动次数 重复采动时的超前影响角比初次采动时小。重复采动时的超前影响角比初次采动时小。1.4采动过程中的地表移动和变形的一般规律采动过程中的地表移动和变形的一般规律 河南理工大学河南理工大学为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神贯彻全国教育大会精神,充分发
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