三下一上采煤.doc

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1、一、基础知识（一）岩层与地表移动特征一、岩层移动及其特征采出煤炭后，上覆岩层被破坏，当H>25M时，即开采深度是采高的25倍时，在回采空间上方形成竖三带。图23-1。1、垮落带：分为二部分，不规则垮落带和规则垮落带。1）不规则的：岩层破坏严重，已失去原有的层次，破碎杂乱，并堆积于煤层底板之上。2）规则的：垮落，但呈巨块，失去连续性，大体上保持原有的层次。3）高度：与岩性、采高有关，一般为采高的3～5倍；2、断裂带或导水断裂带在垮落带之上，岩层有许多裂隙，但仍保持原有的岩层层次。断裂呈垂直或斜交岩层层面，或平行层面（离层），因有透水性，也称

2、为导水断裂带。高度：与上覆岩性有关，为采高的9～35倍；3、弯曲带或整体移动带位于断裂带之上一直到达地表，其岩层移动是成层的、整体性地，最下部分可能出现离层和不导水的细微断裂。岩层移动具有分带性特征，会随地质和采矿条件的变化而变化。采用充填技术，则无冒落带（跨），当煤层厚或距地表近时，无弯曲带。二、地表移动特征1、地表移动及移动盆地1）、地表移动：采用长壁垮落时，随采区面积的增大，岩石移动范围也随之增大。当采空区的面积扩大到一定范围时，岩层移动发展到地表，使地表产生移动与变形，这一活动称为地表移动。2）移动盆地：当采煤工作面采完，地表移动

3、稳定后，采空区上方地表形成沉陷区域，形成一个中间下沉近似相等，边缘下沉量少的一个移动盆地。（煤层水平，矩形的采空区，地表呈椭圆形，以10mm下沉为界）图23-2。2、移动盆地的形成过程及种类1）形成过程1、2、3非充分采动；4充分采动；5超充分采动2）种类：三种，非充分采动、充分采动、超充分采动3、移动盆地的主断面及其特征1）主断面：最终移动盆地的最大下沉点沿煤层走向或倾向作断面，称为移动盆地的主断面。有走向主断面和倾向主断面。2）特征：在主断面上，用各种夹角来表示其特征。（1）边界角：在充分采动或接近充分采动的条件下，以下沉值为10mm

4、的点作为边界点（移动盆地主断面上）a，将a与采空区边界点b连线，与水平线在煤柱一侧的夹角为边界角；当地表有松散层时，以松散体上部下沉10mm处开始，先将边界点沿松散层移动角的方向投到基岩面上作为a点。边界角分走向边界角δ0，下山边界角β0，上山边界角γ0，急倾斜煤层的底板边界角λ0。（2）移动角：在充分采动或接近充分采动的条件下，利用移动盆地主断面上实测的倾斜曲线，曲率曲线和水平曲线，分别求出移动盆地外边界的倾斜值i=3mm/m，曲率值k=0.2×10-3m-1或水平变形值ε=2mm/m，取其中最外边的一点作为a点与采空区边界点b连线，与

5、水平线在煤柱一侧的夹角为移动角；同样，当地表有松散层时，以其中最外边的一点沿松散层移动角的方向投到基岩面上作为a点。同样有走向移动角δ，下山移动角β，上山移动角γ，急倾斜煤层的底板移动角λ。（3）裂缝角：在充分采动或接近充分采动的条件下，在移动盆地主断面上，盆地最外侧的裂缝至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。同样有走向裂缝角δ〞，下山裂缝角β〞，上山裂缝角γ〞，急倾斜煤层底板裂缝角λ〞。（4）充分采动角：在充分采动或超充分采动的条件下，根据移动盆地主断面上实测曲线，取盆地中心或盆地平底边缘点与采空区边界连线。下山充分采动角ψ1，上

6、山充分采动角ψ2，走向充分采动角ψ3。图23-5。（5）最大下沉角：在移动盆地的倾斜主断面上，地面最大下沉点不在中间，而是在下山方向偏移一定距离，其实际最大下沉点与采空区中间点的连线与水平线的夹角（锐角）为最大下沉角,图23-6（a）；超充分采动时，用充分采动角线的交点与采空区中间点的连线。23-6（b）一般情况下，：煤层倾角；：开采影响的传播系数；一般=0.5～0.8三、地表移动和变形的类型及规律在移动盆地内，除最大下沉点（或区间，即在超充分采动情况下的最大下沉区间），其余各个部位均指向采空区，有垂直量，有水平量，地表会出现各种不同的变

7、形。1、主要参量1）下沉（W）：地表移动的铅直分量，mm；2）水平移动（U）：地表移动的水平分量，mm；3）倾斜（i）：地表单位长度内下沉的变化量，mm/m；（分子为下沉值之差，分母为两点间距）即：，或4）水平变形（ε）：水平变形之差与间距之比。，或5）曲率（K）：地表单位长度内倾斜值的变化量。△X为i1范围的中心点与i2范围的中心点之间距离；2、地表移动和变形规律。（图23-9）下沉曲线，倾斜曲线（左为正，右为负），曲率曲线，水平移动曲线（左侧正，右侧负），水平变形曲线（拉伸为正，压缩为负）。3、采动过程中地表移动和变形发展规律1）地表

8、各点随开采位置不同，其移动方向不同。工作面接近点B时，B向工作面方向移动（与推进方向相反），当工作面通过B时，远离B点，B向工作面方向移动2）（与推进方向一致）。（图23-10）2）地表下沉的