地表裂缝

摘要： 榆神府矿区是陕北一个重要的原煤产地,煤炭开发利用规模大、强度高,但区内生态环境脆弱,采煤诱发的矿山地质环境问题尤为显著.为全面掌握榆神府矿区采煤地表裂缝“静”、“动”态发育规律、揭示其形成机理,以榆神府矿区的安山煤矿、柠条塔煤矿和小保当一号井的典型工作面为对象开展研究.研究结果表明:(1)地表裂缝分为台阶型、挤压隆起型、滑动型和拉张型4种类型以及“塌陷槽”、“平行并列”2种组合方式;(2)榆神府矿区地表裂缝平面展布规律具有相对统一性,而地表裂缝表现特征具有差异性,且与采深采厚比呈负相关关系;(3)极浅埋煤层开采、浅埋煤层开采以及中深埋煤层开采地表裂缝分别具有滞后回采位置1.0 m、超前回采位置8.5 m和滞后回采位置30.14 m的动态展布规律,且地表裂缝滞后距与采深采厚比之间存在多项式的函数关系;(4)边界裂缝和面内正向坡裂缝具有“只开不合”的活动特征,面内逆向坡裂缝具有“先开后合”的活动特征,面内平坦区裂缝则具有“先开后合再开”和“先开后合”两种裂缝活动特征,平均活动时间3.7~7.0 d;裂缝“先开后合再开”的活动受覆岩运移控制,“只开不合”和“先开后合”的裂缝活动受地表移动变形控制,而斜坡裂缝活动机理则与坡体滑移密切相关.研究成果可为榆神府矿区地表裂缝治理和生态修复提供指导.

摘要： 以柠条塔N1212工作面为研究对象,采用野外地表裂缝填图、裂缝动态监测以及数值模拟方法研究浅埋煤层开采地表裂缝发育规律及机理。结果表明:浅埋煤层开采地表裂缝发育程度高,以“台阶状”裂缝为主;面内裂缝平行间隔展布、间隔距离8~15 m之间;裂缝具有“先开后合”和“只开不合”2种活动特征;覆岩内部应力演化和破坏以“拱”型向前扩展,覆岩裂隙与地表裂缝相互贯通;地表裂缝超前产生及其活动特征与地表移动变形、地表“拉伸-压缩”变形转化、坡体滑移密切相关。

摘要： 为掌握浅埋缓倾斜煤层开采覆岩及地表裂缝发育规律和形成机理,采用野外实地调查、模拟实验和理论分析等方法,以羊场湾煤矿110207综采工作面为工程背景开展研究。研究表明:浅埋缓倾斜煤层开采诱发的地表裂缝发育特征明显。垂直回采方向裂缝呈弧形和直线形,平行间隔展布;平行回采方向裂缝展布于工作面两侧顺槽外侧,且工作面机巷侧裂缝发育范围大于工作面回风巷道侧。工作面顶板初次垮落步距60 m,周期性垮落步距平均为21.6 m,顶板以悬臂梁和铰接岩梁的形式重复破断活动;覆岩离层裂隙具有“产生—增大—减小—闭合”的演化规律,与竖向裂隙贯通后,导致导水裂隙带发育高度增大。地表裂缝具有动态发育和宽度动态变化2种动态规律,前者与覆岩周期性破断引起的地表动态下沉有关,后者则有“只开不合”、“先开后合再开”和“先开后合”3种活动类型,与地表岩土体复杂运移特征密切相关。倾向上工作面机巷侧(下山方向)裂缝发育范围大是煤层倾斜地表移动变形非对称偏移造成的。

摘要： 通过对大湾煤矿中井采区在开采过程中可能引发的地表沉陷、裂缝等地质灾害危险性进行分析评估研究,并预测其对河流、水库、铁路、公路、建筑物等的影响程度,提出了相应的地质灾害防治措施和建议。

