地质构造对采煤沉陷的控制作用研究

摘要

为了进一步完善“构造控灾”理论体系，本文从典型煤矿区的地质条件和开采实际出发，在以往研究成果的基础上，通过理论分析和计算机数值试验，重点研究单斜构造的地层倾角、褶皱构造形态及其翼间角、正断层倾向和倾角及断层组合对采煤沉陷的控制作用。研究工作取得以下主要结论： (1)在同样强度的开采扰动下，覆岩因地层倾角的不同而反映出不同的采煤沉陷特征。近水平煤层采空区顶板的中部拉应力明显集中，地表破坏形态为对称的下沉盆地；缓倾斜和倾斜煤层，拉应力相对集中于采空区上山方向，压应力集中于下山方向，地表最大下沉位置向下山方向偏移，地表破坏形态是非对称的下沉盆地；急倾斜煤层对地表的破坏主要发生在煤层顶板，随着采空区范围向下延伸，采空区上部未采煤体及煤层顶板向下垮落并顺层滑移，在地表沿煤层走向方向形成半地堑式塌陷坑。 (2)背斜构造具有拱的形状，象拱桥一样，可以承受较大的载荷，因而采煤沉陷幅度较小；向斜构造与背斜弯曲方向正好相反，其转折端的残余构造张力与采动引起的张力迭加，更容易造成采空区顶板的破断与冒落。背斜构造采煤沉陷的影响范围最大，向斜构造采煤沉陷的影响范围最小，水平煤层采煤沉陷的影响范围介于前两者之间。背斜构造翼间角与采煤沉陷盆地最大下沉值呈正相关关系，向斜构造翼间角与地表最大下沉值负相关。 (3)断层破坏岩层的连续性，弱化覆岩力学强度，容易引起应力集中，因而有利于采煤沉陷的发生与发展。当岩体内有断层发育时，断层成为覆岩移动的界面，断层露头处易形成台阶状下沉，地表形成不连续沉陷盆地。在一定的开采强度下，开采断层上盘容易形成范围较大但幅度较小的采煤沉陷。随着断层倾角增大，在断层露头处的地表移动变形增大。在相同的开采强度下，开采地垒组合区断层下盘煤层时，容易形成范围较小但幅度较大的采煤沉陷。

目录

文摘

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1绪论

2单斜构造对采煤沉陷的控制作用

3褶皱构造对采煤沉陷的控制作用

4节理对采煤沉陷的控制作用

5断层对采煤沉陷的控制作用

6结论

致谢

参考文献

附 录