2023年礦山開采沉陷學(xué)知識(shí)點(diǎn)整理

礦山開采沉陷學(xué)第一章：1:在地下開采前，巖體在地應(yīng)力場(chǎng)作用下處在相對(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)致周邊巖體應(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)成新的平衡。隨著采礦工作的進(jìn)行,這一過程不斷反復(fù)。它是一個(gè)十分復(fù)雜的物理、力學(xué)變化過程,也是巖層產(chǎn)生移動(dòng)和破壞過程，這一過程和現(xiàn)象稱為巖層移動(dòng)。２:充足采動(dòng)區(qū)ＣOＤ位于采空區(qū)中部上方，其移動(dòng)特性是：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)隨著有離層、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)的重要形式。本地下開采后，從直接頂板開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。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，并且開采自上而下順序進(jìn)行，下山部分煤層繼續(xù)開采而形成新的采空區(qū)時(shí),采空區(qū)上部垮落的巖石也許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（Ｃaｖiｎgzone)冒落帶是指用所有垮落法管理頂板時(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）(Fｒaｃtuｒedzoｎe)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)的那部分巖層。位于冒落帶之上。其特性為: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А⒁话銛嗔褞?、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（Ｗaｔerconduｃｔｅdｚｏne)。(三)彎曲帶（Ｓaｇgingｚoｎe)（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),不存在或很少存在離層裂縫；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，這一過程和現(xiàn)象稱為地表移動(dòng)。5:地表移動(dòng)和破壞形式(一)地表移動(dòng)盆地(Groundｓuｂｓidencetrｏuｇh）:在開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(Sｕrfacｅfraｃture）及臺(tái)階(step):在一定條件下,地表移動(dòng)盆地外邊沿拉伸變形區(qū)也許產(chǎn)生裂縫。裂縫的深度、寬度與有無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(Subsｉｄenｃecaｖe)及塌陷槽開采緩傾斜煤層和傾斜煤層時(shí),地表破壞重要是地表出現(xiàn)裂縫，但在某些特殊地質(zhì)開采條件下,地表也許出現(xiàn)漏斗狀塌陷坑或塌陷槽。6:充足采動(dòng)和非充足采動(dòng)充足采動(dòng)(fullsuｂsidencｅ)：是指地下煤層采出后，地表下沉值達(dá)成了該地質(zhì)采礦條件下應(yīng)有的最大值，此時(shí)稱為地表達(dá)成充足采動(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長(zhǎng)，地表移動(dòng)盆地將出現(xiàn)平底。地表只有一點(diǎn)達(dá)成最大下沉值――剛達(dá)成充足采動(dòng)――臨界開采(Cｒitｉcａlextrａction)。地表移動(dòng)盆地呈碗形。有多個(gè)地表點(diǎn)達(dá)成最大下沉值――超充足采動(dòng)――超臨界開采(Supｅrcritialextrａction)，地表移動(dòng)呈盤形。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采尺寸時(shí)，地表任意點(diǎn)的下沉值均未達(dá)成該地質(zhì)采礦下應(yīng)有的最大下沉值，稱這種采動(dòng)為非充足采動(dòng),此時(shí)地表移動(dòng)盆地為碗形。７:充足采動(dòng)角充足采動(dòng)的范圍用充足采動(dòng)角(以ψ表達(dá)）擬定。充足采動(dòng)角的擬定方法是:在充足采動(dòng)的條件下，在地表移動(dòng)盆地的主斷面上，移動(dòng)盆地平底邊沿（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)的夾角稱為充足采動(dòng)角。下山方面的充足采動(dòng)角以ψ１表達(dá),上山方面的充足采動(dòng)角以ψ2表達(dá),走向方向的充足采動(dòng)角以ψ3表達(dá)。8:地表移動(dòng)盆地的特性在移動(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)成超充足采動(dòng)、采動(dòng)影響范圍內(nèi)沒有大地質(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)邊沿區(qū)（又稱壓縮區(qū)域）;移動(dòng)盆地的外邊沿區(qū)(又稱拉伸區(qū)域）。在剛達(dá)成充足采動(dòng)和非充足采動(dòng)時(shí)，盆地內(nèi)不出現(xiàn)中間區(qū)域。拐點(diǎn)：內(nèi)外邊沿區(qū)分界點(diǎn)、下沉曲線凹凸變化點(diǎn)。