摘要： 黄土沟谷区浅埋煤层开采地表非连续性的开裂损害,不仅引发了许多生态环境问题,也加大了生态修复难度,严重威胁着矿区生态安全。浅埋煤层开采地表非连续变形是特殊地质条件下覆岩破坏移动的结果,为更加系统地研究覆岩破坏对地表非连续性损害的影响规律,以陕北安山井田125203工作面为地质原型,采用离散元数值模拟与物理相似材料模拟相结合的方法,模拟分析了覆岩及地表破坏、岩块尺寸分布及力链演化等特征,揭示了覆岩力链演化对块体分布和地裂缝发育的影响规律,阐明了覆岩破坏块体对地表非连续损害的控制效应。研究结果表明:黄土沟壑缓坡地带浅埋煤层开采覆岩垂向变形与水平移动受地形影响较大;覆岩破坏形成双分层块体结构,分层界面距煤层底板11.0 m,下分层块体平均长度小于5.0 m,上分层大于5.0 m,覆岩块体平均长度随岩层至煤层底板距离的增大呈幂指数增长特征,地表块体平均长度由坡底至坡顶逐渐增大;下分层垮落压实的岩块结构和应力集中的力链结构,影响着上分层块体和力链的分布及地裂缝的发育,地裂缝平均间距与上分层应力集中点平均间距基本一致,主沟段顺坡、沟底和逆坡地裂缝平均间距分别约为下分层应力集中点平均间距的1.10倍、0.75倍和1.95倍,分别约为下分层岩块平均长度的2.93倍、2.00倍和5.18倍;“砌体梁”位移模型可以很好地描述下分层底部岩块的下沉移动过程和特征,进而反映覆岩块体的双分层结构特征和地表的损害效应。该研究结果可为黄土沟谷区浅埋煤层开采条件下沉陷控制与修复提供新的科学依据。

摘要： 在中兰铁路沿线的靖远北站附近开展大型试坑浸水试验,对该黄土场地浸水后的地表沉降规律、浸水湿陷范围和裂缝发育特征进行研究,试验历时166 d,其中观测场地初值4 d,浸水142 d,停水后继续观测20 d。测试结果表明:浸水完成后,该黄土场地的最大水平影响范围为距浸水试坑边缘28 m左右,根据最终地表沉降结果可将试验场地分为浸水湿陷区、显著湿陷区、轻微湿陷区和非湿陷区,其中浸水湿陷区(试坑浸水范围)和显著湿陷区(距浸水试坑边缘0~16 m)地表沉降较大,轻微湿陷区(距浸水试坑边缘16~28 m)的地表沉降较小。地表沉降过程可按其沉降速率变化分为加速沉降段、减速沉降段和匀速沉降段,其中减速沉降段是水分入渗和场地黄土发生湿陷的主要阶段,占浸水时间的81%,完成了最终地表沉降量的87.14%。整个地表沉降过程连续,无陡降现象出现;试验场地的地表裂缝呈环状逐渐向外扩散,大部分产生于浸水后70 d内且主要集中在显著湿陷区,地表裂缝的分布规律为近密远疏,靠近浸水试坑边缘的裂缝分布集中、发育程度较好,而距浸水试坑边缘较远处裂缝则分布稀疏且多为微裂缝。单一裂缝的变化规律为先迅速发育,后呈现逐渐闭合的趋势,其裂缝宽度和错台高度一般在10 d内达到峰值,之后随浸水时间的增长逐渐缩小。

摘要： 陕北煤炭大规模开采形成大量地表裂缝,直接对生态环境影响显著。以陕北典型地貌条件为研究背景,在选定典型工作面的基础上,开展不同采煤地表裂缝的野外地质调查、统计分析研究,对比不同地貌条件下采煤地表裂缝发育特征。研究结果表明,黄土沟壑区与风沙滩地区采煤地裂缝类型一致,均包括边界裂缝和平行裂缝。其中,平行裂缝风沙滩区有明显的充填弥合现象,黄土沟壑区弥合现象不显著。此外,黄土沟壑区平行裂缝展布不均匀,受黄土沟壑地貌影响显著。黄土沟壑区平均裂隙宽度为0.21m,而风沙滩区更小,平均裂隙宽度为0.10m。研究成果能够为陕北不同地貌条件采煤塌陷区治理提供关键参数。

