礦山開(kāi)采沉陷學(xué)知識(shí)點(diǎn)整理

1、礦山開(kāi)采沉陷學(xué)第一章：1：在地下開(kāi)采前，巖體在地應(yīng)力場(chǎng)作用下處于相對(duì)平衡狀態(tài)。局部礦體被采出后，在巖體內(nèi)部形成一個(gè)采空區(qū)，導(dǎo)致周圍巖體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，引起應(yīng)力重分布，從而使巖體產(chǎn)生移動(dòng)變形和破壞，直至達(dá)到新的平衡。隨著采礦工作的進(jìn)行，這一過(guò)程不斷重復(fù)。它是一個(gè)十分復(fù)雜的物理、力學(xué)變化過(guò)程，也是巖層產(chǎn)生移動(dòng)和破壞過(guò)程，這一過(guò)程和現(xiàn)象稱為巖層移動(dòng)。2：充分采動(dòng)區(qū)COD位于采空區(qū)中部上方，其移動(dòng)特征是：煤層頂板在上覆巖體重力作用下，先向采空區(qū)方向彎曲，然后破碎成大小不一的巖塊向下冒落而充填采空區(qū)。此后，巖層成層狀向下彎曲，同時(shí)伴隨有離層、裂隙、斷裂等現(xiàn)象。成層狀彎曲的巖層下沉，使冒落破碎的巖塊逐漸

2、被壓實(shí)。移動(dòng)結(jié)束后，此區(qū)內(nèi)下沉的巖層仍平行于它的原始層位，層內(nèi)各點(diǎn)的移動(dòng)向量與煤層法線方向一致，在同一層內(nèi)的移動(dòng)向量彼此相等。3：巖層移動(dòng)形式（一）彎曲，這巖層移動(dòng)的主要形式。當(dāng)?shù)叵麻_(kāi)采后，從直接頂板開(kāi)始沿層面法線方向彎曲，直到地表。 （二）巖層的垮落（或稱冒落）。當(dāng)煤層采出后，采空區(qū)附近上方巖層彎曲而產(chǎn)生拉伸變形。當(dāng)拉伸變形超過(guò)巖層的允許抗拉強(qiáng)度時(shí)，巖層破碎成大小不一的巖塊，冒落充填于采空區(qū)。此時(shí)，巖層不再保持其原有的層狀結(jié)構(gòu)。這是巖層移動(dòng)過(guò)程中最劇烈的形式，通常只發(fā)生在采空區(qū)直接頂板巖層中。（三）煤的擠出（又稱片幫）。采空區(qū)邊界煤層在支承壓力作用下，一部分被壓碎擠向采空區(qū)，這種現(xiàn)象稱為片幫

3、。由于增壓區(qū)的存在，煤層頂?shù)装鍘r層在支承壓力作用下產(chǎn)生豎向壓縮，從而使采空區(qū)邊界以外的上覆巖巖層和地表產(chǎn)生移動(dòng)。 （四）巖石沿層面的滑移。在開(kāi)采傾斜煤層時(shí)，巖石在自重力的作用下，除產(chǎn)生沿層面法線方向的彎曲外，還會(huì)產(chǎn)生沿層面方向的移動(dòng)。巖層傾角越大，巖層沿層面滑移越明顯。沿層面滑移的結(jié)果，使采空區(qū)上山方向的部分巖層受拉伸，甚至剪斷，而下山方向的部分巖層受壓縮。（五）垮落巖石的下滑（或滾動(dòng)）。煤層采出后，采空區(qū)為冒落巖塊所充填。當(dāng)煤層傾角較大，而且開(kāi)采自上而下順序進(jìn)行，下山部分煤層繼續(xù)開(kāi)采而形成新的采空區(qū)時(shí)，采空區(qū)上部垮落的巖石可能下滑而充填新采空區(qū)，從而使采空區(qū)上部的空間增大，下部空間減小，使位

4、于采空區(qū)上山部分的巖層移動(dòng)加劇，而下山部分的巖層移動(dòng)減弱。（六）底板巖層的隆起。當(dāng)?shù)装鍘r層較軟時(shí)，在煤層采出后，底板在垂直方向減壓，水平方向受壓，導(dǎo)致底板向采空區(qū)方向隆起。3：巖層移動(dòng)的三帶（一）冒落帶(Caving zone)冒落帶是指用全部垮落法管理頂板時(shí)，回采工作面放頂后引起煤層直接頂巖層產(chǎn)生破壞的范圍。冒落帶內(nèi)巖層破壞的特點(diǎn)為：冒落巖塊大小不一；無(wú)規(guī)則地堆積在采空區(qū)內(nèi)；冒落巖塊間空隙較大，連通性好，易導(dǎo)水、導(dǎo)砂。具：碎脹性、可壓縮性。 分：不規(guī)則冒落帶、規(guī)則冒落帶（二）裂縫帶（斷裂帶）(Fractured zone)裂縫帶是指在采空區(qū)覆巖中產(chǎn)生裂縫、離層及斷裂，但仍保持層狀結(jié)構(gòu)的那部分

5、巖層。位于冒落帶之上。其特征為：巖層不僅產(chǎn)生垂直于層理面的裂縫或斷裂，還產(chǎn)生順層理面的離層裂縫，易導(dǎo)水。分：嚴(yán)重?cái)嗔褞?、一般斷裂帶、微小斷裂帶?冒落帶和裂縫帶合稱為冒落裂縫帶，或?qū)芽p帶(Water conducted zone)。（三）彎曲帶(Sagging zone)（整體移動(dòng)帶）彎曲帶位于裂縫帶之上直至地表。其移動(dòng)特點(diǎn)為：巖層的移動(dòng)過(guò)程是連續(xù)而有規(guī)律的，并保持其整體性和層狀結(jié)構(gòu)，不存在或極少存在離層裂縫；彎曲帶頂面（地表）有時(shí)產(chǎn)生一些拉伸裂縫，一般到一定深度尖滅。4：地表移動(dòng)所謂地表移動(dòng)，是指是指在采空區(qū)面積擴(kuò)大到一定的范圍后，巖層移動(dòng)發(fā)展到地表，使地表產(chǎn)生移動(dòng)和變形，這一過(guò)程和現(xiàn)象

6、稱為地表移動(dòng)。5：地表移動(dòng)和破壞形式（一）地表移動(dòng)盆地(Ground subsidence trough)：在開(kāi)采影響波及到地表以后，受采動(dòng)影響的地表從原（有標(biāo)高向下沉降，從而在采空區(qū)上方地表形成一個(gè)比采空區(qū)面積大得多的沉陷區(qū)域，這種地表沉陷區(qū)域稱為地表移動(dòng)盆地，或下沉盆地 。（二）地表裂縫(Surface fracture)及臺(tái)階（step）：在一定條件下，地表移動(dòng)盆地外邊緣拉伸變形區(qū)可能產(chǎn)生裂縫。裂縫的深度、寬度與有無(wú)第四系松散層及其厚度、性質(zhì)和變形值大小有關(guān)。（三）塌陷坑(Subsidence cave)及塌陷槽開(kāi)采緩傾斜煤層和傾斜煤層時(shí)，地表破壞主要是地表出現(xiàn)裂縫，但在某些特殊地質(zhì)開(kāi)采

