变形监测第四章-开采沉陷的基本概念-修改课件.ppt

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1、1第二章 开采沉陷的基本概念2.1 2.1 岩体移动和破坏基本概念岩体移动和破坏基本概念2.2 2.2 地下开采引起的地表移动和破坏地下开采引起的地表移动和破坏2.3 2.3 地表移动盆地内移动变形分析地表移动盆地内移动变形分析2.1 岩体移动和破坏基本概念岩体移动和破坏基本概念n岩体内的应力状态岩体内的应力状态n岩体移动基本概念岩体移动基本概念n移动稳定后岩层内的三带移动稳定后岩层内的三带2.1 2.1 岩体移动概念与特征岩体移动概念与特征一、岩体内的应力状态一、岩体内的应力状态地球自转地球自转 重力场重力场地壳内应力分布地壳内应力分布原岩应力场原岩应力场1 1、响岩体内应力的因素：、响岩体

2、内应力的因素：覆岩的重量覆岩的重量物理力学性质（物理力学性质（E E，强度），强度）构造应力、热应力构造应力、热应力2 2原岩应力计算（苏联金尼克公式）原岩应力计算（苏联金尼克公式）设想在设想在H H深处的岩体内有一立方体，在开挖前处于原始应力平深处的岩体内有一立方体，在开挖前处于原始应力平衡状态：衡状态：式中：式中：h hi i第第i i层岩层的厚度层岩层的厚度 i i第第i i层岩层的容重层岩层的容重 k ki i第第i i层岩层的侧压系数，层岩层的侧压系数，k=2543k=2543 i i第第i i层岩层的泊松比层岩层的泊松比,一般一般i=0.20.3向心力向心力 二、岩体移动基本概念二

3、、岩体移动基本概念（一）岩层移动过程（一）岩层移动过程1 1、岩层移动、岩层移动开采开采岩体应力重分布岩体应力重分布岩体移动破坏岩体移动破坏地表移动破坏地表移动破坏采空区附近上方岩体采空区附近上方岩体开采开采岩体变形岩体变形断裂、离层断裂、离层垮落垮落堆积在采空区上方。堆积在采空区上方。远离采空区的岩体：开采远离采空区的岩体：开采岩体弯曲变岩体弯曲变形形采矿引起的岩层产生移动和破坏过程称采矿引起的岩层产生移动和破坏过程称为为岩层移动。岩层移动。2 2、岩层移动分区、岩层移动分区三个移动特征区：三个移动特征区：充分采动区充分采动区（减压区（减压区CODCOD）；）；、最大弯最大弯曲区；曲区；、岩

4、石压缩区（支承岩石压缩区（支承压力区。压力区。（3 3）煤的挤出煤的挤出（又称片帮）（又称片帮）采空区边界矿层在支承压力作用采空区边界矿层在支承压力作用下，一部分被压碎挤向采空区，这种现象称为片帮。下，一部分被压碎挤向采空区，这种现象称为片帮。（4 4）岩石沿层面的滑移岩石沿层面的滑移在开采倾斜矿层时，岩石在自重力的在开采倾斜矿层时，岩石在自重力的作用下，除产生沿层面法线方向的弯曲外，还会产生沿层面方向作用下，除产生沿层面法线方向的弯曲外，还会产生沿层面方向的移动。的移动。特点：岩层沿层面向下滑动，层间有错动。特点：岩层沿层面向下滑动，层间有错动。，滑动越明显，滑动越明显（5 5）垮落岩石的下

5、滑垮落岩石的下滑（或滚动）（或滚动）特点：上山垮落岩石充填下山采空区，因而上山移动增加，下山特点：上山垮落岩石充填下山采空区，因而上山移动增加，下山移动减小。移动减小。（6 6）底板岩层的隆起底板岩层的隆起当底板岩层较软时，在矿层采出后，底当底板岩层较软时，在矿层采出后，底板在垂直方向减压，水平方向受压，导致底板向采空区方向隆起。板在垂直方向减压，水平方向受压，导致底板向采空区方向隆起。冲积层的移动形式是垂直弯曲，不受矿层倾角的影响。在水平矿冲积层的移动形式是垂直弯曲，不受矿层倾角的影响。在水平矿层条件下，冲积层和基岩的移动形式是一致的。层条件下，冲积层和基岩的移动形式是一致的。应该指出，应该

