基本概念-煤礦開(kāi)采與損害

1、河南理工大學(xué) 精品課程教學(xué)組 第一章 基本概念 第一節(jié) 巖石的物理力學(xué)性質(zhì) 第二節(jié) 地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng) 第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 第四節(jié) 地表移動(dòng)盆地內(nèi)移動(dòng)和變形分析 第五節(jié) 地表移動(dòng)盆邊界的確定 一、 巖體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài) 1未受采掘影響的巖體受到各個(gè)方向 力的約束，處于自然應(yīng)力平衡狀態(tài)。 2巖體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)主要取決于上覆 巖層的重量和性質(zhì)。 第二節(jié)第二節(jié) 地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng)地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng) 第二節(jié)第二節(jié) 地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng)地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng) Hr zyx 3. 如右圖所示如右圖所示 假設(shè)在深度為假設(shè)在深度為H的巖體的巖體 內(nèi)，有一個(gè)小的單元立內(nèi)，有一個(gè)小的單元

2、立 方體，在開(kāi)采之前處于方體，在開(kāi)采之前處于 原始應(yīng)力平衡狀態(tài)，它原始應(yīng)力平衡狀態(tài)，它 的各面上的剪應(yīng)力認(rèn)為的各面上的剪應(yīng)力認(rèn)為 是零，鉛直應(yīng)力是零，鉛直應(yīng)力z=rH r容重；容重；H采采 深；深； Hr zyx Hr zyx Hr zyx HrK yx K 側(cè)壓系數(shù)側(cè)壓系數(shù) 。 第二節(jié)第二節(jié) 地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng)地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng) Hr zyx 3. 如右圖所示如右圖所示 假設(shè)在深度為假設(shè)在深度為H的巖體的巖體 內(nèi)，有一個(gè)小的單元立內(nèi)，有一個(gè)小的單元立 方體，在開(kāi)采之前處于方體，在開(kāi)采之前處于 原始應(yīng)力平衡狀態(tài)，它原始應(yīng)力平衡狀態(tài)，它 的各面上的剪應(yīng)力認(rèn)為的各面上的剪應(yīng)力認(rèn)為 是零，鉛

3、直應(yīng)力是零，鉛直應(yīng)力z=rH r容重；容重；H采采 深。深。 第二節(jié)第二節(jié) 地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng)地下開(kāi)采引起的巖層移動(dòng) Hr zyx 一、地表移動(dòng)的形式一、地表移動(dòng)的形式 （一）地表移動(dòng)盆地（一）地表移動(dòng)盆地 開(kāi)采影響到地表之后，在采空區(qū)上方形成一個(gè)比開(kāi)采影響到地表之后，在采空區(qū)上方形成一個(gè)比 采空區(qū)大得多的沉陷區(qū)域，對(duì)地表的建筑、道路、河采空區(qū)大得多的沉陷區(qū)域，對(duì)地表的建筑、道路、河 流、鐵路、生活環(huán)境等有影響。流、鐵路、生活環(huán)境等有影響。 （如圖如圖所示）所示） （二）裂縫及臺(tái)階（產(chǎn)生在邊緣區(qū)）（二）裂縫及臺(tái)階（產(chǎn)生在邊緣區(qū)） 產(chǎn)生裂縫的條件與有無(wú)松散層及其厚度有關(guān)。產(chǎn)生裂縫的條件與有無(wú)

