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开采沉陷的主要控制因素

http://www.kq81.com 时间:2012/12/8 15:38:27 来源:本站原创 点击次数:711

  开采沉陷是多种因素综合作用的结果.其制约条件报多,主要包括两大方面:一是自然因素,即矿区自然的地质、地形地貌条件;二是人为因素,即人为开采技术条件。
  (一)自然因素
  (1)煤层埋藏条件因素
  a.煤层埋深愈大(即开采深度愈大),变形扩展到地表所需的时间愈长,地表变形值愈小,变形比较平缓均匀,但地表移动盆地的范围加大,如潞安矿区和阳泉矿区。
  b.煤层厚度愈大,开采空间愈大,会使地表变形值增大,如大同矿区、潞安矿区和晋城矿区等。
  c.煤层倾角大时,使水平移动硫增大,地表出现地裂缝的可能性增大,盆地和采空区的位置便不柏对应.
  d.松散覆盖层的厚度及性质。松散覆盖层越厚,地表变形值越小,但地表移动盆地范围加大,如潞安矿区。松散覆盖层主要为郭性土时,期地表出现地裂缝的可能性增大。若松散搜盖层主要为粉土,则出现中小型地面沉陷坑的可能性增大.
  (2)地质构造因素
  a.煤层产状。煤层倾角平缓时,盆地位千采空区正上方,形状对称于采空区;矿层倾角较大时,盆地在沿矿层走向方向仍对称于采空试,而沿倾角方向,随着倾角的增大,盆地中心愈向倾斜的方向偏移。
  b.岩层节理裂隙发育,会促使变形加快,增大变形范围,扩大地表裂缝区。
  c.断层会破坏地表移动的正常规律,改变移动盆地的大小和位皿,断层带上的地表变形更加剧烈。
  (3)岩性因紊
  a、上班岩层均为坚硬、中硬、软弱岩石层或其互层时,开采后容易冒落,顶板随采随冒,不形成悬顶,能被日落岩块支撑,并继续发生弯曲下沉与变形而直达地表。若开采
  深度较小时,胃落带、断裂带可直达地表,地表产生非连续变形,以太原西山矿区、阳泉
  矿区、征西矿区、晋城矿区等最为普遍。
  b.如银岩中大部分为极坚硬岩层时,顶板大面积暴露,矿柱支承强度不够时,当采
  空区达到一定面积之后,其上方的厚层状极坚硬班岩发生直达地表的一次性突然冒落(即切冒型变形),地表则产生突然塌陷的非连续变形。像大同矿区上覆岩层中有强度很大很厚的砂岩,采后顶板长期缓慢下沉,甚至不移动。当采空区面积达到几万、几十万平方米时,才会发生大面积冒落,从而引发塌陷地震。
  c.如覆岩中均为极软弱岩层或第四纪松散层时,顶板即使是小面积暴露,也会在局部地方沿直线向上发生冒落,并可直达地表,这时地表出现翻斗型场陷坑,如阳泉矿区孟县一带,煤层埋深在30-90m,易形成确斗型塌陷坑。
  d.如覆岩中仅在一定位置上存在厚层状极坚硬岩层,顶板局部或大面积暴露后发生冒落,但冒落发展到该极坚硬岩层时便形成悬顶,不再发展到地表。这时地表产生缓慢的连续塑变形,在大同矿区和其他矿区太原组下部媒层开采时,山干坚硬砂岩或石灰岩层形成悬顶,较小采空区地表变化不明显。
  e.如覆岩中均为厚层状极坚硬岩层,顶板局部或大面积暴露后发生冒落而发生弯曲
  变形,地表只发生缓慢的连续型变形。
  f.厚且塑性大的软弱岩层,覆盖于脆硬岩层上时,后者产生破坏,会被前者缓冲或掩盖,软岩层像缓冲垫一样,使地表变形平缓,如潞安矿区王庄矿、漳村矿、常村矿等皆为该类型。反之,上覆软弱岩层较薄,则地表变形会很快,并出现裂缝,如潞安矿区石节矿五阳矿等。袋层软硬相间,且倾角较大时,在接触处常出现离层现象。地表第四系堆积物愈厚,则地表变形值越大,但变形平缓均匀。量达到最大,周而下沉系数也较大。
  用充填法采煤,对祝岩的破坏较小二般只引起开裂性破坏而无日落性破坏,能够减小地农移动掀,并使地表移动和变形更为均匀。
  破坏支排法管理顶板,一般是在顶底板岩层比较坚硬的情况下采用。从影响覆岩破坏
  来行看,煤柱支撑法管理顶板有两种悄况:一种是保留的煤柱面积较大,煤往能够撑住搜岩的全部重量,使其不发生破坏,如条带法、房柱法等;另一种是保留的煤柱面积较小,煤柱支撑不住顶板,如刀柱法等,当采空区扩大到一定范围后,刀柱被压垮,覆岩发生冒落和开裂性破坏。在煤往未能支撑住顶板的情况下,覆岩破坏状况和最大高度几乎与垮落法管理顶板的效果一样,地表下沉童明显增加,大同矿区即为这种情况。
  (二)人为因素
  地表变形范围与人工采空区的宽度有密切关系。在煤层埋深不变情况下,采空区宽度
  越大,形成的地表影响范围就越大。

[1]


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关键词: 开采|沉陷|主要因素
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