水平煤層開采時(shí)地表達(dá)成充足采動(dòng)的地表移動(dòng)盆地，它有下列的特性：（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)外邊沿區(qū)的分界點(diǎn)，大體位于采空區(qū)邊界的正上方。(4）在水平煤層開采的條件下,非充足采動(dòng)和剛達(dá)成充足采動(dòng)的地表移動(dòng)盆地的特性和超充足采動(dòng)的移動(dòng)盆地特性相似,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。傾斜煤層開采、地表未達(dá)成充足采動(dòng)時(shí),地表移動(dòng)盆地有如下特性:(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,盆地特性與水平煤層類似。(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。急傾斜煤層開采時(shí),地表移動(dòng)盆地有如下特性:（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;上邊界上方開采影響達(dá)成煤層底板巖層,下山方面移動(dòng)范圍達(dá)成開采范圍以外很遠(yuǎn)。（3）地表最大下沉值大體位于采區(qū)下邊界上方；地表最大水平移動(dòng)值大于最大下沉值。急傾斜煤層開采時(shí)不出現(xiàn)充足采動(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)成充足采動(dòng)，傾向未達(dá)成充足采動(dòng)時(shí)，可作無數(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)表白，地表移動(dòng)盆地主斷面有下列特性:（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)最充足，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θ表達(dá)最大下沉角θ，一般是通過實(shí)地觀測(cè)求得,大量實(shí)測(cè)資料表白，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，θ值隨煤層傾角的增大而減小。一般用下式表達(dá)：θ=90°－ｋ×а式中k——與巖性有關(guān)的系數(shù)；а——煤層的傾角。最大下沉角θ，也可按下列公式近似計(jì)算：當(dāng)а<45°時(shí),θ=90°-0.5×а當(dāng)а>45°時(shí),θ=90°-(0.4～０.2)×а1０：移動(dòng)盆地主斷面內(nèi)的移動(dòng)變形分析下沉地表點(diǎn)的沉降叫下沉,用w表達(dá),是地表移動(dòng)向量的垂直分量。以本次與初次觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高差表達(dá),即wｎ=Ｈn0-Hnｍ式中wn──地表點(diǎn)的下沉（mm);Hn０、Hnm──表達(dá)地表n點(diǎn)初次和m次觀測(cè)時(shí)的高程（mm)正值表達(dá)測(cè)點(diǎn)下沉,負(fù)值表達(dá)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表達(dá)。以本次與初次測(cè)得的從該點(diǎn)至控制點(diǎn)水平距離差表達(dá),即un＝Lnm－Ln0式中uｎ──地表n點(diǎn)的水平移動(dòng),mm；Lｎ0、Lnｍ──分別表達(dá)初次和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表達(dá)。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)線斷面上的彎曲限度。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表達(dá),即：水平變形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ε表達(dá)。由下式計(jì)算水平變形代表了線段的拉伸和壓縮,正值表達(dá)拉伸變形,負(fù)值表達(dá)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,ε=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)其中的建筑物導(dǎo)致很大的影響。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限度后，會(huì)使建筑物產(chǎn)生破壞。曲率變形是建筑物破壞的重要因素之一。1２：地表移動(dòng)盆地邊界的擬定按照地表移動(dòng)變形值大小，對(duì)建筑物及地表的影響限度,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)盆地的最外邊界（Ｏｕｔeｒmostbounｄary)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?，F(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),最外邊界事實(shí)上是下沉10mm的點(diǎn)圈定的邊界，危險(xiǎn)移動(dòng)邊界(Critｉｃalbｏundary)以危險(xiǎn)移動(dòng)邊界是以臨界變形值擬定的邊界，表達(dá)處在該邊界范圍內(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,ε=2mm/m，k=0.2mm／m2。以這三個(gè)變形值中最外一個(gè)值擬定危險(xiǎn)移動(dòng)邊界。裂縫邊界(Ｆractuｒebouｎdａry）根據(jù)移動(dòng)盆地內(nèi)最外側(cè)的裂縫圈定的邊界。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。