6、指出，以上六种移动形式不一定同时出现在某一个具体的移以上六种移动形式不一定同时出现在某一个具体的移动过程中。动过程中。（三）岩层移动的典型图式（三）岩层移动的典型图式1 1、第一种图式、第一种图式岩体只产生弯曲下沉，不产生沿层面的剪切滑移（充填开采、条岩体只产生弯曲下沉，不产生沿层面的剪切滑移（充填开采、条带开采）带开采）条件：条件：（不一定成立）（不一定成立）岩层中最软弱面上的内摩擦角岩层中最软弱面上的内摩擦角2 2、第二种图式、第二种图式法向弯曲、伴有层面的剪切滑移法向弯曲、伴有层面的剪切滑移条件：条件：3 3、第三种图式、第三种图式急倾斜煤层开采条件下，在煤层的底板岩层内将产生移动急倾斜

7、煤层开采条件下，在煤层的底板岩层内将产生移动条件：条件：45+/245+/2岩石的内摩擦角岩石的内摩擦角对于沉积岩：对于沉积岩：=26=263636，=58=586363下盘上部沿层面移动，下盘下部沿下盘上部沿层面移动，下盘下部沿45-/245-/2移动移动3 3、第四种图式、第四种图式开采急倾斜煤层时，位于移动盆地内的上盘以悬臂梁弯曲形式移开采急倾斜煤层时，位于移动盆地内的上盘以悬臂梁弯曲形式移动，岩层沿层面错动，在露头处形成台阶状盆地。动，岩层沿层面错动，在露头处形成台阶状盆地。三、岩层开采影响带三、岩层开采影响带水体下采矿中，按破坏程度不同将上覆岩层划分为三带：水体下采矿中，按破坏程度不

8、同将上覆岩层划分为三带：1 1）垮落带）垮落带；2 2）裂缝带）裂缝带；3 3）弯曲带）弯曲带；将底板以下岩体也分为三带：将底板以下岩体也分为三带：1 1）底板采动破坏带；）底板采动破坏带；2 2）底板阻水）底板阻水带；带；3 3）底板承压水导升带）底板承压水导升带 1 1、冒落带（垮落带）、冒落带（垮落带）垮落带是指由采矿引起的上覆岩层垮落带是指由采矿引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层范围。破裂并向采空区垮落的岩层范围。垮落带内岩层破坏特点是：垮落带内岩层破坏特点是：（1 1）分带性）分带性 （2 2）碎胀性，碎胀系数值恒大于）碎胀性，碎胀系数值恒大于1 1，一般在，一般在1.51.51

9、.801.80之间。之间。（3 3）可压缩性）可压缩性 （4 4）垮落带高度主要取决于采出厚度、上覆岩层的碎胀系数、）垮落带高度主要取决于采出厚度、上覆岩层的碎胀系数、岩性等，通常为采出厚度的岩性等，通常为采出厚度的3 35 5倍。薄煤层开采时垮落高度较倍。薄煤层开采时垮落高度较小，一般为采出厚度的小，一般为采出厚度的1.71.7倍左右。顶板岩石坚硬时，垮落带倍左右。顶板岩石坚硬时，垮落带高度为采出厚度的高度为采出厚度的5 56 6倍；顶板软弱时，垮落带高度为采出厚倍；顶板软弱时，垮落带高度为采出厚度的度的2 24 4倍。实践中可用下式近似估算垮落带高度：倍。实践中可用下式近似估算垮落带高度：

10、3 3、弯曲带、弯曲带弯曲带指的是裂缝带之上直至地表的整个岩系。弯曲带指的是裂缝带之上直至地表的整个岩系。特点：特点：1 1）保持整体性和层状结构，）保持整体性和层状结构，2 2）移动过程连续而有规律，不存在或极少存在离层裂缝。）移动过程连续而有规律，不存在或极少存在离层裂缝。3 3）在竖直面内，各部分的移动值相差很小。）在竖直面内，各部分的移动值相差很小。4 4）H H弯弯H H裂裂（当（当H H大时）大时）三者的关系：三者的关系：从采空区往上：冒落带从采空区往上：冒落带裂缝带裂缝带弯曲带弯曲带H H小，小，m m大时，可能只有冒落带和裂缝带大时，可能只有冒落带和裂缝带条带、充填开采时，无冒

