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开采沉陷的主要控制因素 |
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| 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。 |
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