7、條件下，地表可能出現(xiàn)漏斗狀塌陷坑或塌陷槽。6：充分采動(dòng)和非充分采動(dòng)充分采動(dòng)(full subsidence)：是指地下煤層采出后，地表下沉值達(dá)到了該地質(zhì)采礦條件下應(yīng)有的最大值，此時(shí)稱為地表達(dá)到充分采動(dòng)，隨著工作面的繼續(xù)擴(kuò)大，影響范圍相應(yīng)擴(kuò)大，但地表最大下沉值不再增加，地表移動(dòng)盆地將出現(xiàn)平底。地表只有一點(diǎn)達(dá)到最大下沉值剛達(dá)到充分采動(dòng)臨界開(kāi)采(Critical extraction)。地表移動(dòng)盆地呈碗形。有多個(gè)地表點(diǎn)達(dá)到最大下沉值超充分采動(dòng)超臨界開(kāi)采(Supercritial extraction)，地表移動(dòng)呈盤(pán)形。采空區(qū)尺寸（長(zhǎng)度和寬度）小于該地質(zhì)采礦條件下的臨界開(kāi)采尺寸時(shí)，地表任意點(diǎn)的下沉值均

8、未達(dá)到該地質(zhì)采礦下應(yīng)有的最大下沉值，稱這種采動(dòng)為非充分采動(dòng)，此時(shí)地表移動(dòng)盆地為碗形。7：充分采動(dòng)角充分采動(dòng)的范圍用充分采動(dòng)角（以表示 ）確定。充分采動(dòng)角的確定方法是：在充分采動(dòng)的條件下，在地表移動(dòng)盆地的主斷面上，移動(dòng)盆地平底邊緣（在地表水平線上的投影點(diǎn)）和同側(cè)采空區(qū)邊界連線與煤層在采空區(qū)一側(cè)的夾角稱為充分采動(dòng)角。下山方面的充分采動(dòng)角以1表示，上山方面的充分采動(dòng)角以2表示，走向方向的充分采動(dòng)角以3表示。8：地表移動(dòng)盆地的特征在移動(dòng)盆地內(nèi)，各個(gè)部位的移動(dòng)和變形性質(zhì)及大小不盡相同。在采空區(qū)上方地表平坦、達(dá)到超充分采動(dòng)、采動(dòng)影響范圍內(nèi)沒(méi)有大地質(zhì)構(gòu)造條件下，最終形成的靜態(tài)地表移動(dòng)盆地可劃分為三個(gè)區(qū)域（圖

9、7b）移動(dòng)盆地的中間區(qū)域（又稱中性區(qū)域）；移動(dòng)盆地的內(nèi)邊緣區(qū)（又稱壓縮區(qū)域）；移動(dòng)盆地的外邊緣區(qū)（又稱拉伸區(qū)域）。在剛達(dá)到充分采動(dòng)和非充分采動(dòng)時(shí)，盆地內(nèi)不出現(xiàn)中間區(qū)域。拐點(diǎn)：內(nèi)外邊緣區(qū)分界點(diǎn)、下沉曲線凹凸變化點(diǎn)。水平煤層開(kāi)采時(shí)地表達(dá)到充分采動(dòng)的地表移動(dòng)盆地，它有下列的特征：（1）地表移動(dòng)盆地位于采空區(qū)的正上方。盆地的中心（最大下沉點(diǎn)所在的位置）和采空區(qū)中心是一致的。盆地的平底部分位于采空區(qū)中部正上方。（2）地表移動(dòng)盆地的形狀與采空區(qū)對(duì)稱。 矩形橢圓形（3）移動(dòng)盆地內(nèi)外邊緣區(qū)的分界點(diǎn)，大致位于采空區(qū)邊界的正上方。（4）在水平煤層開(kāi)采的條件下，非充分采動(dòng)和剛達(dá)到充分采動(dòng)的地表移動(dòng)盆地的特征和超充分

10、采動(dòng)的移動(dòng)盆地特征相似，不同的是移動(dòng)盆地內(nèi)不出現(xiàn)中性區(qū)域，只有一個(gè)最大下沉點(diǎn)，且最大下沉點(diǎn)位于采空區(qū)中心的正上方。傾斜煤層開(kāi)采、地表未達(dá)到充分采動(dòng)時(shí)，地表移動(dòng)盆地有如下特征：（1）傾斜方向上，盆地中心（最大下沉點(diǎn)）偏向采空區(qū)下山方向。（2）移動(dòng)盆地與采空區(qū)位置不對(duì)稱，傾角越大，不對(duì)稱越明顯。在走向斷面上，盆地特征與水平煤層類似。（3）移動(dòng)盆地上山方面較陡，移動(dòng)范圍小，下山方面較緩，移動(dòng)范圍大。 急傾斜煤層開(kāi)采時(shí)，地表移動(dòng)盆地有如下特征：（1）盆地形狀不對(duì)稱性更加明顯。（2）盆地明顯偏向采空區(qū)下山方向；上邊界上方開(kāi)采影響達(dá)到煤層底板巖層，下山方面移動(dòng)范圍達(dá)到開(kāi)采范圍以外很遠(yuǎn)。（3） 地表最大下沉

11、值大致位于采區(qū)下邊界上方；地表最大水平移動(dòng)值大于最大下沉值。急傾斜煤層開(kāi)采時(shí)不出現(xiàn)充分采動(dòng)的情況。9：主斷面通常就將地表移動(dòng)盆地內(nèi)通過(guò)地表最大下沉點(diǎn)所作的沿煤層走向和傾向的垂直斷面稱為地表移動(dòng)盆地主斷面，沿走向的主斷面稱為走向主斷面，沿傾向的主斷面稱為傾向主斷面。當(dāng)走向達(dá)到充分采動(dòng)，傾向未達(dá)到充分采動(dòng)時(shí)，可作無(wú)數(shù)個(gè)傾向主斷面，但只有一個(gè)走向主斷面，反之成立。 實(shí)測(cè)表明，地表移動(dòng)盆地主斷面有下列特征：（1）在主斷面上地表移動(dòng)盆地的范圍最大；（2）在主斷面上地表移動(dòng)最充分，移動(dòng)量最大；（3）在主斷面上，不存在垂直于主斷面方向的水平移動(dòng)。10：最大下沉角所謂最大下沉角，就是在傾斜主斷面上，由采空區(qū)的

12、中點(diǎn)和地表移動(dòng)盆地的最大下沉點(diǎn) （在基巖面上的投影）的連線與水平線之間在煤層下山方向一側(cè)的夾角，以表示最大下沉角 ，一般是通過(guò)實(shí)地觀測(cè)求得，大量實(shí)測(cè)資料表明，最大下沉角除與巖性有關(guān)外，還與煤層傾角有關(guān)。在傾斜或緩傾斜煤層條件下，值隨煤層傾角的增大而減小。一般用下式表示： = 90° k× 式中k與巖性有關(guān)的系數(shù)； 煤層的傾角。最大下沉角 ，也可按下列公式近似計(jì)算：當(dāng) < 45 ° 時(shí), = 90° 0.5×當(dāng) > 45°時(shí), = 90° (0.40.2)×10：移動(dòng)盆地主斷面內(nèi)的移動(dòng)變形分析下沉地表點(diǎn)的