4、松散層及其厚度有關(guān)。 （如圖如圖所示）所示） 塑性大：塑性大：變形值超過(guò)變形值超過(guò)610mm/m，地表產(chǎn)生裂縫；，地表產(chǎn)生裂縫； 塑性小：塑性?。鹤冃沃党^(guò)變形值超過(guò)23mm/m，產(chǎn)生裂縫。一般地，產(chǎn)生裂縫。一般地 表裂縫與地下采空區(qū)不連通，到一定深度可能尖滅。表裂縫與地下采空區(qū)不連通，到一定深度可能尖滅。 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 地表移動(dòng)盆地 裂縫及臺(tái)階 （三）塌陷坑 產(chǎn)生條件：開(kāi)采急傾斜煤層或某種特殊的地質(zhì)采礦 條件下易產(chǎn)生。 1塌陷坑多出現(xiàn)在急傾斜煤層開(kāi)采條件下。由于 煤柱的抽冒，結(jié)果在地表形成漏斗狀塌陷坑。 2在采深很小或采厚很大的情況下

5、，也會(huì)在地表 產(chǎn)生漏斗狀塌陷坑。 3在有流砂層的情況下，由于防水煤巖柱小而導(dǎo) 致水砂潰入井下，在地表形成塌陷坑。 4開(kāi)采緩傾斜煤層時(shí)，由于露頭入采深不大，可 能形成塌陷坑。（如圖所示） 塌陷坑對(duì)地面破壞最大，應(yīng)盡力避免。 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 塌陷坑塌陷坑 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 二、地表移動(dòng)盆地的形二、地表移動(dòng)盆地的形 成及特征成及特征 （一）地表移動(dòng)盆地的（一）地表移動(dòng)盆地的 形成過(guò)程形成過(guò)程 1 1當(dāng)工作面推進(jìn)一段當(dāng)工作面推進(jìn)一段 距離之后才在地表產(chǎn)生距離之后才在地表產(chǎn)生 顯著的移動(dòng)。顯著的

6、移動(dòng)。 2 2隨著工作面的推進(jìn)，隨著工作面的推進(jìn)， 采空區(qū)的擴(kuò)大，下沉盆采空區(qū)的擴(kuò)大，下沉盆 地也逐漸擴(kuò)大。地也逐漸擴(kuò)大。 3 3當(dāng)采空區(qū)達(dá)到一定程度時(shí)，最大下沉將不再增加而形成一個(gè)平當(dāng)采空區(qū)達(dá)到一定程度時(shí)，最大下沉將不再增加而形成一個(gè)平 底的下沉盆地。底的下沉盆地。 4 4當(dāng)工作面停止以后，地表的移動(dòng)不會(huì)馬上停止，要延續(xù)一段距當(dāng)工作面停止以后，地表的移動(dòng)不會(huì)馬上停止，要延續(xù)一段距 離時(shí)間。離時(shí)間。 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 （二）充分采動(dòng)與非充分采動(dòng)（二）充分采動(dòng)與非充分采動(dòng) 1 1充分采動(dòng)充分采動(dòng)（ Full Full subsidence ）

7、：地表下沉值達(dá)到該地：地表下沉值達(dá)到該地 質(zhì)采礦條件下應(yīng)有的最大值，此時(shí)的采動(dòng)稱(chēng)充分采動(dòng)。質(zhì)采礦條件下應(yīng)有的最大值，此時(shí)的采動(dòng)稱(chēng)充分采動(dòng)。 反之稱(chēng)非充分采動(dòng)（反之稱(chēng)非充分采動(dòng)（Subcritical subsidence ）。 2 2臨界開(kāi)采臨界開(kāi)采（Critical mining）：只有一個(gè)點(diǎn)的下沉值達(dá)：只有一個(gè)點(diǎn)的下沉值達(dá) 到最大下沉值的采動(dòng)情況，稱(chēng)為臨界開(kāi)采，地表移動(dòng)到最大下沉值的采動(dòng)情況，稱(chēng)為臨界開(kāi)采，地表移動(dòng) 盆地呈碗形。盆地呈碗形。 3.3.超充分采動(dòng)超充分采動(dòng)（Supercritical subsidence ）：多個(gè)點(diǎn)的下沉：多個(gè)點(diǎn)的下沉 值達(dá)到最大下沉值的采動(dòng)情況，稱(chēng)為超充分