11、落带或断裂带，只有弯曲带条带、充填开采时，无冒落带或断裂带，只有弯曲带 4 4、底板采动导水破坏带、底板采动导水破坏带 矿层底板岩层受采动影响而产生的采动导水裂隙的范围，其矿层底板岩层受采动影响而产生的采动导水裂隙的范围，其深度为从矿层底板至采动破坏带最深处的法线距离。该带的厚度深度为从矿层底板至采动破坏带最深处的法线距离。该带的厚度即为即为“底板导水破坏带深度底板导水破坏带深度”。底板导水破坏带主要与回采工作面尺寸、开采方法和顶板管底板导水破坏带主要与回采工作面尺寸、开采方法和顶板管理方法，煤层厚度及倾角、岩体结构有关。理方法，煤层厚度及倾角、岩体结构有关。5 5、底板阻水带、底板阻水带 矿

12、层底板采动破坏带以下，底部含水体或底板承压导升带以矿层底板采动破坏带以下，底部含水体或底板承压导升带以上的隔水层在底部含水体水压力的作用下不发生破坏的最小厚度，上的隔水层在底部含水体水压力的作用下不发生破坏的最小厚度，也称为保护层带和完整岩层带。也称为保护层带和完整岩层带。6 6、底板承压水导升带、底板承压水导升带 底板承压水导升带为矿层底板承压含水层的水在水压力和矿底板承压水导升带为矿层底板承压含水层的水在水压力和矿压作用下上升到顶板岩层中的范围。压作用下上升到顶板岩层中的范围。2.2 地下开采引起的地表移动和破坏地下开采引起的地表移动和破坏n地表移动的基本形式地表移动的基本形式n地表移动盆

13、地的形成及特征地表移动盆地的形成及特征2 2、地表裂缝、地表裂缝1 1）出现条件：地表拉伸变形）出现条件：地表拉伸变形2 23mm/m3mm/m时，出现裂缝时，出现裂缝2 2）形状：楔形，上口大，愈往深处越小）形状：楔形，上口大，愈往深处越小3 3）位置和方向：工作面推进过程中，工作）位置和方向：工作面推进过程中，工作面前方可能产生裂缝，工作面推过后闭合面前方可能产生裂缝，工作面推过后闭合在煤柱上方形成环状裂缝在煤柱上方形成环状裂缝方向：平行于工作面边界发展方向：平行于工作面边界发展4 4）深度：一般）深度：一般2 23m3m，最大，最大10m10m，基岩出露可达几十米，基岩出露可达几十米3

14、3、台阶状塌陷盆地、台阶状塌陷盆地开采急倾斜煤层，当开采急倾斜煤层，当H/mH/m太小时，冒落裂缝带直达地表（太小时，冒落裂缝带直达地表（H H裂裂=9=92828倍采厚），地表可能出现台阶状塌陷盆地，如淮南九倍采厚），地表可能出现台阶状塌陷盆地，如淮南九龙岗、大通两矿，采深龙岗、大通两矿，采深800800900m900m，开采煤层，开采煤层1010多个多个台阶一般出现在盆地的边缘或断层露头处，台阶数、落差大台阶一般出现在盆地的边缘或断层露头处，台阶数、落差大小与地表采矿条件有关小与地表采矿条件有关底板比顶板的台阶落差大、边坡陡、台阶数少底板比顶板的台阶落差大、边坡陡、台阶数少出现条件：出现条

15、件：1 1）急倾斜开采）急倾斜开采 2 2）断层）断层 3 3）浅部或重复开采）浅部或重复开采C C、在含水砂层下采煤时，开滦唐家庄矿采用水力采煤法，开、在含水砂层下采煤时，开滦唐家庄矿采用水力采煤法，开采厚度采厚度3.13.13.5m3.5m厚煤层，设计开采上边界距松散层垂高厚煤层，设计开采上边界距松散层垂高18m18m，由于超限开采，水砂溃入井下，使地面出现直径，由于超限开采，水砂溃入井下，使地面出现直径30m30m，深度，深度111113m13m的塌陷坑。的塌陷坑。D D、开采影响老窑、溶洞等、开采影响老窑、溶洞等湖南恩口煤矿湖南恩口煤矿61006100丰城矿务局丰城矿务局202202湖