13、沉降叫下沉，用w表示，是地表移動(dòng)向量的垂直分量。以本次與首次觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高差表示,即wn=Hn0-Hnm式中wn地表點(diǎn)的下沉（mm）；Hn0、Hnm表示地表n點(diǎn)首次和m次觀測(cè)時(shí)的高程（mm）正值表示測(cè)點(diǎn)下沉，負(fù)值表示測(cè)點(diǎn)上升，它反映了一個(gè)點(diǎn)不同時(shí)間在垂直方向的變化量。 水平移動(dòng)地表下沉盆地中某點(diǎn)沿某一水平方向的位移叫水平移動(dòng)，用u表示。以本次與首次測(cè)得的從該點(diǎn)至控制點(diǎn)水平距離差表示，即un=Lnm-Ln0式中un地表n點(diǎn)的水平移動(dòng)，mm； Ln0、Lnm分別表示首次和m次觀測(cè)時(shí)地表n點(diǎn)到觀測(cè)線控制點(diǎn)R間的水平距離，mm。 水平移動(dòng)正負(fù)號(hào)的規(guī)定是：在傾斜斷面上，指向煤層上山方向的為正值，指向煤層下

14、山方向的為負(fù)值；在走向斷面上，指向右方向的移動(dòng)為正，左方向的移動(dòng)為負(fù)。傾斜地表傾斜是指相鄰兩點(diǎn)在豎直方向的下沉差與其水平距離的比值，它反映了地表移動(dòng)盆地沿某一方向的坡度，通常以i表示。即式中im-n為m、n兩點(diǎn)的平均傾斜變形，mm/m傾斜實(shí)際是兩點(diǎn)間的平均斜率。傾斜的正負(fù)號(hào)規(guī)定為：在傾斜斷面上，指向上山方向的為正，指向下山方向的為負(fù)。在走向斷面上，指向右方向的為正，逆向走向方向的為負(fù)。曲率地表曲率是兩相鄰線段的傾斜差與兩線段中點(diǎn)間的水平距離的比值，它反映了觀測(cè)線斷面上的彎曲程度。由下式計(jì)算：曲率有正負(fù)之分，地表下沉曲線上凸為正，下凹為負(fù)。為了使用方便，曲率變形有時(shí)以曲率半徑R表示，即：水平變形

15、地表水平變形是指相鄰兩點(diǎn)的水平移動(dòng)差與兩點(diǎn)間水平距離的比值，通常用表示。由下式計(jì)算 水平變形代表了線段的拉伸和壓縮，正值表示拉伸變形，負(fù)值表示壓縮變形。11：臨界變形值臨界變形值：建筑物不需要維修、仍能保持正常使用所允許的地表最大變形值。i=3mm/m，=2mm/m，k=0.2mm/m2地表下沉和水平移動(dòng)的影響地表大面積、平緩、均勻的下沉和水平移動(dòng)對(duì)建筑物的影響很小，一般不會(huì)引起建筑物破壞，通常不作為衡量建筑物破壞的指標(biāo)。積水會(huì)對(duì)其中的建筑物造成很大的影響。地表傾斜變形的影響不均勻的下沉?xí)沟乇懋a(chǎn)生傾斜變形，傾斜變形會(huì)使其中的建筑物產(chǎn)生歪斜，從而影響建筑物的正常使用，特別對(duì)于底面積很小而高度很

16、大的建筑物，如煙囪、水塔、高壓線鐵塔等影響較嚴(yán)重。傾斜會(huì)使公路、鐵路、管道、上下水系等的坡度產(chǎn)生變化，從而影響它們的正常工作狀態(tài)。 地表曲率變形的影響不均勻的地表傾斜導(dǎo)致地表產(chǎn)生曲率變形，使地表產(chǎn)生上凸（正曲率）或下凹（負(fù)曲率），地表上凸或下凹后，會(huì)使建筑物與地表的接觸狀態(tài)發(fā)生變化，打破了建筑物的原始應(yīng)力平衡狀態(tài)，使建筑物地基反力產(chǎn)生變化，從而使建筑物體內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)曲率變形增大到一定程度后，會(huì)使建筑物產(chǎn)生破壞。曲率變形是建筑物破壞的主要因素之一。12：地表移動(dòng)盆地邊界的確定按照地表移動(dòng)變形值大小，對(duì)建筑物及地表的影響程度，將地表移動(dòng)盆地分為三個(gè)邊界：最外邊界、危險(xiǎn)移動(dòng)邊界和裂縫邊界。移動(dòng)

17、盆地的最外邊界（Outermost boundary） 移動(dòng)盆地的最外邊界是以地表移動(dòng)變形為零的盆地邊界點(diǎn)所圈定的邊界。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)中，考慮到觀測(cè)誤差，一般取下沉10mm的點(diǎn)為邊界點(diǎn)，最外邊界實(shí)際上是下沉10mm的點(diǎn)圈定的邊界，危險(xiǎn)移動(dòng)邊界(Critical boundary)以危險(xiǎn)移動(dòng)邊界是以臨界變形值確定的邊界，表示處于該邊界范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物將產(chǎn)生損害。而位于該邊界外的建（構(gòu)）筑物將產(chǎn)生不明顯的損害。我國(guó)一般采用的臨界變形值是：i=3mm/m，=2mm/m，k=0.2mm/m2。以這三個(gè)變形值中最外一個(gè)值確定危險(xiǎn)移動(dòng)邊界。裂縫邊界(Fracture boundary)根據(jù)移動(dòng)盆地內(nèi)最外側(cè)的

18、裂縫圈定的邊界。 裂縫邊界是根據(jù)移動(dòng)盆地內(nèi)最外側(cè)的裂縫圈定的邊界。邊界角 在充分采動(dòng)或接近充分采動(dòng)的條件下，地表移動(dòng)盆地主斷面上盆地邊界點(diǎn)（下沉為10mm）至采空區(qū)邊界的連線與水平線在煤柱一側(cè)的夾角稱為邊界角。當(dāng)有松散層存在時(shí)，應(yīng)先從盆地邊界點(diǎn)用松散層移動(dòng)角劃線和基巖與松散層交接面相交，此交點(diǎn)至采空區(qū)邊界的連線與水平線在煤柱一側(cè)的夾角稱為邊界角。按不同斷面，邊界角可分為走向邊界角、下山邊界角、上山邊界角，分別用0、0、0、0表示。移動(dòng)角在充分采動(dòng)或接近充分采動(dòng)的條件下，地表移動(dòng)盆地主斷面上三個(gè)臨界變形中最外邊的一個(gè)臨界變形值點(diǎn)至采空區(qū)邊界的連線與水平線在煤柱一側(cè)的夾角稱為移動(dòng)角。當(dāng)有松散層存在