8、采動(dòng)。值達(dá)到最大下沉值的采動(dòng)情況，稱(chēng)為超充分采動(dòng)。 4 4充分采動(dòng)角充分采動(dòng)角( (Angle of full subsidence) ：在充分采動(dòng)條：在充分采動(dòng)條 件下，在移動(dòng)盆地的主斷面上，地表最大下沉點(diǎn)與開(kāi)件下，在移動(dòng)盆地的主斷面上，地表最大下沉點(diǎn)與開(kāi) 采邊界的連線(xiàn)在采空區(qū)一側(cè)的銳角。采邊界的連線(xiàn)在采空區(qū)一側(cè)的銳角。 確定方法：確定方法：a. a. 水平煤層水平煤層 b. b. 傾斜煤層傾斜煤層 下山下山 1、上山上山 2、走向走向 3 水平煤層 傾斜煤層 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 （三）地表移動(dòng)盆地的特征（三）地表移動(dòng)盆地的特征 1 1地表

9、移動(dòng)盆地的三個(gè)區(qū)地表移動(dòng)盆地的三個(gè)區(qū) 域：域： （1 1）中間區(qū)域：下沉值達(dá)中間區(qū)域：下沉值達(dá) 到最大，其它移動(dòng)和變形值到最大，其它移動(dòng)和變形值 近似等于近似等于0 0，無(wú)明顯裂縫。，無(wú)明顯裂縫。 （2 2）內(nèi)邊緣區(qū)：產(chǎn)生壓縮內(nèi)邊緣區(qū)：產(chǎn)生壓縮 變形，不出現(xiàn)裂縫、凹形。變形，不出現(xiàn)裂縫、凹形。 （3 3）外邊緣區(qū)：拉伸變形、外邊緣區(qū)：拉伸變形、 凸形、裂縫。凸形、裂縫。 三個(gè)特征點(diǎn)：三個(gè)特征點(diǎn)：邊界點(diǎn)邊界點(diǎn)（下沉（下沉10mm的點(diǎn)），的點(diǎn)），拐點(diǎn)拐點(diǎn)（內(nèi)（內(nèi) 外邊緣區(qū)的分界點(diǎn)），外邊緣區(qū)的分界點(diǎn)），最大下沉點(diǎn)最大下沉點(diǎn) 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 2

10、水平煤層充分采動(dòng)水平煤層充分采動(dòng) 時(shí)，地表移動(dòng)盆地的特時(shí)，地表移動(dòng)盆地的特 征：征：（右圖右圖） （1）移動(dòng)盆地位于采移動(dòng)盆地位于采 空區(qū)的正上方，移動(dòng)盆空區(qū)的正上方，移動(dòng)盆 地關(guān)于采空區(qū)對(duì)稱(chēng)。地關(guān)于采空區(qū)對(duì)稱(chēng)。 （2）平底部分位于采平底部分位于采 空區(qū)中央正上方?？諈^(qū)中央正上方。 （3）移動(dòng)盆地內(nèi)外邊移動(dòng)盆地內(nèi)外邊 緣的分界點(diǎn)（拐點(diǎn)）位緣的分界點(diǎn)（拐點(diǎn)）位 于采空區(qū)邊界正上方或于采空區(qū)邊界正上方或 偏向采空區(qū)。偏向采空區(qū)。 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 3.3.傾斜煤層充分采動(dòng)時(shí)，傾斜煤層充分采動(dòng)時(shí)， 移動(dòng)盆地的特征移動(dòng)盆地的特征: : （1 1）移