16、南斗笠山矿湖南斗笠山矿220220广西西湾煤矿广西西湾煤矿118118湖南煤炭坝矿湖南煤炭坝矿500500（2 2）槽形塌陷坑）槽形塌陷坑急倾斜煤层条件下，开采厚及特厚煤层形成连续的塌陷坑而急倾斜煤层条件下，开采厚及特厚煤层形成连续的塌陷坑而形成塌陷槽形成塌陷槽 二、地表移动盆地的形成及特征二、地表移动盆地的形成及特征（一）地表移动盆地的形成（一）地表移动盆地的形成（1 1）地下开采）地下开采岩层冒落、断裂、岩层冒落、断裂、弯曲、离层弯曲、离层地表移动盆地地表移动盆地（2 2）工作面开采）工作面开采(宽度宽度=1/2=1/21/4H1/4H0 0)地表开始移动（地表开始移动（下沉下沉10mm1

17、0mm）（工作面（工作面）移动量和范围）移动量和范围（工作面（工作面）地表移动）地表移动达到该地质采矿条件下最大值（充分采动）达到该地质采矿条件下最大值（充分采动）（工作面（工作面）移动）移动量不变，盆地范围量不变，盆地范围（工作面停止）移动量和范围（工作面停止）移动量和范围（二）几个概念（二）几个概念下沉下沉地表移动向量的垂直分量称为下沉，用地表移动向量的垂直分量称为下沉，用w w表示表示水平移动水平移动地表移动向量的水平分量称为水平移动，用地表移动向量的水平分量称为水平移动，用u u表表示示地表充分采动地表充分采动（Critical MiningCritical Mining）使使地表下沉

18、值地表下沉值达到该达到该地质采矿技术条件下应有的地质采矿技术条件下应有的最大值最大值的采空区面积为临界开采，的采空区面积为临界开采，此时的地表采动影响称为充分采动此时的地表采动影响称为充分采动地表非充分采动地表非充分采动（Subcritical MiningSubcritical Mining）采空区面积未达采空区面积未达到临界开采面积时的地表采动影响称为非充分采动。到临界开采面积时的地表采动影响称为非充分采动。超充分采动（超充分采动（Supercritical MiningSupercritical Mining）地表最大下沉值不地表最大下沉值不随采区尺寸增大而增加且超出临界开采的状态，又称

19、超临界开随采区尺寸增大而增加且超出临界开采的状态，又称超临界开采。此时形成的地表移动盆地为超充分采动下沉盆地采。此时形成的地表移动盆地为超充分采动下沉盆地（Supercritical Subsidence BasinSupercritical Subsidence Basin），），盆地中央出现平底盆地中央出现平底，平底区域点的下沉值均达到最大下沉值平底区域点的下沉值均达到最大下沉值。（三）地表移动盆地的特征（三）地表移动盆地的特征特征：特征：移动范围大于采空区范围；形状与倾角有关移动范围大于采空区范围；形状与倾角有关1 1、移动盆地的分区、移动盆地的分区1 1）中间区）中间区 2 2）内边缘

20、区（压缩区）内边缘区（压缩区）3 3）外边缘区（拉伸）外边缘区（拉伸）（1 1）中间区特点：下沉均匀、下沉值最大，各处下沉近于相同，）中间区特点：下沉均匀、下沉值最大，各处下沉近于相同，有挤压鼓起，变形值为零，一般无裂缝有挤压鼓起，变形值为零，一般无裂缝（2 2）内边缘区：地表下沉不等，地面向盆地中心方向倾斜，呈）内边缘区：地表下沉不等，地面向盆地中心方向倾斜，呈凹形，产生压缩变形，一般不出现裂缝凹形，产生压缩变形，一般不出现裂缝（3 3）外边缘区：地表下沉不）外边缘区：地表下沉不等，地面向盆地中心方向倾斜，等，地面向盆地中心方向倾斜，呈凸形，产生拉伸变形，当拉呈凸形，产生拉伸变形，当拉伸变形