19、時(shí)，應(yīng)從最外邊的臨界變形值點(diǎn)用松散層移動(dòng)角劃線和基巖與松散層交接面相交，此交點(diǎn)至采空區(qū)邊界的連線與水平線在煤柱一側(cè)的夾角稱為移動(dòng)角。按不同斷面，邊界角可分為走向移動(dòng)角、下山移動(dòng)角、上山移動(dòng)角、急傾斜煤層底板移動(dòng)角，分別用、表示。裂縫角在充分采動(dòng)或接近充分采動(dòng)的條件下，在地表移動(dòng)盆地主斷面上，移動(dòng)盆地最外側(cè)的地表裂縫至采空區(qū)邊界的連線與水平線在煤柱一側(cè)的夾角稱為裂縫角。按不同斷面，裂縫角可分為走向裂縫角、下山裂縫角、上山裂縫角、急傾斜煤層底板裂縫角，分別用、表示。松散層移動(dòng)角松散層移動(dòng)以表示。它不受煤層傾角的影響，主要與松散層的特性有關(guān)。確定方法：1）直接法，H小、且主要為松散層，設(shè)站；2）間接

20、法，h小，先設(shè)站求基巖移動(dòng)角，然后間接求。第二章1：觀測(cè)站所謂觀測(cè)站，是指在開(kāi)采影響范圍內(nèi)的地表、巖層內(nèi)部或其它研究對(duì)象上，按一定要求設(shè)置的一系列互相聯(lián)系的觀測(cè)點(diǎn)。在采動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)需要定期觀測(cè)這些觀測(cè)點(diǎn)的空間位置及其相對(duì)位置的變化，以確定各觀測(cè)點(diǎn)的位移和點(diǎn)間的相對(duì)移動(dòng)，從而掌握開(kāi)采沉陷的規(guī)律。任務(wù)：確定地質(zhì)采礦條件與移動(dòng)變形的關(guān)系，確定開(kāi)采沉陷參數(shù)與地質(zhì)采礦條件的關(guān)系。獲得地表與巖層內(nèi)部的移動(dòng)變形規(guī)律；獲得移動(dòng)變形與建筑物破壞關(guān)系，確定臨界變形值；獲得巖體內(nèi)部破壞規(guī)律。2：觀測(cè)站分類開(kāi)采沉陷觀測(cè)站由于其分類的角度不同，可以劃分為不同的類別。l 若按設(shè)立的地點(diǎn)來(lái)考慮，可劃分為：地表移動(dòng)觀測(cè)站、

21、巖層內(nèi)部觀測(cè)站和專門(mén)觀測(cè)站；l 若按觀測(cè)的時(shí)間和內(nèi)容，可分為普通觀測(cè)站和短期觀測(cè)站。 l 若按布站的形式來(lái)劃分，有網(wǎng)狀觀測(cè)站和剖面線觀測(cè)站.3：觀測(cè)站設(shè)計(jì)原則l 觀測(cè)線應(yīng)設(shè)在主斷面上；l 設(shè)站地區(qū)，在觀測(cè)期間不受鄰近開(kāi)采的影響；l 觀測(cè)線的長(zhǎng)度要大于地表移動(dòng)盆地的范圍；l 觀測(cè)線上的測(cè)點(diǎn)應(yīng)有一定的密度，這要根據(jù)開(kāi)采深度和設(shè)站目的而定；l 控制點(diǎn)設(shè)在移動(dòng)范圍外，不受采動(dòng)影響；4：移動(dòng)觀測(cè)站的觀測(cè)工作連接測(cè)量在觀測(cè)站各測(cè)點(diǎn)埋設(shè)好并固結(jié)之后，但未被采動(dòng)之前，為了確定觀測(cè)站與工作面之間的相互位置關(guān)系，需要將觀測(cè)站的某一控制點(diǎn)與礦區(qū)控制網(wǎng)之間進(jìn)行測(cè)量，以確定出該觀測(cè)站控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。全面測(cè)量全面

22、測(cè)量一般包括測(cè)點(diǎn)的高程測(cè)量、各測(cè)點(diǎn)間的距離測(cè)量、各測(cè)點(diǎn)偏離觀測(cè)線方向的支距測(cè)量、地表特征狀況記錄與素描。日常觀測(cè)日常觀測(cè)一般包括巡視測(cè)量、加密水準(zhǔn)測(cè)量及地表變化特征的素描、攝影等。巡視測(cè)量的目的就是確定出觀測(cè)站是否遭受開(kāi)采的影響、地表移動(dòng)是否穩(wěn)定、地表移動(dòng)的劇烈程度等，為全面觀測(cè)和加密水準(zhǔn)測(cè)量提供依據(jù)。 5：觀測(cè)站成果整理觀測(cè)站連測(cè)成果的內(nèi)業(yè)整理方法和常規(guī)一樣，最后算出觀測(cè)站控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。觀測(cè)站成果整理的目的就是要計(jì)算地表的移動(dòng)變形，并確定出該地質(zhì)采礦條件下的移動(dòng)變形參數(shù)。數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)整理根據(jù)采用的測(cè)量?jī)x器不同，加入必須的各種改正數(shù)，并經(jīng)平差計(jì)算后，確定出各測(cè)點(diǎn)的高程、相鄰測(cè)點(diǎn)間的水平

23、距離和各測(cè)點(diǎn)偏離觀測(cè)線方向的支距。將相鄰測(cè)點(diǎn)間的水平距離加入支距改正后，得相鄰測(cè)點(diǎn)間沿觀測(cè)線方向的水平距離。l 移動(dòng)變形計(jì)算需要進(jìn)行移動(dòng)變形計(jì)算的項(xiàng)目包括:下沉、傾斜、曲率水平移動(dòng)、水平變形、橫向水平移動(dòng)和下沉速度等。除橫向水平移動(dòng)外,其它移動(dòng)變形的計(jì)算方法已在第二章中進(jìn)行介紹。n號(hào)點(diǎn)的橫向水平移動(dòng)Vn為：式中ynn號(hào)點(diǎn)本次觀測(cè)時(shí)的支距， yn0n號(hào)點(diǎn)首次觀測(cè)時(shí)的支距。l 地表移動(dòng)變形參數(shù)的確定地表移動(dòng)變形計(jì)算之后，繪制移動(dòng)變形曲線圖和下沉速度曲線圖。在圖上可確定出移動(dòng)變形的角量參數(shù)：如移動(dòng)角 邊界角、裂縫角、最大下沉速度角、超前影響角等，移動(dòng)變形的預(yù)計(jì)參數(shù)：如下沉系數(shù)、水平移動(dòng)系數(shù)、主要影響

24、角正切、拐點(diǎn)偏移距等。繪圖工作根據(jù)每次觀測(cè)的計(jì)算結(jié)果繪制曲線圖，由這種曲線圖能夠很清楚地看出觀測(cè)線的地表移動(dòng)盆地和變形的分布特征及其發(fā)展過(guò)程。繪制移動(dòng)和變形曲線圖時(shí)，選擇豎直比例尺的原則是：使繪制的曲線能清楚的反映出移動(dòng)和變形的分布規(guī)律，并便于分析比較。水平比例尺與觀測(cè)站平面圖一致，可采用1：1000或1：2000。繪圖點(diǎn)的確定一般按下列原則進(jìn)行：l 下沉、水平移動(dòng)直接繪在點(diǎn)的上方；l 傾斜、水平變形繪在線段的中點(diǎn)；l 曲率繪在兩線段的中點(diǎn)。第三章1：地表沉陷規(guī)律是指地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和變形的大小、空間分布形態(tài)及其與地質(zhì)采礦條件的關(guān)系。2：本節(jié)所述的規(guī)律是指地表移動(dòng)盆地穩(wěn)定后主斷面內(nèi)的移動(dòng)