11、動(dòng)盆地與采空區(qū)移動(dòng)盆地與采空區(qū) 不對(duì)稱(chēng)，在傾斜方向上，不對(duì)稱(chēng)，在傾斜方向上， 整個(gè)盆地偏向采空區(qū)下山整個(gè)盆地偏向采空區(qū)下山 方向，影響范圍上邊界小方向，影響范圍上邊界小 于下邊界，上邊界的移動(dòng)于下邊界，上邊界的移動(dòng) 盆地邊緣要比下邊界陡。盆地邊緣要比下邊界陡。 （2 2）最大下沉點(diǎn)偏向下最大下沉點(diǎn)偏向下 邊界方向。邊界方向。 （3 3）拐點(diǎn)在采空區(qū)的上拐點(diǎn)在采空區(qū)的上 邊界偏向采空區(qū)上邊界偏邊界偏向采空區(qū)上邊界偏 向煤柱。向煤柱。 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 4開(kāi)采急傾斜煤層充分采開(kāi)采急傾斜煤層充分采 動(dòng)時(shí)，地表移動(dòng)盆地的特動(dòng)時(shí)，地表移動(dòng)盆地的特 征

12、（見(jiàn)圖征（見(jiàn)圖1-31） （1）非對(duì)稱(chēng)性更加明顯。）非對(duì)稱(chēng)性更加明顯。 下邊界影響到采空區(qū)很遠(yuǎn)下邊界影響到采空區(qū)很遠(yuǎn) 的地方。上邊界影響到煤的地方。上邊界影響到煤 層的底板巖層。整個(gè)移動(dòng)層的底板巖層。整個(gè)移動(dòng) 盆地明顯地偏向煤層下山盆地明顯地偏向煤層下山 方向。方向。 （2）最大下沉點(diǎn)偏向采空）最大下沉點(diǎn)偏向采空 區(qū)下山方向。區(qū)下山方向。 （3）最大水平移動(dòng)大于最）最大水平移動(dòng)大于最 大下沉。大下沉。 5.最大下沉角最大下沉角（Subsidence limit angle ）（）（）：在傾斜主斷面上，地表）：在傾斜主斷面上，地表 最大下沉點(diǎn)和采空區(qū)中點(diǎn)的連線(xiàn)與沿煤層下山方向水平線(xiàn)所成的銳角。除

13、最大下沉點(diǎn)和采空區(qū)中點(diǎn)的連線(xiàn)與沿煤層下山方向水平線(xiàn)所成的銳角。除 與巖性有關(guān)外，還與煤層傾角有關(guān)。在在傾斜或緩傾斜煤層條件下，與巖性有關(guān)外，還與煤層傾角有關(guān)。在在傾斜或緩傾斜煤層條件下，隨煤隨煤 層傾角的增大而減小。層傾角的增大而減小。 一般有一般有 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 第三節(jié)第三節(jié) 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和破壞 （四）地表移動(dòng)盆地的（四）地表移動(dòng)盆地的主斷面主斷面(Major cross-section)(Major cross-section) 1 1定義定義：地表移動(dòng)盆地內(nèi)，通過(guò)最大下沉點(diǎn)，沿煤層走向：地表移

14、動(dòng)盆地內(nèi)，通過(guò)最大下沉點(diǎn)，沿煤層走向 或傾斜方向所作的垂直斷面?；騼A斜方向所作的垂直斷面。 2 2特征特征： （1 1）在主斷面上地表移動(dòng)盆地的范圍最大；）在主斷面上地表移動(dòng)盆地的范圍最大； （2 2）在主斷面上地表移動(dòng)量最大。）在主斷面上地表移動(dòng)量最大。 3 3位置位置 （1 1）非充分采動(dòng)）非充分采動(dòng)： 水平煤層：主斷面位于采空區(qū)中央。水平煤層：主斷面位于采空區(qū)中央。 傾斜煤層：傾斜主斷面位于采空區(qū)中央，走向主斷面根據(jù)傾斜煤層：傾斜主斷面位于采空區(qū)中央，走向主斷面根據(jù) 最大下沉角確定。最大下沉角確定。 （2 2）充分采動(dòng)）充分采動(dòng)：首先按充分采動(dòng)角：首先按充分采動(dòng)角1 1、2 2、3 3確