摘要： 程庄煤矿范围内地表河流较为发育,水体下压煤情况较为严重,对矿井的正常生产衔接造成很大影响,对水体下采煤涉及的顶板覆岩开采的破环规律、顶板隔水层厚度、最大导水裂隙带理论发育高度、地表裂缝预计发育深度以及防水安全煤岩柱留设等关键技术进行了分析研究,为程庄煤矿9035工作面水体下采煤的安全合理性提供科学依据,研究成果对程庄煤矿条件类似矿井水体下采煤具有借鉴作用。

摘要： 针对地表沟谷发育排查难度大、精度低、大规模专项排查耗费人力物力且人员安全得不到保障等问题,采用无人机航测结合地表数字模型对地表裂缝进行测量观测,后期对地表裂缝进行充填。实践表面,该技术可提高地表排查的效率,对人力无法涉及的危险区域能够进行精确排查。

摘要： 基于长壁开采切顶短壁梁理论及其110工法,取消区段煤柱,通过切顶促进覆岩冒落,增大岩石的碎胀系数,填充采空区,减小地表下沉,通过现场观测、归纳分析,对沙曲一矿厚煤层4502工作面110工法和4306工作面传统121工法的地表裂缝分布进行观测比对,验证了110工法可减少台阶下沉,减轻地表变形和对地面构筑物的影响,可供相似条件下开采参考。

摘要： 锚固支护技术是发挥地层自承能力的一种主动支护技术,本文从锚固支护基坑变形机理出发,认为锚固支护基坑产生的地表裂缝主要有三种类型,每种类型与锚固支护结构的变形特征具有内在的联系;建立了锚固支护基坑产生的地表裂缝产生与其侧向变形的关系,对于不同的土层,当其最大水平位移量达到一定值时,必然在地表引起裂缝.引起基坑变形较大的主要原因有三种,即预应力较小、岩土体的流变变形和前部锚固段退化为自由段等原因.根据变形与刚度的关系,在锚固支护结构中提出了“效应刚度”的概念.当预应力锚杆(索)的预应力较小时,其产生的“效应刚度”就小,引起的变形就大,从而导到基坑的地表产生裂缝.

摘要： 为了探索浅埋煤层群开采减缓煤柱集中压力并实现地表均匀沉降和地表裂缝耦合控制,通过物理模拟和数值计算揭示了煤层群开采中不同区段煤柱错距的间隔岩层破断规律、煤柱集中应力分布规律、覆岩和地表裂缝发育规律及地表沉降规律,掌握了不同区段煤柱错距与煤柱应力集中及覆岩裂隙演化的关系.研究得出,根据煤层间岩层的破断规律,确定合理的上下煤层区段煤柱错距,可避免上下煤层区段煤柱间的集中应力叠加和煤柱支撑影响区的岩层非均匀沉降,实现煤层群开采的应力和裂缝耦合控制.建立了浅埋煤层群开采的煤柱群集中应力和地裂缝控制模型,得出了避开煤柱集中应力和实现地表均匀沉降的耦合判据,揭示了减缓煤柱群集中应力和实现地表均匀沉降的机理.研究结果可为浅埋煤层群安全绿色开采提供理论依据.

摘要： 煤矿工作面上方地表经常会出现一些裂缝,确定地表裂缝的分布、宽度及其与水平变形之间的关系,有助于对其引起的地面破坏进行预防和治理.通过对现场实测的裂缝分布情况的研究,得到了裂缝在平面上的分布形态、裂缝在宽度上的分布规律和裂缝与开采引起的地表变形的关系,并给出了相应的拟合公式.研究表明:开采引起的裂缝宽度与水平变形之间存在密切的相关;裂缝区与拉伸变形区对应;裂缝区裂缝宽度之和总是小于水平变形之和,仅有部分水平拉伸变形可以通过地表裂缝反映出来.