25、和變形分布規(guī)律，并且是典型化和理想化了的。它主要包括以下幾個(gè)條件：l 深厚比H/m（開(kāi)采深度與開(kāi)采厚度之比值）大于30。在這樣的條件，地表移動(dòng)變形在空間和時(shí)間上都具有明顯的連續(xù)性和一定的分布規(guī)律；l 地質(zhì)采礦條件正常，無(wú)大的地質(zhì)構(gòu)造（如大斷層和地下溶洞等），并采用正規(guī)循環(huán)的采礦作業(yè)；l 采空區(qū)為規(guī)則矩形；l 不受鄰近工作面開(kāi)采的影響 。3：水平煤層非充分采動(dòng)時(shí)主斷面內(nèi)地表移動(dòng)和變形分布規(guī)律下沉曲線下沉曲線表示地表移動(dòng)盆地內(nèi)下沉的分布規(guī)律。設(shè)主斷面方向?yàn)閤軸，下沉曲線用W（x）表示。在研究地表移動(dòng)規(guī)律時(shí)，首先要研究幾個(gè)特征點(diǎn)：l 最大下沉點(diǎn)O，在水平煤層條件下，位于采空區(qū)中央正上方；l 移動(dòng)盆地

26、邊界點(diǎn)A、B，其下沉為零；l 拐點(diǎn)E，即移動(dòng)盆地主斷面上下沉曲線凹凸的分界點(diǎn)，即曲率為零的點(diǎn)。拐點(diǎn)的位置一般位于采空區(qū)邊界上方而略偏向采空區(qū)一側(cè)。在采空區(qū)中央上方o處地表下沉值最大，從盆地中心向采空區(qū)邊緣下沉逐漸減小，在盆地邊界點(diǎn)A、B處下沉為零，下沉曲線以采空區(qū)中央對(duì)稱。傾斜曲線傾斜曲線表示地表移動(dòng)盆地傾斜的變化規(guī)律，為下沉的一階導(dǎo)數(shù)，即傾斜曲線分布規(guī)律為：盆地邊界至拐點(diǎn)間傾斜漸增，拐點(diǎn)至最大下沉點(diǎn)間傾斜逐漸減小，在最大下沉點(diǎn)處傾斜為零。在拐點(diǎn)處傾斜最大，有兩個(gè)相反的最大傾斜值，傾斜曲線以采空區(qū)中央反對(duì)稱 。曲率曲線曲率曲線表示地表移動(dòng)盆地內(nèi)曲率的變化規(guī)律，是傾斜的一階導(dǎo)數(shù)，下沉的二階倒數(shù)，

27、即曲率曲線的分布規(guī)律：l 曲率曲線有三個(gè)極值，兩個(gè)相等的最大正曲率和 一個(gè)最大負(fù)曲率，兩個(gè)最大正曲率位于邊界點(diǎn)和拐點(diǎn)之間，最大負(fù)曲率位于最大下沉點(diǎn)處；l 邊界點(diǎn)和拐點(diǎn)處曲率為零；l 盆地邊緣區(qū)為正曲率區(qū)，盆地中部為負(fù)曲率區(qū)。水平移動(dòng)曲線水平移動(dòng)曲線表示地表移動(dòng)盆地內(nèi)水平移動(dòng)分布規(guī)律，用U（x）表示。水平移動(dòng)分布規(guī)律與傾斜曲線相似，即：盆地邊界至拐點(diǎn)間水平移動(dòng)漸增，拐點(diǎn)至最大下沉點(diǎn)間水平移動(dòng)逐漸減小，在最大下沉點(diǎn)處水平移動(dòng)為零。在拐點(diǎn)處水平移動(dòng)最大，有兩個(gè)相反的最大水平移動(dòng)值，水平移動(dòng)曲線以采空區(qū)中央反對(duì)稱。水平變形曲線水平變形是水平移動(dòng)的一階導(dǎo)數(shù)，即水平變形曲線與曲率曲線的分布規(guī)律相似，即l

28、水平變形曲線有三個(gè)極值，兩個(gè)相等的最大拉伸變形和一個(gè)最大壓縮變形，兩個(gè)最大拉伸變形位于邊界點(diǎn)和拐點(diǎn)之間，最大壓縮變形位于最大下沉點(diǎn)處；l 邊界點(diǎn)和拐點(diǎn)處水平變形為零；l 盆地邊緣區(qū)為拉伸區(qū)，盆地中部為壓縮區(qū)。與水平煤層非充分采動(dòng)時(shí)主斷面內(nèi)地表移動(dòng)和變形分布規(guī)律相比，它具有以下特點(diǎn)l 地表移動(dòng)盆地的最大下沉值已達(dá)到該地質(zhì)采礦條件下的最大值，即充分采動(dòng)條件下的地表最大下沉值W0；l 傾斜、水平移動(dòng)曲線無(wú)明顯變化。l 在最大下沉點(diǎn)o處，水平變形和曲率變形值均為零，在盆地中心區(qū)出現(xiàn)了兩個(gè)最大負(fù)曲率和兩個(gè)最大壓縮變形值，位于拐點(diǎn)和最大下沉點(diǎn)之間；l 拐點(diǎn)處下沉為最大下沉值的一半； 4：水平煤層超充分采動(dòng)

29、時(shí)主斷面內(nèi)地表移動(dòng)和變形分布規(guī)律l 下沉盆地出現(xiàn)了平底O1-O2區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)，各點(diǎn)下沉值相等，并達(dá)到該地質(zhì)采礦條件下的最大值；l 在平底O1-O2區(qū)內(nèi)，水平變形、傾斜、曲率均為零或接近于零，各種變形主要分布在采空區(qū)邊界上方附近；l 最大傾斜和最大水平移動(dòng)位于拐點(diǎn)處；最大正曲率、最大拉伸變形位于拐點(diǎn)和邊界點(diǎn)之間；最大負(fù)曲率、最大壓縮變形位于拐點(diǎn)和最大下沉點(diǎn)O之間；l 盆地平底O1-O2區(qū)內(nèi)水平移動(dòng)理論上為零，實(shí)際存在殘余水平移動(dòng)。 5：傾斜煤層（150550）非充分采動(dòng)時(shí)主斷面內(nèi)地表移動(dòng)和變形分布規(guī)律l 地表移動(dòng)變形曲線失去對(duì)稱性和相似性，即下沉曲線、傾斜曲線、曲率曲線、水平變形曲線、水平移動(dòng)

30、曲線均不關(guān)于采空區(qū)對(duì)稱或反對(duì)稱，移動(dòng)變形曲線偏向下山方向；水平移動(dòng)曲線和傾斜曲線、水平變形曲線和曲率曲線已不相似。l 最大下沉點(diǎn)偏向下山方向，上山下沉曲線比下山陡，影響范圍?。籰 拐點(diǎn)不與采空區(qū)中央對(duì)稱，偏向下山方向；l 指向上山方向的水平移動(dòng)增加，指向下山方向的水平移動(dòng)減小，最大拉伸變形在下山方向，最大壓縮變形在上山方向。6：急傾斜煤層（550）非充分采動(dòng)時(shí)主斷面內(nèi)地表移動(dòng)和變形分布規(guī)律 l 下沉盆地形態(tài)的非對(duì)稱性十分明顯，下山方向的影響范圍遠(yuǎn)大于上山方向的影響范圍。隨著煤層傾角的增大，地表下沉曲線由對(duì)稱的碗形逐漸變?yōu)榉菍?duì)稱的瓢形。當(dāng)煤層傾角接近900時(shí)，下沉盆地剖面又轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)稱的碗性或兜形

