开采损害学课程讲义

第4章特殊条件下的地表移动变形估量重点：如何应用概率积分法的水平模型计算①倾斜矿层—水平地表条件下矿层开采引发的地表移动变形；②水平矿层—倾斜地表条件下矿层开采引发的地表移动变形；③开采引发山区地表移动变形的要紧特点。倾斜矿层开采引发地表移动变形估量方式倾斜矿层开采引发地表的移动变形特点：位移变形为非对称散布，盆地向下山方向取决于三个因素：(1)开采深度的转变；(2)倾斜引发的偏移；(3)矿层厚度的改变。开采深度的转变可将倾斜矿层沿倾斜方向划为假设干条块的水平矿层近似替代(图)。图倾斜矿层开采地表岩层移动形式图水平计算模型计算倾斜矿层开采时的分段元划分方式大量的实践说明，倾斜的阻碍能够用阻碍传播角来确信。如下图，通过阻碍传播角kkd=(Hh)tg9=Htg(kkk(4-1)k=替代后的水平条块开采矿层的开采深度Him和开采厚度m可用下式确信：Hu+HdHm=iii2iiHu—计算条块的上界采深；Hdiim=m条块沿倾斜方向的计算宽度l0.2H0(H0为开采域的平均采深)。 条块的宽度取ℓ=~(H0为平均开采深度)即可知足工程要求。各条块开采引发的地表移动变形可由半无穷开采叠加的方式来实现。关于整个开采域的开采引发地表任意点的移动变形，可由下式确信：i(4-5)Pixyi条块的开采引发地表任意点的移动变形值，如：下沉、倾斜、水平倾斜地表水平矿层开采地表移动变形估量要紧参数的确信山区及丘陵地形条件下的采动地表移动变形估量一样可由水平矿层水平地形的数学地表坡角的转变>开采深度在转变。要紧阻碍范围角近似于不变，地表坡角的转变>要紧阻碍半径的转变如图及图所示。sab)ZZr(x,z)BA(O,H)0x/r0Cr(x,z)cr0图山区地表条件下要紧阻碍半径的确信方式a)三维；b)平面1.要紧阻碍半径r(x,y,z)=r+(4-0tg""x00gg0z 与开采方向、地表坡角、地形有关s(4-9)b地表条件下的地表水平移动系数；倾斜地表条件下采动地表移动变形的估量由上述分析，在倾斜地表条件下的地表移动变形与水平地表条件下的地表移动变形sb移动变形半无穷下沉盆地平面问题的估量公式：(1)下沉：(2)水平移动：(4-10)"x"x(4-11)(3)倾斜：2i(x,z)=wmaxe_r2(x,z)2r(x,z)(4-12)(4-13)(4-14)实例分析m走向、倾斜设了两条观测线，进行了地表移动观测。应用式(4-10)~(4-14)和观测的地表移动参数进行估量，并与观测功效进行对照，说明估量与观测结果相吻合(如下图)。H(m)utwwwwA采动山区地表移动变形估量方式及矿层倾角等因素)简单地表形态下的移动变形估量方式简单地表形态>地表呈单一坡向或可由几个不同的单一坡向组成的地表形态>倾斜地表条件下开采水平矿层的估量方式由叠加来实现。关键点为：①计算地表各点要紧阻碍半径在转变；②要有实测的地表移动参数，专门是水平移动系数。水平移动系数的复杂地表形态下的移动变形估量方式与平地相较，采动引发山区地表移动变形增加了由滑动引发的附加量，由此可将山区地表移动变形的大体估量式给出[19]：(4-15)xcx沉、水平移动、倾斜、曲率和水平变形；采动和滑移分量引发的相应的移动与变形。依照文献[6][9]，由滑移引发的移动分量可由下式给出：Aw(x)=R(x)sin6(x))(4-16)(4-16)x的夹角(均由x轴正向顺时针计算)。x「1](4-17)(4-18)别表土层特性DxⅠⅡⅢⅣⅤ厚度2~5m的黄土耕地~~~~~滑移阻碍参数AABCD""""3求出采动山区地表移动变形值。1.应用水平计算模型计算