邊界角在充足采動(dòng)或接近充足采動(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δ0、β０、γ０、λ0表達(dá)。移動(dòng)角在充足采動(dòng)或接近充足采動(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δ、β、γ、λ表達(dá)。裂縫角在充足采動(dòng)或接近充足采動(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δ〃、β〃、γ〃、λ〃表達(dá)。松散層移動(dòng)角松散層移動(dòng)以φ表達(dá)。它不受煤層傾角的影響,重要與松散層的特性有關(guān)。擬定方法：1）直接法,Ｈ小、且重要為松散層,設(shè)站;2)間接法,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,按一定規(guī)定設(shè)立的一系列互相聯(lián)系的觀測(cè)點(diǎn)。在采動(dòng)過程中，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，以擬定各觀測(cè)點(diǎn)的位移和點(diǎn)間的相對(duì)移動(dòng)，從而掌握開采沉陷的規(guī)律。任務(wù)：擬定地質(zhì)采礦條件與移動(dòng)變形的關(guān)系，擬定開采沉陷參數(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，擬定臨界變形值;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。若按設(shè)立的地點(diǎn)來考慮,可劃分為:地表移動(dòng)觀測(cè)站、巖層內(nèi)部觀測(cè)站和專門觀測(cè)站;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。若按布站的形式來劃分，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)原則觀測(cè)線應(yīng)設(shè)在主斷面上;設(shè)站地區(qū),在觀測(cè)期間不受鄰近開采的影響;觀測(cè)線的長(zhǎng)度要大于地表移動(dòng)盆地的范圍；觀測(cè)線上的測(cè)點(diǎn)應(yīng)有一定的密度，這要根據(jù)開采深度和設(shè)站目的而定;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,為了擬定觀測(cè)站與工作面之間的互相位置關(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,以擬定出該觀測(cè)站控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。全面測(cè)量全面測(cè)量一般涉及測(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、地表特性狀況記錄與素描。平常觀測(cè)平常觀測(cè)一般涉及巡視測(cè)量、加密水準(zhǔn)測(cè)量及地表變化特性的素描、攝影等。巡視測(cè)量的目的就是擬定出觀測(cè)站是否遭受開采的影響、地表移動(dòng)是否穩(wěn)定、地表移動(dòng)的劇烈限度等,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)同樣,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，并擬定出該地質(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，擬定出各測(cè)點(diǎn)的高程、相鄰測(cè)點(diǎn)間的水平距離和各測(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。移動(dòng)變形計(jì)算需要進(jìn)行移動(dòng)變形計(jì)算的項(xiàng)目涉及：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ｙｎ──n號(hào)點(diǎn)本次觀測(cè)時(shí)的支距，yn0──n號(hào)點(diǎn)初次觀測(cè)時(shí)的支距。地表移動(dòng)變形參數(shù)的擬定地表移動(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。在圖上可擬定出移動(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)、重要影響角正切、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，由這種曲線圖可以很清楚地看出觀測(cè)線的地表移動(dòng)盆地和變形的分布特性及其發(fā)展過程。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１：２023。繪圖點(diǎn)的擬定一般按下列原則進(jìn)行：下沉、水平移動(dòng)直接繪在點(diǎn)的上方；傾斜、水平變形繪在線段的中點(diǎn)；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)和變形分布規(guī)律，并且是典型化和抱負(fù)化了的。它重要涉及以下幾個(gè)條件：深厚比H／ｍ（開采深度與開采厚度之比值)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；地質(zhì)采礦條件正常,無大的地質(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)；采空區(qū)為規(guī)則矩形；不受鄰近工作面開采的影響。