31、；l 隨著煤層傾角的增加，最大下沉點(diǎn)位置逐漸移向煤層上山方向，當(dāng)煤層傾角接近900時(shí)，在煤層露頭上方；l 在松散層較薄的情況下，可能只出現(xiàn)指向上山方向的水平移動(dòng)；l 在開(kāi)采厚度大，采深小時(shí)，地表煤層露頭處可能出現(xiàn)塌陷坑。7：地表點(diǎn)移動(dòng)軌跡起動(dòng)距在走向主斷面上工作面由開(kāi)切眼推進(jìn)到A點(diǎn)時(shí)，巖層移動(dòng)開(kāi)始波及到地表。（圖8 ) 通常把地表開(kāi)始移動(dòng)（下沉為10mm）時(shí)的工作面推進(jìn)距離稱為起動(dòng)距（約為采深的1/41/2H0，H0為平均開(kāi)采深度）。超前影響、超前影響角、超前影響距在圖中,當(dāng)工作面推進(jìn)到B點(diǎn)，下沉曲線為W1，工作面前方1點(diǎn)開(kāi)始受采動(dòng)影響而下沉；當(dāng)工作面推進(jìn)到C時(shí)，下沉曲線為W2，地表2點(diǎn)開(kāi)始受

32、采動(dòng)影響而下沉。由此可見(jiàn)，在工作面推進(jìn)過(guò)程中，工作面前方的地表受采動(dòng)影響下沉，這種現(xiàn)象稱為超前影響。將工作面前方地表開(kāi)始移動(dòng)（下沉10mm）的點(diǎn)與當(dāng)時(shí)工作面的連線和水平線在煤柱一側(cè)的夾角稱為超前影響角，用表示。開(kāi)始移動(dòng)的點(diǎn)到工作面的水平距離l稱為超前影響距，超前影響角和超前影響距l(xiāng)有如下關(guān)系：影響超前影響角大小的因素為：l 采動(dòng)程度，非充分采動(dòng)時(shí)，隨工作面推進(jìn)，降低；當(dāng)達(dá)到充分采動(dòng)后，趨于定0 l 工作面推進(jìn)速度，隨推進(jìn)速度C的提高而降低l 采動(dòng)次數(shù)，重采比初采小。最大下沉速度滯后角把地表最大下沉速度點(diǎn)與相應(yīng)的回采工作面連線和煤層（水平線）在采空區(qū)一側(cè)的夾角，稱為最大下沉速度滯后角，用表示，其

33、計(jì)算式為：8：地表移動(dòng)持續(xù)時(shí)間地表移動(dòng)持續(xù)時(shí)間（或移動(dòng)總時(shí)間）是指在充分采動(dòng)或接近充分采動(dòng)的情況下，地表下沉值最大的點(diǎn)從移動(dòng)開(kāi)始到移動(dòng)穩(wěn)定所持續(xù)的時(shí)間。移動(dòng)持續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)地表最大下沉點(diǎn)求定，因?yàn)樵诘乇硪苿?dòng)盆地內(nèi)各地表點(diǎn)中，地表最大下沉點(diǎn)的下沉量最大，下沉的時(shí)間最長(zhǎng)。前蘇聯(lián)阿威爾辛按下沉速度大小及對(duì)建筑物的影響程度不同，將地表點(diǎn)的移動(dòng)過(guò)程分為三個(gè)階段：開(kāi)始階段下沉量達(dá)到10mm的時(shí)刻為移動(dòng)開(kāi)始時(shí)刻。從移動(dòng)開(kāi)始至下沉速度剛達(dá)到1.67mm/d（或50mm/月）時(shí)刻為移動(dòng)開(kāi)始階段?；钴S階段下沉速度大于1.67mm/d（或50mm/月）的階段。由于在該階段內(nèi)，地表點(diǎn)的下沉占總下沉的85%95%，地表移

34、動(dòng)劇烈，是地面建筑物損壞的主要時(shí)期，因此也稱該階段為危險(xiǎn)變形階段 。衰退階段下沉速度剛小于1.67mm/d（或50mm/月）起至六個(gè)月內(nèi)地表各點(diǎn)下沉累計(jì)不超過(guò)30mm時(shí)為移動(dòng)衰退階段。開(kāi)始階段、活躍階段、衰退階段這三個(gè)階段的時(shí)間總和，稱為移動(dòng)過(guò)程總時(shí)間或移動(dòng)持續(xù)時(shí)間。9：覆巖力學(xué)性質(zhì)影響（覆巖較強(qiáng)）l 采空區(qū)懸頂面積大、地表易產(chǎn)生非連續(xù)性變形l 巖層及地表下沉量小，拐點(diǎn)平移距大l 急傾斜煤層開(kāi)采條件下，地表易出現(xiàn)塌陷坑或塌陷漏斗l 移動(dòng)角大l 導(dǎo)水裂縫帶高度大10：覆巖組成及層位的影響l 直接頂堅(jiān)硬、老頂軟弱，其地表的下沉量小于直接頂軟弱、老頂堅(jiān)硬的地表下沉量；l 流沙層距采空區(qū)近比流砂層距采

35、空區(qū)遠(yuǎn)的地表下沉量大。主要原因?yàn)榱魃皩泳嗖煽諈^(qū)遠(yuǎn)，失水、失砂少，地表下沉量小。l 地表有軟弱覆蓋層比無(wú)軟弱覆蓋層時(shí)，移動(dòng)更平緩、均勻，連續(xù)性更好。11：松散層對(duì)地表移動(dòng)特征的影響12：煤層傾角的影響l 對(duì)地表移動(dòng)盆地形態(tài)的影響在水平和近水平煤層開(kāi)采條件下，地表移動(dòng)盆地是以采空區(qū)中心對(duì)稱的橢圓。在傾斜煤層開(kāi)采開(kāi)采條件下，地表移動(dòng)盆地為偏向下山方向的非對(duì)稱橢圓，形狀為碗形或盤(pán)形。隨著傾角的增大，這種非對(duì)稱性增大，當(dāng)煤層傾角接近90°時(shí)，又成為對(duì)稱的橢圓，地表移動(dòng)盆地為碗形或兜形。l 對(duì)覆巖移動(dòng)形式、破壞形態(tài)的影響當(dāng)煤層傾角在035°之間時(shí)，巖層移動(dòng)的主要形式是法向彎曲和崩落，冒

