第三節(jié) 地表移動與變形預(yù)計

1、第三節(jié) 地表移動與變形預(yù)計1、已知概率積分法走向主斷面半無限開采條件下下沉的表達(dá)式為令l圖1-40半無限開采地表移動和變形五項指標(biāo)變化規(guī)律（a）下沉；（b）傾斜；（c）水平移動；（d）曲率；（e）水平變形2、由于煤壁附近采空區(qū)上方頂板的懸頂作用，其產(chǎn)生的效果相當(dāng)于實際煤壁平移了一段距離，即由B點(diǎn)移動到假想煤壁B點(diǎn)，使得地表下沉曲線的拐點(diǎn)位置平移了s0，從而導(dǎo)致傾斜、曲率、水平移動和變形也相應(yīng)地移動了s0的距離，稱為拐點(diǎn)偏移距。拐點(diǎn)移動距s定義為：過地表下沉曲線拐點(diǎn)在地表水平線上的投影點(diǎn)，按開采影響傳播角作直線與煤層相交，該交點(diǎn)與采空區(qū)邊界沿煤層方向的距離即為拐點(diǎn)移動距。對于水平煤層或沿煤層走向

2、方向剖面，則為水平距離。3、用地表移動和變形的最大值除以地表移動和變形的表達(dá)式，得如下關(guān)系式：1、概率積分法的預(yù)計參數(shù)有哪些？答：最大下沉值、主要影響半徑和主要影響角、水平移動系數(shù)、拐點(diǎn)移動距、開采影響傳播角、地表移動速度和持續(xù)時間1、 了解條帶采煤法的適用條件和條帶開采類型。答：條帶采煤法突出的優(yōu)點(diǎn)是開采后地表下沉小，適合于下述條件下開采：地面為密集建筑群、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的或紀(jì)念性的建筑物；地面為難搬遷的村莊；地面為鐵路橋梁、隧道或鐵路干線；水體下的煤層及受巖溶承壓水威脅的上方煤層；地面排水困難。條帶采煤法開采的理想地質(zhì)條件是：煤層埋深小于400500m，單一煤層厚度比較穩(wěn)定，頂?shù)装鍘r層和煤層較硬

3、。按條帶長軸方向與煤層走向關(guān)系可分為走向條帶和傾向條帶。按條帶工作面采空區(qū)的處理方式，有垮落條帶和充填條帶之分。2、掌握條帶開采地表移動和變形的特點(diǎn)。答：地表下沉系數(shù)小主要影響角正切小水平移動系數(shù)隨采深增加變小地表移動短期地表多次下沉第五節(jié) 村莊下采煤1、了解村莊下采煤的技術(shù)途徑。答：采空區(qū)充填不遷村全采，采后維修和補(bǔ)償不遷村條帶開采不遷村就地重建抗采動變形建筑2、設(shè)置緩沖溝、變形縫的主要作用是什么？答：緩沖溝的作用：在地表受到采動影響產(chǎn)生拉伸或壓縮水平變形時，緩沖溝可以部分地吸收地表曲率或水平變形，使受緩沖溝保護(hù)的建筑物的水平變形小于地表的變形，從而也就保護(hù)了建筑物。變形縫的作用：一方面通過

4、減小單元長度、簡化形狀和載荷減輕建筑物的實際變形，提高建筑物的抗變形能力；另一方面，由于存在變形縫，地表的變形將集中于變形縫處，從而也就減輕建筑物各獨(dú)立單元體所需承受的變形，保護(hù)了建筑物。2、掌握鐵路下開采的地面維修措施。答：路基的維修在開采過程中，隨著線路的下沉和橫向移動，對路基要進(jìn)行階段性的抬高與加寬，使其盡量恢復(fù)到開采前的狀態(tài)。線路下沉的維修采用起道和順坡的方法消除線路下沉，使線路縱斷面恢復(fù)到原有狀態(tài)。線路橫向移動的維修采用撥道和改道的方法消除橫向水平移動對線路的影響。線路縱向移動的維修線路縱向移動主要反映在軌縫的變化上，因此，必須調(diào)整軌縫，消除其有害的影響。2、水體下的采煤方式有哪幾種

5、？答：頂水采煤疏水采煤頂疏結(jié)合采煤堵截水源與疏水采煤1、何為“帶壓開采”？帶壓開采是指在具有承壓水壓力的含水層上進(jìn)行采煤。2、承壓含水層上安全采煤的技術(shù)措施有哪些？答：深降強(qiáng)排方案外截內(nèi)排方案帶壓開采方案綜合治理同時帶壓開采方案3、實現(xiàn)水體上采煤帶壓開采的主要安全技術(shù)措施有哪些？答：縮短工作面長度縮小來壓步距改變采空區(qū)出來方法改革采區(qū)或帶區(qū)巷道布置處理斷層與陷落柱注漿加固底板其他（易突水地點(diǎn)要少掘巷，少鉆孔，提高工作面推進(jìn)速度，并保持勻速推進(jìn)，避免工作面長期停采）4、影響垮落帶和斷裂帶高度的主要因素有哪些?并會利用公式計算其高度。答：三帶的空間輪廓形狀主要與被開采煤層傾角有關(guān)：近水平煤層、緩傾