３：水平煤層非充足采動(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達(dá)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）表達(dá)。在研究地表移動(dòng)規(guī)律時(shí)，一方面要研究幾個(gè)特性點(diǎn):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;移動(dòng)盆地邊界點(diǎn)A、B，其下沉為零；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)邊沿下沉逐漸減小，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達(dá)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達(dá)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),即曲率曲線的分布規(guī)律: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；邊界點(diǎn)和拐點(diǎn)處曲率為零；盆地邊沿區(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)曲線表達(dá)地表移動(dòng)盆地內(nèi)水平移動(dòng)分布規(guī)律，用U(x）表達(dá)。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；邊界點(diǎn)和拐點(diǎn)處水平變形為零;盆地邊沿區(qū)為拉伸區(qū)，盆地中部為壓縮區(qū)。與水平煤層非充足采動(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)地表移動(dòng)盆地的最大下沉值已達(dá)成該地質(zhì)采礦條件下的最大值，即充足采動(dòng)條件下的地表最大下沉值W０;傾斜、水平移動(dòng)曲線無明顯變化。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；拐點(diǎn)處下沉為最大下沉值的一半；4：水平煤層超充足采動(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)成該地質(zhì)采礦條件下的最大值;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,各種變形重要分布在采空區(qū)邊界上方附近；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；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(150＜α<５50)非充足采動(dòng)時(shí)主斷面內(nèi)地表移動(dòng)和變形分布規(guī)律地表移動(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)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。最大下沉點(diǎn)偏向下山方向,上山下沉曲線比下山陡,影響范圍小;拐點(diǎn)不與采空區(qū)中央對(duì)稱，偏向下山方向;指向上山方向的水平移動(dòng)增長(zhǎng),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(α>550)非充足采動(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;隨著煤層傾角的增長(zhǎng),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;在松散層較薄的情況下，也許只出現(xiàn)指向上山方向的水平移動(dòng);在開采厚度大,采深小時(shí)，地表煤層露頭處也許出現(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切眼推動(dòng)到A點(diǎn)時(shí),巖層移動(dòng)開始波及到地表。（圖8）通常把地表開始移動(dòng)(下沉為10mm）時(shí)的工作面推動(dòng)距離稱為起動(dòng)距(約為采深的１／4~１/2H0,H０為平均開采深度）。超前影響、超前影響角、超前影響距在圖中,當(dāng)工作面推動(dòng)到Ｂ點(diǎn),下沉曲線為W1，工作面前方1點(diǎn)開始受采動(dòng)影響而下沉;當(dāng)工作面推動(dòng)到C時(shí)，下沉曲線為Ｗ2,地表2點(diǎn)開始受采動(dòng)影響而下沉。由此可見，在工作面推動(dòng)過程中,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ω表達(dá)。開始移動(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ω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:采動(dòng)限度，非充足采動(dòng)時(shí),隨工作面推動(dòng),ω減少；當(dāng)達(dá)成充足采動(dòng)后，ω趨于定б0工作面推動(dòng)速度,隨推動(dòng)速度C的提高ω而減少采動(dòng)次數(shù),重采比初采ω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φ表達(dá)，其計(jì)算式為:８：地表移動(dòng)連續(xù)時(shí)間地表移動(dòng)連續(xù)時(shí)間（或移動(dòng)總時(shí)間)是指在充足采動(dòng)或接近充足采動(dòng)的情況下，地表下沉值最大的點(diǎn)從移動(dòng)開始到移動(dòng)穩(wěn)定所連續(xù)的時(shí)間。