36、落帶、導(dǎo)水裂縫帶形態(tài)最終呈馬鞍形。當(dāng)煤層傾角在36°54°之間時(shí)，巖層移動(dòng)形式除有法向彎曲外，還伴隨有沿層面的剪切移動(dòng)和巖石的下滑，覆巖破壞形式呈拋物線形態(tài)。l 對(duì)地表移動(dòng)參數(shù)的影響 煤層傾角對(duì)地表移動(dòng)參數(shù)有明顯影響。這是主要介紹對(duì)下山移動(dòng)角、邊界角、最大下沉角及水平移動(dòng)值的影響。對(duì)地表移動(dòng)角、邊界角的影響 對(duì)最大下沉角的影響=90°-k對(duì)水平移動(dòng)值的影響l 開(kāi)采厚度和開(kāi)采深度的影響開(kāi)采厚度開(kāi)采厚度是影響覆巖及地表移動(dòng)破壞的主要因素。采厚越大，冒落帶、導(dǎo)水裂縫帶高度越大，地表移動(dòng)變形值也越大，移動(dòng)過(guò)程表現(xiàn)得越劇烈，巖層及地表移動(dòng)變形值與采厚成正比，即：W0=qmc

37、os 式中 W0充分采動(dòng)時(shí)的最大下沉值，mm； m采厚，mm； 煤層傾角； q下沉系數(shù)，與巖性有關(guān)，巖性越堅(jiān)硬巖，q越小；反之，巖性越軟巖，q越大 。開(kāi)采深度的影響隨著開(kāi)采深度的增加，地表各種移動(dòng)變形值減小，地表移動(dòng)范圍擴(kuò)大，移動(dòng)盆地更平緩。各種變形值與采深成反比。 深厚比（H/M）的影響H/M大，變形值小，范圍平緩，V小。13：采空區(qū)尺寸影響采區(qū)尺寸的大小可影響地表的充分采動(dòng)程度。充分采動(dòng)程度常用寬深比D/H來(lái)表示。我國(guó)實(shí)測(cè)資料表明（在一般情況下）： D1/H0、D3/H0<1.21.4時(shí)，地表為非充分采動(dòng)； D1/H0、D3/H0=1.21.4時(shí)，地表為充分采動(dòng)； D1/H0、D3/

38、H01.21.4時(shí)，地表達(dá)到超充分采動(dòng)。這里D1、D3分別為采空區(qū)沿傾向和走向的實(shí)際長(zhǎng)度；H0為平均采深。采動(dòng)系數(shù)：采空區(qū)傾斜方向或走向方向的實(shí)際長(zhǎng)度與地表達(dá)到充分采動(dòng)時(shí)相應(yīng)方向上下最小長(zhǎng)度之比。k1、k3小于1；堅(jiān)硬0.7，中硬0.8，軟弱0.9。 14：重復(fù)采動(dòng)重復(fù)采動(dòng)是指巖層和地表已經(jīng)受過(guò)一次開(kāi)采的影響而產(chǎn)生移動(dòng)、變形和破壞之后，再一次經(jīng)受開(kāi)采 （開(kāi)采下部煤層或下分層，或同一煤層的下一個(gè)工作面）的影響，使得巖層和地表又一次受到采動(dòng)，這種采動(dòng)稱為重復(fù)采動(dòng)。重復(fù)采動(dòng)時(shí)地表移動(dòng)的特點(diǎn)、地表移動(dòng)和變形分布及其參數(shù)值都與初次采動(dòng)有顯著變化，即移動(dòng)過(guò)程劇烈，地表下沉值增大，地表移動(dòng)速度加大等。這種變

39、化稱為重復(fù)采動(dòng)時(shí)巖層與地表移動(dòng)過(guò)程的加劇。 第四章1：開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)對(duì)一個(gè)計(jì)劃進(jìn)行的開(kāi)采，在開(kāi)采之前根據(jù)其地質(zhì)采礦條件和選用的預(yù)計(jì)函數(shù)、參數(shù)，預(yù)先計(jì)算出受此開(kāi)采影響的巖層和（或）地表的移動(dòng)和變形工作，稱為開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)。2：開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)地質(zhì)采礦條件l 煤層的法向開(kāi)采厚度（采高）m；l 煤層傾角；l 采空區(qū)下山邊界上山邊界走向主斷面上的和平均的開(kāi)采深度H1、H2、H、H0；l 采空區(qū)走向長(zhǎng)D3、傾向斜長(zhǎng)D1；l 頂板管理方法；l 上覆巖層的性質(zhì)；l 工作面形狀和工作推進(jìn)速度。 2：開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)的內(nèi)容l 最大值預(yù)計(jì)；l 主斷面上的移動(dòng)和變形預(yù)計(jì)；l 地表任意點(diǎn)移動(dòng)及變形值預(yù)計(jì)；l 巖體內(nèi)任意點(diǎn)移動(dòng)和變

40、形值預(yù)計(jì)；l 多工作面和（或）多煤層開(kāi)采時(shí)巖層和地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)。3：開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)方法的分類對(duì)主斷面上的移動(dòng)變形預(yù)計(jì)來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)最常用的是概率積分法、典型曲線法和負(fù)指數(shù)函數(shù)法。分類依據(jù)分類建立預(yù)計(jì)方法的途徑基于實(shí)測(cè)資料的經(jīng)驗(yàn)方法影響函數(shù)法理論模擬法：預(yù)計(jì)手段解析法圖解法電子計(jì)算機(jī)法預(yù)計(jì)時(shí)采用的函數(shù)剖面函數(shù)法影響函數(shù)法3：概率積分法4：半無(wú)限開(kāi)采預(yù)計(jì)5：有限開(kāi)采預(yù)計(jì)6：任意點(diǎn)的移動(dòng)和變形規(guī)律第五章：開(kāi)采沉陷實(shí)測(cè)資料的數(shù)據(jù)處理多個(gè)觀測(cè)站實(shí)測(cè)參數(shù)的綜合分析1：綜合分析的目的l 分析礦區(qū)（或礦）內(nèi)各種地質(zhì)采礦條件下，地表移動(dòng)變形規(guī)律l 確定本礦區(qū)的預(yù)計(jì)方法l 確定各種參數(shù)與地質(zhì)采礦條件之間的關(guān)系l

41、研究特殊條件下的地表移動(dòng)變形規(guī)律2：綜合分析的一般步驟l 收集和歸納資料盡可能詳細(xì)準(zhǔn)確地收集和歸納各種地質(zhì)采礦資料，如煤厚、傾角、斷層落差大小等。l 綜合分析在所獲資料中，找出主要影響規(guī)律，為獲得這些規(guī)律必須先固定一些次要因素，即在某些相同的條件下，分析另一些因素對(duì)參數(shù)的影響，找出規(guī)律資料分析主要因素的影響找出規(guī)律3：綜合分析的一般方法：l 表格法l 圖形法l 公式法4: 回歸分析法綜合分析建立公式步驟：表格、圖形確定變化規(guī)律，假定擬合函數(shù)回歸求參誤差檢驗(yàn)公式變形分析與建模的基本理論和方法回歸分析方法實(shí)際上是用某種經(jīng)驗(yàn)函數(shù)模擬變形過(guò)程，通過(guò)回歸分析求得參數(shù)，為今后預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)。主要方法：一

