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一、开采沉陷的基本模式
1、 岩层移动形式和分带
②破裂带
位于垮落带之上,它主要由岩层离层和相对滑移而生成, 其厚度大体与垮落带相当 。垮落带与破裂带并无明显的分界限线, 其共同特征在于岩石运动的不连续性,破裂带高度通常用钻孔观测站来测定。垮落带、 裂隙带高度及发育情况,在水体下开采时尤为重要。
③弯曲带
从裂隙带往上直到地表,将发生大范围的移动和变形,但仍保持岩体原始结构而不破坏,其移动与变形连续、平稳而有规律。这种在自重作用下产生的弯曲变形区称为弯曲带。
当开采深度较大时,弯曲带高度大大地超过垮落带和破裂带之和,此时破裂带不达到地表,地表变形相对比较缓和。虽然地表 也会因为变形超限而产生地表裂缝, 然而它们一般不直通地下采空区,而在地下一定深度处尖灭。这与垮落带、破裂带直通地表有本质区别。
上述三种岩石移动形式和分带是在开采水平或缓倾斜矿层, 且开采深度较大时岩石移动和分带的基本模式。开采倾斜和急倾斜煤层、矿层时,除上述基本移动模式外,还有下面几种形式。
④岩石沿层理面方向滑移
在岩体倾斜成层条件下,自重方向不与岩层层面垂直。因此。在自重作用 下,岩体除发生垂直于层面方向的弯曲外,还产生沿层理面方向的顺层滑移,岩层倾角越大。顺层滑移也越显著,其结果使采空区上山部分岩石受拉,下山部分受压。在岩石塑性较大的情况下。导致上山方向岩层受拉变薄。下山方向岩层受压变厚。此类现象在研究相邻煤层群、 相邻矿层开采时很有意义。
⑤垮落岩石下滑
煤层采出后,采空区和垮落带为大小岩块所充满。如果矿层倾角较大,当继续向下开采形成新采空区时,上部老采空区的垮落岩石就可能下滑充填新的采空区。
垮落带岩石下滑之后 ,其上部破裂带岩石失去支撑而垮落,造成垮落带和破裂带向上发展,如果岩层倾角很大,上山开采边界距地表又很近,垮落带就可能向上发展直达地表,上山边界所留护顶矿柱会破碎下滑造成地表塌陷。
⑥底板岩石隆起
当底板软岩石软弱且倾角较大时, 在矿体煤层采出后,底板岩石将向采空区隆起。 某些遇水膨胀的岩石,在水作用下隆起更为严重,甚至底板会破坏。底板岩石移动有时能波及地表,在煤层露头以外形成微小的地表下沉。这类地表下沉一般不大,对地表建筑物的危害有限。
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