移動(dòng)連續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)地表最大下沉點(diǎn)求定，由于在地表移動(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)建筑物的影響限度不同,將地表點(diǎn)的移動(dòng)過程分為三個(gè)階段：開始階段下沉量達(dá)成10ｍｍ的時(shí)刻為移動(dòng)開始時(shí)刻。從移動(dòng)開始至下沉速度剛達(dá)成1.6７ｍm／ｄ（或50mｍ／月)時(shí)刻為移動(dòng)開始階段。活躍階段下沉速度大于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%，地表移動(dòng)劇烈,是地面建筑物損壞的重要時(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)起至半年內(nèi)地表各點(diǎn)下沉累計(jì)不超過30mm時(shí)為移動(dòng)衰退階段。開始階段、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)過程總時(shí)間或移動(dòng)連續(xù)時(shí)間。9：覆巖力學(xué)性質(zhì)影響（覆巖較強(qiáng)）采空區(qū)懸頂面積大、地表易產(chǎn)生非連續(xù)性變形巖層及地表下沉量小，拐點(diǎn)平移距大急傾斜煤層開采條件下,地表易出現(xiàn)塌陷坑或塌陷漏斗移動(dòng)角大導(dǎo)水裂縫帶高度大10：覆巖組成及層位的影響直接頂堅(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;流沙層距采空區(qū)近比流砂層距采空區(qū)遠(yuǎn)的地表下沉量大。重要因素為流砂層距采空區(qū)遠(yuǎn)，失水、失砂少,地表下沉量小。地表有軟弱覆蓋層比無軟弱覆蓋層時(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)特性的影響12：煤層傾角的影響對(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。在傾斜煤層開采開采條件下,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。對(duì)覆巖移動(dòng)形式、破壞形態(tài)的影響當(dāng)煤層傾角在0~３５°之間時(shí)，巖層移動(dòng)的重要形式是法向彎曲和崩落,冒落帶、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，還隨著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)。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。這是重要介紹對(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θ的影響θ=90°-kα對(duì)水平移動(dòng)值的影響開采厚度和開采深度的影響開采厚度開采厚度是影響覆巖及地表移動(dòng)破壞的重要因素。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＝qmｃosα?式中W0───充足采動(dòng)時(shí)的最大下沉值,mm;m───采厚，ｍm； α───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。開采深度的影響隨著開采深度的增長(zhǎng)，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足采動(dòng)限度。充足采動(dòng)限度常用寬深比D／Ｈ來表達(dá)。我國(guó)實(shí)測(cè)資料表白(在一般情況下）:D1/H０、D3/Ｈ０<1.2~１.4時(shí)，地表為非充足采動(dòng);D1/H0、D３/Ｈ０=１.2~1.4時(shí),地表為充足采動(dòng);D1/H０、D3／H0>1．2～1．4時(shí),地表達(dá)成超充足采動(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)成充足采動(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：反復(fù)采動(dòng)反復(fù)采動(dòng)是指巖層和地表已經(jīng)受過一次開采的影響而產(chǎn)生移動(dòng)、變形和破壞之后，再一次經(jīng)受開采（開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)稱為反復(fù)采動(dòng)。反復(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)過程劇烈,地表下沉值增大,地表移動(dòng)速度加大等。這種變化稱為反復(fù)采動(dòng)時(shí)巖層與地表移動(dòng)過程的加劇。第四章1：開采沉陷預(yù)計(jì)對(duì)一個(gè)計(jì)劃進(jìn)行的開采,在開采之前根據(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)算出受此開采影響的巖層和(或)地表的移動(dòng)和變形工作，稱為開采沉陷預(yù)計(jì)。2:開采沉陷預(yù)計(jì)地質(zhì)采礦條件煤層的法向開采厚度(采高)m；煤層傾角а;采空區(qū)下山邊界上山邊界走向主斷面上的和平均的開采深度H１、Ｈ2、H、H０;采空區(qū)走向長(zhǎng)D３、傾向斜長(zhǎng)D1;頂板管理方法；上覆巖層的性質(zhì)；工作面形狀和工作推動(dòng)速度。2：開采沉陷預(yù)計(jì)的內(nèi)容最大值預(yù)計(jì);主斷面上的移動(dòng)和變形預(yù)計(jì);地表任意點(diǎn)移動(dòng)及變形值預(yù)計(jì)；巖體內(nèi)任意點(diǎn)移動(dòng)和變形值預(yù)計(jì)；多工作面和（或）多煤層開采時(shí)巖層和地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)。