摘要： 蔚州矿区单侯煤矿的二采区6208工作面在村庄保护煤柱外进行常规开采过程中,工作面靠近村庄一侧的地面裂缝发育范围出现了异常的扩大,并引起了地表裂缝扩大区的村庄建筑物出现了严重的损坏.通过对地表裂缝发育的位置、延展特征进行的详细分析,结合研究区域地表裂缝规律、开采条件及地层状况等,确定了6208工作面靠近村庄侧的综合裂缝角,采用类比、排除等方法对地面裂缝发育及村庄损害范围扩大的成因进行了深入研究,得出结论:在单侯煤矿6208工作面东北侧为逆断层上盘的断裂带发育区,断层带区域岩层破碎,致使岩层整体硬度降低、结构松散,进而改变了原有的采动影响传播规律,造成了地表裂缝发育及村庄建筑物损坏范围扩大.

摘要： 本文以某工程滑坡为例,根据对地表裂缝简易监测结果分析,为滑坡的具体成因分析起到了关键的作用,得出了前缘开挖形成的临空面,导致斜坡内地下水快速排泄改变形了坡体内地下水动态,是滑坡形成的主要原因,为滑坡治理提供了指导方向。

摘要： 黄土沟壑区采动地表裂缝破坏是开采沉陷的主要灾害之一.通过黄陵矿区一号煤矿302、303工作面开采地表观测数据和地表裂缝破坏分布规律分析,得出采动地表裂缝动态发育过程中岩层连续移动变形、裂缝产生及缓慢发育、裂缝剧烈发育、裂缝稳定4个阶段.表明基岩厚度、黄土覆盖层厚度、开采高度、黄土沟壑切割地形是控制地表产生裂缝破坏程度的主要因素.给出了黄陵矿区开采条件下采动地表裂缝破坏机理为基岩受水平变形而产生拉伸破坏,基岩变形在土层中以块体形式传递,水平变形的集中释放导致地表裂缝产生.

摘要： 王村煤矿按设计的侯西铁路保护煤柱开采后地表出现了大量裂缝,导致侯西铁路局部路段的路基产生下沉开裂,影响了路基的稳定及列车的安全运行.为确保王村井田内侯西铁路保护煤柱设计的科学、合理,对地表产生裂缝的原因进行了分析,主要由于该区域采深小、基岩薄、第四系黄土层塑性小等特殊地质条件,以及13506工作面开采后区段煤柱垮落,达到充分采动,从而导致地表移动变形加剧,地表裂缝比较发育.并根据分析结果对铁路保护煤柱进行了重新划定.

摘要： 本文通过黄土隧道浅埋段施工,对浅埋段地表下沉进而产生裂缝从主动预防、被动控制、前期准备和过程管理控制,进行了原因分析和综合治理等方面进行了详尽的阐述,对黄土隧道浅埋段施工具有一定的参考价值.

摘要： 根据地表水调查情况,结合水质化验和岩层富水性资料,分析查明常村煤矿二二盘区采空区积水水源,计算采空区积水量;结合二二盘区边界地质构造F3和F8断层的勘探及揭露资料,论证二二盘区采空区积水对相邻盘区采煤影响程度;按照防治水规定计算留设防水煤柱,并从地表涧河水和南露天矿坑水两个补给水源以及地表裂缝塌陷导水通道和排水系统改造以及防水煤柱几方面提出防治对策,较好地防治了二二盘区采空区积水,促进了矿井安全生产.

