开采损害与环境保护2充分和非充分采动及移动盆地特征.ppt

四、地表移动盆地主断面及其移动变形规律 1.地表移动盆地主断面 地表移动盆地内各点的移动和变形不完全相同，但在正常情况下，移动和变形的分布是有规律的。 在移动盆地内，下沉值最大的点和水平移动值为零的点都在采空区中心，因此，通过采空区中心与煤层走向平行或垂直的断面上的地表移动值最大。在此断面上几乎不产生垂直于此断面的水平移动。 通常就将地表移动盆地内通过最大下沉点（或者说移动盆地的中心）所作的沿煤层走向或倾向的垂直断面称为地表移动盆地主断面。其中沿煤层走向方向的地表移动盆地主断面称为走向主断面（图中的B-B），沿煤层倾向的地表移动盆地主断面称为倾向主断面（图中的A-A）。 移动盆地内主断面的个数，取决于最大下沉点的个数。 两个主断面：在走向和倾向均未达到充分采动的情况下，移动盆地为碗形，盆地内只有一个最大下沉点时。 多个主断面：若走向达到充分采动而倾向未达到充分采动的情况下，移动盆地是长方形为煤层走向方向的槽形盆地，此时只能做出一个沿走向方向的主断面，在倾向主断面上有若干个点的下沉值相等，通过其中任一点均可做出沿倾向方向的主断面。反之，若倾向达到充分采动而走向未达充分采动时，则可做出若干个走向主断面和一个倾向主断面，这种情况很少见。 无数主断面：在走向和倾向均达到充分采动的情况下，地表移动盆地为盘形，移动盆地会出现平底，通过平底内任一点均可做出走向主断面和倾向主断面，此时，可有若干个走向主断面和倾向主断面。 移动盆地主断面的位置一般在采空区的中间，但与采动程度和煤层倾角有关。在非充分采动情况下，通过采空区中心所作的平行于煤层倾向的垂直断面，即为移动盆地的倾向主断面。图7-17中O点是倾斜主断面上的最大下沉点。通过最大下沉点作平行于煤层走向的垂直断面，即为走向主断面。 最大下沉角:非充分采动时，地表移动盆地中心区的最大下沉点至采空区中心点的连线与水平线在下山方向的夹角。充分采动时，在松散层不厚情况下，可依据上下山充分采动角作两直线，其交点至采空区中点连线与水平线在下山一侧的夹角。 充分采动角:在充分采动条件下，地表移动盆地平底边缘点至采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。 * 开 采 损 害 与 环 境 保 护 Mining Damages and Environment Protection 2010国家级精品课程 开采损害与环境保护 山东科技大学资源与环境工程学院 第七章 开采沉陷的一般规律 第一节 地表移动变形的概念 第二节 地表移动盆地及其特征 第三节 地表移动和变形预计 第四节 山区开采沉陷的一般规律 二、充分采动和非充分采动 1.充分采动 指地下煤层采出后，地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值，此时的采动为充分采动。此后开采工作面的尺寸再继续扩大时，地表的影响范围相应扩大，但地表最大下沉值不再增加，地表移动盆地将出现平底。 充分采动区一般位于采空区中部的上覆岩层中，充分采动区内岩层各点的下沉值均达到了该地质开采条件下的最大值，岩层移动近似于平移，岩层移动结束后，各个岩层面仍保持原有的产状。 实际观测资料表明，当采空区的长度和宽度达到或超过1.2～1.4H0时(H0为平均开采深度)，地表就可以达到充分采动。 通常把地表移动盆地内只有一个点的下沉值达到最大下沉值的采动情况，称为刚达到充分采动，此时的开采称为临界开采，地表移动盆地呈碗形（如图7-10a）。地表有多个点的下沉值达到最大下沉值的采动情况，称为超充分采动，此时的开采为超临界开采，地表移动盆地呈盘形（如图7-11） 图7-10 充分采动时地表移动盆地示意图 a—刚达到充分采动时的地表移动盆地；b—超充分采动时的地表移动盆地 图7-11 水平煤层超充分采动时地表移动盆地示意图 2.非充分采动 采空区尺寸（长度和宽度）小于该地质采矿条件下的临界开采尺寸时，地表任意点的下沉均未达到该地质采矿条件下应有的最大下沉值，这种采动为非充分采动，此时地表移动盆地为碗形，或称其为有限开采（图7-12/13/14）。 工作面沿一个方向（走向或倾向）达到临界开采尺寸，而另一个方向未达到临界开采尺寸的情况，也属于非充分采动，此时的地表移动盆地为槽形（图7-15）。 非充分采动时的地表移动盆地示意图 水平煤层 倾斜煤层 图7-14 急倾斜煤层开采时的 地表移动盆地示意图 图7-15 槽形盆地示意图 三、地表移动盆地的特征 实测资料分析表明，地表移动盆地的范围远大于对应的采空区范围。盆地的形状取决于采空区的形状和煤层倾角。移动盆地和采空区的相对位置取决于煤层的倾角 水平煤层、充分采动移动盆地特征： （