3:開采沉陷預(yù)計(jì)方法的分類對(duì)主斷面上的移動(dòng)變形預(yù)計(jì)來說，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①基于實(shí)測(cè)資料的經(jīng)驗(yàn)方法②影響函數(shù)法③理論模擬法:預(yù)計(jì)手段①解析法②圖解法③電子計(jì)算機(jī)法預(yù)計(jì)時(shí)采用的函數(shù)①剖面函數(shù)法②影響函數(shù)法3：概率積分法4：半無限開采預(yù)計(jì)5：有限開采預(yù)計(jì)６：任意點(diǎn)的移動(dòng)和變形規(guī)律第五章：開采沉陷實(shí)測(cè)資料的數(shù)據(jù)解決多個(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)律擬定本礦區(qū)的預(yù)計(jì)方法擬定各種參數(shù)與地質(zhì)采礦條件之間的關(guān)系研究特殊條件下的地表移動(dòng)變形規(guī)律2:綜合分析的一般環(huán)節(jié)收集和歸納資料盡也許具體準(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。綜合分析在所獲資料中,找出重要影響規(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→分析重要因素的影響→找出規(guī)律3：綜合分析的一般方法：表格法圖形法公式法4:回歸分析法綜合分析建立公式環(huán)節(jié)：表格、圖形→擬定變化規(guī)律，假定擬合函數(shù)→回歸求參→誤差檢查→公式變形分析與建模的基本理論和方法回歸分析方法——事實(shí)上是用某種經(jīng)驗(yàn)函數(shù)模擬變形過程，通過回歸分析求得參數(shù)，為此后預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)。重要方法:①一元回歸分析②多元回歸分析③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)象不受開采影響的那部分煤炭。優(yōu)點(diǎn)：可靠缺陷: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，導(dǎo)致采掘關(guān)系緊張。2：圍護(hù)帶目的抵消留設(shè)保護(hù)煤柱時(shí)所用參數(shù)的誤差引起煤柱尺寸的局限性。移動(dòng)角2~50。抵消由于地質(zhì)采礦條件和井上下位置關(guān)系的不準(zhǔn)確而導(dǎo)致保護(hù)煤柱的尺寸和位置的誤差。3:保護(hù)煤柱留設(shè)方法所需資料保護(hù)對(duì)象特性相關(guān)圖紙本區(qū)參數(shù)留設(shè)方法垂直剖面法垂線法數(shù)字標(biāo)高投影法4:保護(hù)煤柱其他方法除上述方法外,保護(hù)煤柱留設(shè)的方法尚有: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,都是僅僅運(yùn)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)高投影法來設(shè)計(jì)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)變形無因次量來擬定出相對(duì)距離，即可設(shè)計(jì)出保護(hù)煤柱的范圍。也可直接運(yùn)用開采沉陷預(yù)計(jì)方法來設(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濕度變化-土體固結(jié)－地表移動(dòng)－建筑物損害。地殼運(yùn)動(dòng)5級(jí)人為因素引起的建筑物損害地基或基礎(chǔ)質(zhì)量不好建筑物設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有缺陷建筑物材料質(zhì)量差和建筑工程施工質(zhì)量低由于交通和機(jī)械運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的震動(dòng)人類抽取地下水,大范圍水位下降。2:開采對(duì)建筑物的影響地表下沉對(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。但本地下潛水位高、地表下沉量大時(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。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。地表曲率對(duì)建筑物的影響地表曲率變形表達(dá)傾斜的變化限度。由于曲率變形,地表將由本來的平面而變成曲面形狀。引起建筑物地基反力重分布，使本來均勻的地基反力發(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動(dòng)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、窗、洞口、磚縫)處產(chǎn)生裂縫。正曲率作用下產(chǎn)生倒八字形裂縫，負(fù)曲率作用下產(chǎn)生正八字形裂縫。地表水平移動(dòng)變形對(duì)建筑物的影響地表水平移動(dòng)變形重要通過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)成1mm／m時(shí),房屋就也許出現(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)成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