42、元回歸分析 多元回歸分析非線性回歸分析等第六章：模擬研究方法第七章：保護(hù)煤柱留設(shè)1：保護(hù)煤柱指專門(mén)留在井下不予采出的、旨在保護(hù)其上方巖層內(nèi)部和地表的各種保護(hù)對(duì)象不受開(kāi)采影響的那部分煤炭。優(yōu)點(diǎn)：可靠缺點(diǎn)：1）資源浪費(fèi)，縮短礦井服務(wù)年限；2）使采掘工作復(fù)雜化，增大掘進(jìn)工作量，造成采掘關(guān)系緊張。2：圍護(hù)帶目的l 抵消留設(shè)保護(hù)煤柱時(shí)所用參數(shù)的誤差引起煤柱尺寸的不足。移動(dòng)角250。l 抵消由于地質(zhì)采礦條件和井上下位置關(guān)系的不準(zhǔn)確而造成保護(hù)煤柱的尺寸和位置的誤差。3：保護(hù)煤柱留設(shè)方法所需資料l 保護(hù)對(duì)象特征l 相關(guān)圖紙l 本區(qū)參數(shù)留設(shè)方法l 垂直剖面法l 垂線法l 數(shù)字標(biāo)高投影法4：保護(hù)煤柱其他方法除上述

43、方法外，保護(hù)煤柱留設(shè)的方法還有：數(shù)值標(biāo)高投影法、臨界面標(biāo)高投影法、臨界變形值法和預(yù)計(jì)方法等。數(shù)值標(biāo)高投影法是根據(jù)地表移動(dòng)角參數(shù)，采用標(biāo)高投影的方法，繪制出各受護(hù)邊界保護(hù)煤柱各側(cè)平面的等高線，它與礦體底板等高線的交線，即為保護(hù)煤柱的邊界。數(shù)值標(biāo)高投影法對(duì)于礦體產(chǎn)狀不規(guī)則及存在斷層時(shí)比較方便，一般用于圈定延伸形建筑物或基巖面標(biāo)高變化比較大時(shí)的保護(hù)煤柱。保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)的垂直斷面法、垂線法和數(shù)字標(biāo)高投影法，都是僅僅利用主斷面上或少數(shù)幾個(gè)斜向斷面上的移動(dòng)角，致使在建筑物的角點(diǎn)處留下了過(guò)多的呆滯煤量。隨著礦體傾角的增大，角點(diǎn)處的多余煤柱急劇增大，甚至使保護(hù)煤柱的留設(shè)出現(xiàn)困難，此時(shí)可采用臨界面標(biāo)高投影法來(lái)設(shè)計(jì)

44、保護(hù)煤柱。 此外，有人還提出了保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)的臨界變形值法。它的基本原理為：根據(jù)地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)方法，由受護(hù)范圍角點(diǎn)處的最大變形值小于建筑物的臨界變形值，來(lái)導(dǎo)出主斷面上相應(yīng)點(diǎn)處的變形限值。然后由計(jì)算的最大移動(dòng)變形值和移動(dòng)變形無(wú)因次量來(lái)確定出相對(duì)距離，即可設(shè)計(jì)出保護(hù)煤柱的范圍。也可直接利用開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)保護(hù)煤柱。不斷改變工作面的大小和位置，反復(fù)試算，直至受護(hù)建筑物處地表的變形值都小于臨界變形值為止。此時(shí)的最小煤柱（開(kāi)采范圍最大），即為受護(hù)建筑物的保護(hù)煤柱。第八章1：非采礦因素引起的建筑物損壞自然因素引起的建筑物損害l 濕度變化 土體固結(jié)地表移動(dòng)建筑物損害。 l 地殼運(yùn)動(dòng) 5級(jí) 人為因素引起

45、的建筑物損害l 地基或基礎(chǔ)質(zhì)量不好l 建筑物設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有缺陷 l 建筑物材料質(zhì)量差和建筑工程施工質(zhì)量低l 由于交通和機(jī)械運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的震動(dòng)l 人類抽取地下水，大范圍水位下降。 2：開(kāi)采對(duì)建筑物的影響l 地表下沉對(duì)建筑物的影響均勻的地表下沉不使建筑物地基反力產(chǎn)生重分布，也不會(huì)在建筑物上產(chǎn)生附加應(yīng)力，因而不會(huì)使建筑物損害。但當(dāng)?shù)叵聺撍桓摺⒌乇硐鲁亮看髸r(shí)，均勻下沉可使建筑物積水或地基受水軟化，影響建筑物使用，甚至破壞。l 傾斜對(duì)建筑物的影響地表傾斜對(duì)于平面面積小而高度大的建筑物（如水塔、煙囪、高壓線塔等）有實(shí)際的影響。地表傾斜引起建筑物傾斜，在建筑物自重的作用下引起水平分力和彎距（傾覆力矩）。在傾覆力

46、矩的作用下，建筑物構(gòu)件上和地基中的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的建筑物，應(yīng)考慮地表傾斜引起的附加應(yīng)力的影響。l 地表曲率對(duì)建筑物的影響地表曲率變形表示傾斜的變化程度。由于曲率變形，地表將由原來(lái)的平面而變成曲面形狀。引起建筑物地基反力重分布，使原來(lái)均勻的地基反力發(fā)生變化，出現(xiàn)加載區(qū)和卸載區(qū)。加載區(qū)和卸載的范圍隨工作面的推進(jìn)而發(fā)生變化。不同的曲率作用下地基反力不同（圖）。在正曲率作用下，房屋中央反力最大，為加載區(qū)，兩邊出現(xiàn)卸載；在負(fù)曲率作用下，房屋兩邊加載，中間卸載。在地基反力重分布的影響下，建筑物墻壁在豎直面內(nèi)受到附加彎矩和剪力的作用，使房屋結(jié)構(gòu)弱面(門(mén)、窗、洞口、磚縫)處產(chǎn)生裂縫。正曲率作用

47、下產(chǎn)生倒八字形裂縫，負(fù)曲率作用下產(chǎn)生正八字形裂縫。 l 地表水平移動(dòng)變形對(duì)建筑物的影響地表水平移動(dòng)變形主要通過(guò)兩方面的作用影響建筑物：（1）地基與基礎(chǔ)間摩擦力作用將水平變形產(chǎn)生的拉、壓應(yīng)力傳遞給建筑物，因而在建筑物上產(chǎn)生附加拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，使建筑物損壞；（2）地基的移動(dòng)在基礎(chǔ)上產(chǎn)生橫向擠壓力，使基礎(chǔ)在平面內(nèi)產(chǎn)生彎曲變形，從而在建筑物上引起附加應(yīng)力，導(dǎo)致建筑物受損。由于建筑物大多為砌體結(jié)構(gòu)，抗拉能力遠(yuǎn)低于抗壓能力，一般地表水平拉伸變形達(dá)到1mm/m時(shí)，房屋就可能出現(xiàn)較細(xì)小的豎向裂縫。我國(guó)華東地區(qū)農(nóng)村房屋為泥漿砌筑，當(dāng)水平拉伸變形達(dá)到0.7mm/m時(shí)，房屋即出現(xiàn)裂縫。雖然房屋抗壓縮變形能力大于拉伸變形，但當(dāng)壓縮變形較大時(shí)，可使建筑物的墻壁和地基壓碎、地板鼓起、門(mén)窗洞擠成菱形、縱墻或圍墻產(chǎn)生褶曲、磚砌體產(chǎn)生水平裂縫以及剪切和擠壓