21、超过一定值后，地面出伸变形超过一定值后，地面出现裂缝现裂缝拐点拐点内外边缘区的分界点内外边缘区的分界点称为，或下沉曲线的凹凸变称为，或下沉曲线的凹凸变化点叫化点叫4 4、倾斜煤层非充分采动时，地表移动盆地的特征：、倾斜煤层非充分采动时，地表移动盆地的特征：与水平煤层非充分采动相比的不同点与水平煤层非充分采动相比的不同点（1 1）移动盆地不与采空区中央对称，工作面上山方向盆地）移动盆地不与采空区中央对称，工作面上山方向盆地比下山方向陡，开采影响范围小，整个盆地偏向下山方向比下山方向陡，开采影响范围小，整个盆地偏向下山方向（2 2）最大下沉点偏向下山方向）最大下沉点偏向下山方向（3 3）移动盆地在

22、走向方向上对称于倾斜中心线）移动盆地在走向方向上对称于倾斜中心线（4 4）上山方向盆地拐点偏向采空）上山方向盆地拐点偏向采空区内侧，下山方向盆地拐点偏向区内侧，下山方向盆地拐点偏向采空区外侧采空区外侧倾斜煤层充分采动与非充分采动倾斜煤层充分采动与非充分采动比较：比较：（1 1）地表移动变形达到最大值）地表移动变形达到最大值 （2 2）拐点处下沉为最大下沉的一）拐点处下沉为最大下沉的一半半5 5、开采急倾斜煤层时，地表移动盆地的特征：、开采急倾斜煤层时，地表移动盆地的特征：（1 1）地表移动盆地非对称性增加）地表移动盆地非对称性增加（2 2）最大下沉值偏向下山方向）最大下沉值偏向下山方向（3 3

23、）地表最大水平移动可能大于最大下沉）地表最大水平移动可能大于最大下沉（四）地表移动盆地的（四）地表移动盆地的主断面主断面通过地表移动盆地通过地表移动盆地最大下沉点最大下沉点所作的所作的沿煤层走向和倾向的垂沿煤层走向和倾向的垂直断面直断面称为称为地表移动盆地主断面地表移动盆地主断面，走向：走向主断面，倾向：，走向：走向主断面，倾向：倾向主断面倾向主断面非充分采动：只有一个主断面，超充分采动有无数个主断面非充分采动：只有一个主断面，超充分采动有无数个主断面00时，主断面过采空区中央，时，主断面过采空区中央，0 0时，倾斜主断面过采空区中央，时，倾斜主断面过采空区中央，走向主断面偏向下山走向主断面偏

24、向下山方向方向AB:AB:走向主断面走向主断面 CD:CD:倾向主断面倾向主断面最大下沉角最大下沉角在在倾斜主断面倾斜主断面上，上，最大下沉点最大下沉点（或（或盆地平底中心盆地平底中心点点）同回采工作面几何中心连线与）同回采工作面几何中心连线与水平线在下山方向水平线在下山方向的夹角称为的夹角称为，用，用表示表示注意：当松散层厚度注意：当松散层厚度h0.1Hh0.1H时，先将最大下沉点垂直投影到基岩时，先将最大下沉点垂直投影到基岩面上，然后再与采空区中央连线面上，然后再与采空区中央连线影响传播角影响传播角在在充分采动或接近充分采动条件下充分采动或接近充分采动条件下，倾斜主断面倾斜主断面上开采边界

25、（上开采边界（考虑了拐点偏移距考虑了拐点偏移距后）和后）和下沉曲线拐点下沉曲线拐点的连线与水的连线与水平线之间在下山方向的夹角称为，用平线之间在下山方向的夹角称为，用表示表示现场实测表明，最大下沉角现场实测表明，最大下沉角与覆岩岩性和矿层倾角与覆岩岩性和矿层倾角有关，有关，规程规程给出了给出了50500 0时，时，的经验公式的经验公式：L00L/2dABWfmH0o（a）2.2地表移动盆地内移动变形分析地表移动盆地内移动变形分析n点的移动分析点的移动分析n主断面内地表移动与变形分析主断面内地表移动与变形分析n地表移动变形对建筑物的影响地表移动变形对建筑物的影响n地表移动盆地边界的确定地表移动盆

26、地边界的确定二、主断面内地表移动与变形分析二、主断面内地表移动与变形分析1 1、主断面内点的移动特点、主断面内点的移动特点）各点移动向量不等、方向不同）各点移动向量不等、方向不同）移动向量最终指向采空区中央（不含推进过程中），若只研）移动向量最终指向采空区中央（不含推进过程中），若只研究最终移动可看成一条直线究最终移动可看成一条直线2 2、移动变形计算、移动变形计算 1 1）下沉）下沉 地表点的沉降叫下沉，用地表点的沉降叫下沉，用w w表示，以本次与首次观测点的标高表示，以本次与首次观测点的标高差表示，即差表示，即 wn=Hn0-Hnm式中，式中，wn地表地表n号点的下沉，号点的下沉，mm；H