15、定地表確定地表 充分采動(dòng)區(qū)的范圍，然后通過(guò)該范圍內(nèi)所作的煤層走向和傾充分采動(dòng)區(qū)的范圍，然后通過(guò)該范圍內(nèi)所作的煤層走向和傾 向的垂直斷面均為主斷面。向的垂直斷面均為主斷面。 水平煤層非充分采動(dòng)(主斷面) 傾斜煤層非充分采動(dòng)(主斷面) d=Hctg 水平煤層充分采動(dòng)(主斷面) 傾斜煤層充分采動(dòng)(主斷面) d=Hctg 第二節(jié)第二節(jié) 盆地內(nèi)地表移動(dòng)和變形分析盆地內(nèi)地表移動(dòng)和變形分析 一、地表點(diǎn)的移動(dòng)分析一、地表點(diǎn)的移動(dòng)分析 地下開(kāi)采引起的巖層及地表移動(dòng)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)間空地下開(kāi)采引起的巖層及地表移動(dòng)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)間空 間過(guò)程。實(shí)測(cè)資料表明，地表點(diǎn)的移動(dòng)軌跡取決于地表點(diǎn)在時(shí)間間過(guò)程。實(shí)測(cè)資料表明

16、，地表點(diǎn)的移動(dòng)軌跡取決于地表點(diǎn)在時(shí)間 空間上與工作面的相對(duì)位置關(guān)系?？臻g上與工作面的相對(duì)位置關(guān)系。 一個(gè)點(diǎn)的移動(dòng)向量可以分解為一個(gè)點(diǎn)的移動(dòng)向量可以分解為垂直分量垂直分量和和水平分量水平分量。垂直分垂直分 量量稱(chēng)為稱(chēng)為下沉下沉，水平分量水平分量稱(chēng)為稱(chēng)為水平移動(dòng)水平移動(dòng)。沿?cái)嗝娴乃揭苿?dòng)為。沿?cái)嗝娴乃揭苿?dòng)為縱向縱向 水平移動(dòng)水平移動(dòng)，垂直于斷面的水平移動(dòng)稱(chēng)，垂直于斷面的水平移動(dòng)稱(chēng)橫向水平移動(dòng)橫向水平移動(dòng)。 為了研究問(wèn)題的方便，將三維空間的移動(dòng)問(wèn)題簡(jiǎn)化為兩個(gè)平面為了研究問(wèn)題的方便，將三維空間的移動(dòng)問(wèn)題簡(jiǎn)化為兩個(gè)平面(走向傾向走向傾向)問(wèn)題。問(wèn)題。 采空區(qū)采空區(qū) 地表地表 H W U U y 沿沿方

17、向方向 x y x z 地表的移動(dòng)盆地主斷面內(nèi)點(diǎn)的移動(dòng)過(guò)程分析地表的移動(dòng)盆地主斷面內(nèi)點(diǎn)的移動(dòng)過(guò)程分析 1 23456789x 033 0 2 3 4 5 6 7 8 91 走向主斷面走向主斷面 第四節(jié)第四節(jié) 地表移動(dòng)盆地內(nèi)移動(dòng)和變形分析地表移動(dòng)盆地內(nèi)移動(dòng)和變形分析 一、地表點(diǎn)的移動(dòng)分析一、地表點(diǎn)的移動(dòng)分析 描述地表各點(diǎn)移動(dòng)盆地內(nèi)移動(dòng)和變形的指標(biāo)描述地表各點(diǎn)移動(dòng)盆地內(nèi)移動(dòng)和變形的指標(biāo)( (點(diǎn)運(yùn)動(dòng)指標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)指標(biāo)) ) 是：是：下沉下沉、傾斜傾斜、曲率曲率、水平移動(dòng)水平移動(dòng)、水平變形水平變形及及扭曲扭曲和和剪切變剪切變 形形。 目前目前, ,前五種研究充分，后兩種研究較少，應(yīng)用不廣泛。前五種研究充分