6、斜煤層和傾角較小的中斜煤層（0°35°）傾角較大的中斜煤層和傾角較小的急斜煤層（36°54°）傾角較大的急斜煤層（55°90°）4、影響垮落帶和斷裂帶高度的主要原因有那些？并會利用公式計算其高度。答：垮落帶和裂縫帶的高度與上覆巖層的巖性結(jié)構(gòu)、煤層傾角、采高及煤層分層次數(shù)、采空區(qū)范圍和采煤方法等因素有關(guān)。傾角為0°54°的煤層，垮落帶的最大高度公式：Hk=M/(K-1)cos。當(dāng)煤層頂板覆巖為堅硬、中硬、軟弱巖層或其互層時，考慮頂板下沉因素，垮落帶的最大高度公式：Hk=M-/(K-1)cos。6、地表移動變形的主要指

7、標(biāo)有哪五種，掌握其符號及單位。答：描述地標(biāo)移動盆地內(nèi)移動和變形的主要指標(biāo)是：下沉（符號W單位mm）、傾斜（符號i單位mm/m）、曲率（符號K單位mm/m2或10-3/m）、水平移動（符號U單位mm）、水平變形（符號單位mm/m）7、掌握各移動變形與下沉之間的函數(shù)關(guān)系。答：W(x)；i(x)=W(x)；K(x)= (x) i(x)=W(x)；(x)=U(x)=bri(x)=brk(x)=br W(x)1、概率積分法的預(yù)計參數(shù)有哪些？答：最大下沉值、主要影響半徑和主要影響角、水平移動系數(shù)、拐點(diǎn)移動距、開采影響傳播角、地表移動速度和持續(xù)時間。1、 會利用垂直剖面法圈定建筑物保護(hù)煤柱，能熟練標(biāo)出走向和

8、傾斜剖面的各種角值，并能區(qū)分與開采區(qū)域的關(guān)系。2、 論述建筑物下采煤為什么要盡量采用無煤柱開采，尤其不殘留0.8r寬度的煤柱？請繪圖說明。當(dāng)煤柱寬度約為4r時，地表水平變形不疊加。當(dāng)煤柱寬度約為2r時，地表水平變形疊加，但疊加后的最大值仍接近一側(cè)開采引起的地表水平變形的最大值。當(dāng)煤柱寬度約為0.8r時，地表變形疊加后的最大值達(dá)到一側(cè)開采引起的地表變形最大值的2倍。當(dāng)煤柱寬度繼續(xù)減小后，兩個水平變形峰值不再疊加到一起。當(dāng)煤柱寬度減小到完全喪失承載能力時，地表變形大致與無煤柱開采相同。因此，建筑物下采用長壁工作面采煤，并用全部垮落法處理采空區(qū)，開采區(qū)域的走向和傾向均能達(dá)到充分采動時，應(yīng)盡量采用無煤

9、柱開采，不殘留煤柱，尤其是不殘留0.8r寬度的煤柱。3、掌握協(xié)調(diào)開采的原理和上下煤層或厚煤層分層協(xié)調(diào)開采工作面合理的錯開距離計算公式。2、理解深厚比與地表變形的關(guān)系。2、重點(diǎn)掌握防水安全煤巖柱、防砂安全煤巖柱的主要作用、計算公式及適用條件，會畫出相應(yīng)的煤巖柱留設(shè)示意圖。答：防水安全煤巖柱：作用：防水安全煤巖柱屬于隔離煤柱，留設(shè)的目的是不允許導(dǎo)水裂縫帶波及水體，避免上覆水體涌入井下，并要使礦井涌水量增加不明顯。計算公式HshHd+Hb Hd導(dǎo)水裂縫帶最大高度，m Hb保護(hù)層厚度，m。適用條件：各類大型地表水體各類地表水體和第四系、新近系、古近紀(jì)松散含水層下開采急斜煤層厚度大、富水性強(qiáng)、補(bǔ)給充足的第四系、新近系、古近紀(jì)松散含水層下開采緩斜或中斜煤層。水體與 基巖間無隔水層或隔水層極薄條件下開采緩斜或中斜煤層。含水豐富、補(bǔ)給充足的基巖含水層，特別是在巖溶水體下開采在水庫、水源、水渠和池塘等生產(chǎn)和生活要求保護(hù)的水體下開采。礦井排水能力和排水系統(tǒng)要達(dá)到最大涌出量。防砂安全煤巖柱：作用：留設(shè)防砂安全煤柱的目的是允許導(dǎo)水裂縫帶及松散弱含水層或已疏降的松散層強(qiáng)含水層，但不允許垮落帶接近松散層底部，保證泥沙不會潰入井下，這樣礦井涌水量會略有增加，或只是短時間增加。計算公式：HsHk+Hb Hk垮落帶最大高度，m。適用條