27、n0、Hnm表示地表表示地表n点首点首次和次和m次观测时的高程，次观测时的高程，mm。“+”表示测点下沉，表示测点下沉，“-”表示表示测点上升。测点上升。2 2）水平移动）水平移动 地表下沉盆地中某点沿某一水平方向的位移叫水平移地表下沉盆地中某点沿某一水平方向的位移叫水平移动，用动，用u u表示。即表示。即u un n=L=Lnmnm-L-Ln0n0式中式中 u un n地表地表n n点的水平移动，点的水平移动，mmmm；L Ln0n0、L Lnmnm分别表示分别表示首次首次和和m m次观测时地表次观测时地表n n点到观测线点到观测线控制点控制点R R间的水平距离，间的水平距离，mmmm。符号

28、规定：在倾斜断面上，指向上山为符号规定：在倾斜断面上，指向上山为“+”，下山为，下山为“-”；在走向断面上，指向走向为在走向断面上，指向走向为“+”，逆向走向为，逆向走向为“-”。3 3）倾斜）倾斜 地表倾斜是指相邻两点在竖直方向的下沉差与其水平地表倾斜是指相邻两点在竖直方向的下沉差与其水平距离的比值，它反映了地表移动盆地沿某一方向的坡度，距离的比值，它反映了地表移动盆地沿某一方向的坡度，通常以通常以i i表示。即表示。即 式中式中 i im-nm-n为为m m、n n两点的平均倾斜变形，两点的平均倾斜变形，mm/mmm/m；l lm-nm-n地表地表m m、n n点间的水平距离（点间的水平距

29、离（首次观测首次观测），），m m；w wm m、w wn n分别为地表分别为地表m m、n n点的下沉值，点的下沉值，mmmm。倾斜实际是两点间的倾斜实际是两点间的平均斜率平均斜率。倾斜的正负号规定为：与水平移动相同。倾斜的正负号规定为：与水平移动相同。4 4）曲率）曲率 地表曲率是两相邻线段的倾斜差与两线段中点间的水平距离的地表曲率是两相邻线段的倾斜差与两线段中点间的水平距离的比值，它反映了观测线断面上的弯曲程度。由下式计算比值，它反映了观测线断面上的弯曲程度。由下式计算 式中式中 i im-nm-n、i in-pn-p分别表示地表分别表示地表m-nm-n和和n-pn-p点间的平均斜率，点

30、间的平均斜率，mm/mmm/m；l lm-nm-n、l ln-pn-p分别表示地表分别表示地表m-nm-n和和n-pn-p点间的点间的初始水平距离初始水平距离，m m k km-n-pm-n-p为为m-nm-n、n-pn-p线段的平均曲率，线段的平均曲率，mm/mmm/m2 2。符号规定：符号规定：“+”上凸，上凸，“-”下凹。下凹。为了使用方便，曲率变形有时以曲率半径为了使用方便，曲率变形有时以曲率半径R R表示，即：表示，即：5 5）水平变形）水平变形 地表水平变形是指相邻两点的水平移动差与两点间水平地表水平变形是指相邻两点的水平移动差与两点间水平距离的比值，通常用距离的比值，通常用表示。

31、由下式计算表示。由下式计算 式中式中 u un n、u um m分别为分别为m m、n n点的水平移动，点的水平移动，mmmm；l lm-nm-n分别为分别为m m、n n点的点的初始水平距离初始水平距离，m m；m-nm-n为为m m、n n点的水平变形，点的水平变形，mm/mmm/m。符号规定：符号规定：“+”拉伸，拉伸，“-”压缩。压缩。对于扭曲和剪切变形，由于用得较少，本书不介绍对于扭曲和剪切变形，由于用得较少，本书不介绍三、地表移动变形对建筑物的影响三、地表移动变形对建筑物的影响1 1、下沉、下沉地下潜水位低时，均匀下沉对建筑物无影响地下潜水位低时，均匀下沉对建筑物无影响地下潜水位高