18、，后兩種研究較少，應(yīng)用不廣泛。 第四節(jié)第四節(jié) 地表移動(dòng)盆地內(nèi)移動(dòng)和變形分析地表移動(dòng)盆地內(nèi)移動(dòng)和變形分析 二、盆地主斷面內(nèi)的地表二、盆地主斷面內(nèi)的地表( (點(diǎn)點(diǎn)) )移動(dòng)和變形分析移動(dòng)和變形分析 在移動(dòng)盆地內(nèi)，地表各點(diǎn)的移動(dòng)方向和移動(dòng)量各不相同。一般在移動(dòng)在移動(dòng)盆地內(nèi)，地表各點(diǎn)的移動(dòng)方向和移動(dòng)量各不相同。一般在移動(dòng) 盆地主斷面上，通過(guò)設(shè)點(diǎn)觀測(cè)來(lái)研究地表各點(diǎn)的移動(dòng)和變形。通過(guò)移動(dòng)前盆地主斷面上，通過(guò)設(shè)點(diǎn)觀測(cè)來(lái)研究地表各點(diǎn)的移動(dòng)和變形。通過(guò)移動(dòng)前 后測(cè)量各點(diǎn)的高程和測(cè)點(diǎn)間距，計(jì)算得到各點(diǎn)的移動(dòng)和變形量。后測(cè)量各點(diǎn)的高程和測(cè)點(diǎn)間距，計(jì)算得到各點(diǎn)的移動(dòng)和變形量。 控制點(diǎn) 點(diǎn)2的第 十次觀測(cè) 下下 沉沉

19、定義：地表點(diǎn)的沉降，是地表移動(dòng)向量的垂直分量，用W表示。 意義：反映一個(gè)點(diǎn)不同時(shí)間在垂直方向的變化量。 表示方法：用地表某一點(diǎn)n的首次、m次高程差表示。 nmnn HHW 0 下沉值正負(fù)號(hào)的規(guī)定：正值表示測(cè)點(diǎn)下沉，負(fù)值表示測(cè)點(diǎn)上升。 下下 沉沉 W坐標(biāo)軸向下為正，單位為mm；x坐標(biāo)軸向右為正，單位為m 4 3 o 1 1 2 23 3 4 o 3 r 8 6 5 5 67 7 9 89x 特征： 1）最大下沉值在盆地中央，Wo=W5； 2）x增加，W由零增加到最大，而后又趨于零； 3）下沉曲線(xiàn)凹凸分界的拐點(diǎn)處，下沉值約為最大值的一半。 水平移動(dòng)水平移動(dòng) 定義：地表某點(diǎn)沿某一水平方向的位移，用表

20、示。 計(jì)算方法：用地表某一點(diǎn)n的m次與首次測(cè)得的從該點(diǎn)至控制點(diǎn) 的水平距離差表示。 符號(hào)規(guī)定：在傾斜斷面內(nèi)，指向上山方向的水平移動(dòng)為正，指向下 山方向?yàn)樨?fù)；在走向主斷面上向右移動(dòng)為正，相反為負(fù)。 0nnmn LLU 1 23456789x 033 0 2 3 4 5 6 7 8 91 水平移動(dòng)水平移動(dòng) 特征： 1）邊界點(diǎn)和采空區(qū)中點(diǎn)的水平移動(dòng)為零； 2）邊界點(diǎn)和采空區(qū)中點(diǎn)之間有極值。 1 23456789x 033 0 2 3 4 5 6 7 8 91 傾傾 斜斜 32 32 32 23 32 l W l WW i 定義：地表相鄰兩點(diǎn)在豎直方向的下沉差與其水平距離的比值， 用i表示。 意義：反

21、映了地表移動(dòng)盆地沿某一方向的坡度。 計(jì)算方法： 符號(hào)規(guī)定：在傾斜斷面內(nèi)，指向上山方向的為正，指向下山方向?yàn)?負(fù)；在走向主斷面上，指向右側(cè)方向的為正，指向左側(cè)為負(fù)。 特征： 1）傾斜是地表下沉的一階導(dǎo)數(shù)，i(x)。相鄰點(diǎn)間的平均斜率； 2）有兩組方向不同的傾斜； 3）邊界點(diǎn)和最大下沉點(diǎn)之間的傾斜必然有正極值和負(fù)極值存在。 ( b ) ( a ) 3 o + o 3 i ( m m / m ) - r x W ( m m ) x 傾傾 斜斜 定義：兩相鄰線(xiàn)段的傾斜差與兩線(xiàn)段中點(diǎn)間的水平距離的比值， 用k表示。 意義：反映在觀測(cè)線(xiàn)斷面上的彎曲程度。 計(jì)算方法： 曲曲 率率 4332 432 4332

22、 3243 432 2 2 1 ll i ll ii K 符號(hào)規(guī)定：地表下沉曲線(xiàn)上，凸為正，凹為負(fù)。 定義：地表相鄰兩點(diǎn)的水平移動(dòng)差與兩點(diǎn)水平距離的比值，用 表示。 意義：表示單位長(zhǎng)度的線(xiàn)段的拉伸或壓縮。 計(jì)算方法： 水平變形水平變形 符號(hào)規(guī)定：拉伸變形為正，壓縮變形為負(fù)。 32 32 32 23 l U l UU 特征： 1）正極值為最大拉伸值，位于邊界點(diǎn)和拐點(diǎn)之間； 2）負(fù)極值為最大壓縮值，位于拐點(diǎn)和中點(diǎn)之間； 3）盆地邊界點(diǎn)、拐點(diǎn)和中點(diǎn)處水平變形為零； 4）盆地邊緣區(qū)為拉伸區(qū)，中部為壓縮區(qū)。 水平變形水平變形 + - 3 o + x - ( m / m m ) o 3 r W ( m m

23、 ) x 不均勻下沉引起傾斜，不均勻傾斜引起曲率，不均 勻水平移動(dòng)引起水平變形。 變形指標(biāo)間相互關(guān)系變形指標(biāo)間相互關(guān)系 地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和變形，對(duì)位于影響范圍內(nèi)的 建、構(gòu)筑物將產(chǎn)生影響。這些影響一般是由地表通過(guò)建筑物 基礎(chǔ)傳到建筑體而使建筑物產(chǎn)生移動(dòng)和變形。建筑物受采動(dòng) 影響是一個(gè)復(fù)雜的空間和實(shí)間過(guò)程，在后面的“建筑物下采 煤”一章中將作重點(diǎn)分析。我們這里簡(jiǎn)單分析。 三、地表移動(dòng)和變形對(duì)建筑物三、地表移動(dòng)和變形對(duì)建筑物( (或構(gòu)筑物或構(gòu)筑物) )的影響的影響 1 1臨界變形值（破壞臨界值）臨界變形值（破壞臨界值） 建筑物建筑物( (磚木結(jié)構(gòu)磚木結(jié)構(gòu)) )不需要維修，仍能保持正常使用不需要維修，仍能保持正常使用 所允許的地表最大變形值。稱(chēng)為臨界變形值。所允許的地表最大變形值。稱(chēng)為臨界變形值。 2 2地表下沉和水平移動(dòng)對(duì)建筑物的影響地表下沉和水平移動(dòng)對(duì)建筑物的影響 地表的下沉和水平移動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生附加應(yīng)地表的下沉和水平移動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生附加應(yīng) 力，對(duì)建筑物影響很小，故不作為衡量建筑物破壞的指力，對(duì)建筑物影響很小，故不作為衡量建筑物破壞的指 標(biāo)。但地表的下沉值會(huì)改變地表原有的坡度，使排水困標(biāo)。但地表的下沉值會(huì)改變地表原有