32、时，对建筑物有影响地下潜水位高时，对建筑物有影响2 2、倾斜、倾斜（1 1）对高而底面积小的建筑物影响大）对高而底面积小的建筑物影响大建筑物内应力重分布建筑物内应力重分布建筑物破坏、倒塌建筑物破坏、倒塌（2 2）使排水系统坡度变化）使排水系统坡度变化（3 3）使公路、铁路坡度变化）使公路、铁路坡度变化3 3、曲率、曲率正曲率：顶部开裂，裂缝上宽下窄，倒八字裂缝正曲率：顶部开裂，裂缝上宽下窄，倒八字裂缝负曲率：底部开裂，裂缝下宽上窄，正八字裂缝和水平裂缝负曲率：底部开裂，裂缝下宽上窄，正八字裂缝和水平裂缝4 4、地表水平变形、地表水平变形使建筑物基础受拉或受压使建筑物基础受拉或受压5 5、建筑物

33、临界变形值、建筑物临界变形值对建筑物有影响的变形主要有：倾斜、曲率、水平变形对建筑物有影响的变形主要有：倾斜、曲率、水平变形根据长期的观测得到：根据长期的观测得到：i=3mm/m k=0.2mm/mi=3mm/m k=0.2mm/m2 2 =2mm/m =2mm/m 作为标作为标准，大于这些值，建筑物损害，小于这些值，建筑物不损害，因准，大于这些值，建筑物损害，小于这些值，建筑物不损害，因而称为临界变形值。而称为临界变形值。临界变形值临界变形值不需要维修能保证建筑物正常使用所允许的地表不需要维修能保证建筑物正常使用所允许的地表最大变形值称为最大变形值称为四、地表移动盆地边界的确定四、地表移动盆

34、地边界的确定1 1、移动盆地最外边界、移动盆地最外边界以下沉以下沉10mm10mm作为移动盆地最外边界点，以这些点圈定的边作为移动盆地最外边界点，以这些点圈定的边界称为界称为边界角边界角在在充分采动或接近充分采动充分采动或接近充分采动的条件下，地表移的条件下，地表移动盆地动盆地主断面上主断面上盆地盆地边界点边界点（下沉为（下沉为10mm10mm）至）至采空区边界采空区边界的连线与的连线与水平线水平线在在矿柱一侧矿柱一侧的夹角称为边界角。当有松散的夹角称为边界角。当有松散层存在时，应先从盆地边界点用松散层移动角划线和基岩层存在时，应先从盆地边界点用松散层移动角划线和基岩与松散层交接面相交，此交点

35、至采空区边界的连线与水平与松散层交接面相交，此交点至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为边界角。线在矿柱一侧的夹角称为边界角。走向走向0 0、下山、下山0 0、上山、上山0 0、急倾斜矿层底板急倾斜矿层底板0 0 2 2危险移动边界危险移动边界用临界变形值所确定的边界用临界变形值所确定的边界移动角移动角在在充分采动或接近充分采动充分采动或接近充分采动的条件下，地表移动盆地的条件下，地表移动盆地主断面主断面上上三个临界变形中最外边的一个临界变形值点三个临界变形中最外边的一个临界变形值点至采空区边至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为移动角。界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为移动

36、角。当有松散层存在时，应从最外边的临界变形值点用松散层移动当有松散层存在时，应从最外边的临界变形值点用松散层移动角划线和基岩与松散层交接面相交，此交点至采空区边界的连线角划线和基岩与松散层交接面相交，此交点至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为移动角。走向与水平线在矿柱一侧的夹角称为移动角。走向、下山、下山、上山、上山、急倾斜矿层底板、急倾斜矿层底板，表土移动角用，表土移动角用表示，表示，与与无关无关3 3裂缝角裂缝角在充分采动或接近充分采动的条件下，在地表移动盆地主断面在充分采动或接近充分采动的条件下，在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矿柱一侧的夹角称为裂缝角。走向在矿柱一侧的夹角称为裂缝角。走向、下山、下山、上山、上山、急倾斜矿层底板、急倾斜矿层底板 4 4松散层移动角松散层移动角松散层移动以松散层移动以表示。它不受矿层倾角的影响，主要与松散层表示。它不受矿层倾角的影响，主要与松散层的特性有关。的特性有关。