摘要： 煤炭是我国主要的一次性消费能源,占能源消耗的50％以上,关乎国民经济的持续发展.煤炭的大规模开采和利用,产生巨大经济效益的同时也给矿区环境造成了不可磨灭的影响.其中地面塌陷是煤层开采后对地表最直观的一种破坏形式.这种地表变形破坏不仅对矿山工程本身造成影响和危害,还会导致地面建筑物基础开裂、倒塌、甚至整体陷落,造成交通路线扭曲断开,引起水利或农业设施破坏等一系列严重后果,给工农业生产带来严重威胁.

摘要： 本发明涉及一种探测地表采动裂缝的方法，包括以下步骤：首先，建立地表采动裂缝的解译标志；然后，获取研究区的遥感影像与采空区矢量图，对遥感影像进行预处理及分类，得到矿井口位置，作为佐证采空区和工作面的逻辑信息；将遥感影像、采空区矢量图与工作面矢量图叠加，生成缓冲区图，划定地表采动裂缝存在范围并通过裁剪提取该区域；根据解译标志对该区域进行高通滤波和方向滤波，弱化非地表采动裂缝；再利用区域生长法得到疑似地表采动裂缝，对其进行概率分级，获取最终地表采动裂缝，采集其坐标位置。该方法可精准识别地表采动裂缝，为土地复垦、生态修复提供重要基础数据，也可为损害赔偿、裂缝治理提供科学依据和技术支撑。

摘要： 本发明涉及一种浅埋煤层地表采动裂缝多指标综合评价方法，包括地下采煤工作面与地表采动裂缝相对空间关系的获取；地表采动裂缝基本参数、动态变化特征及其与地下采空区贯通程度的观测及数据处理；地表采动裂缝各评价指标值的统计整理；地表采动裂缝类型的划分；地表采动裂缝多指标综合评价值的确定；浅埋煤层地表采动裂缝地表采动裂缝分类分级综合评价。上述方法在浅埋煤层地表采动裂缝评价中综合考虑地表采动裂缝基本参数、动态变化特征及其与地下采空区贯通程度，选取多个定量指标，对浅埋煤层地表采动裂缝进行分类分级评价。该方法操作步骤简单，准确性更强，具有广泛的适用性和实用性。

摘要： 本发明公开了一种用于模拟制造地表采动裂缝的装置，其包括至少两个相邻的可伸缩单元和至少一个防漏网，其中，所述可伸缩单元包括支撑底板、可伸缩支柱和支撑顶板，所述可伸缩支柱的一端与所述支撑底板的中心固定连接，另一端与所述支撑顶板的中心固定连接且相邻的可伸缩单元的支撑顶板之间通过防漏网连接。本发明还公开了一种模拟制造地表采动裂缝的方法和一种用于研究地表采动裂缝与植被生长状况相互影响关系的现场实验方法。本发明的方法能够模拟各种开采情况下覆岩及地表的移动变形情况，模拟效果直观、与现场气候及生态环境一致，且实验条件稳定易控制，便于探究地表采动裂缝与植被生长状况的相互影响关系。

摘要： 本发明公开了一种基于无人机影像的矿区地表裂缝参数提取方法，包括以下步骤：采用仿地飞行作业方式获取矿区地表的影像数据；选取带有裂缝的影像数据，并对该类图像进行处理；采用标注工具对预处理得到的图像进行裂缝标注，作为训练样本；利用标注得到的训练样本对模型进行训练，得到基于矿区地表裂缝分割模型；利用训练得到的网络模型对待检测图像进行图像分割处理；依据无人机镜头、飞行高度等相关参数估算影像的分辨率，基于影像分辨率计算得到裂缝真实的长度、矿都、面积等相关参数。本发明实现了裂缝参数的无接触测量，提高了作业效率，去除了人工判读，裂缝识别精度高，裂缝信息提取准确，且该方法的适用范围广，普适性强。

摘要： 本发明提供了一种工程地质地表裂缝深度测量装置，包括两个U型架，两个U型架对称设置，两个U型架内壁均滑动连接有移动板，两个移动板之间可拆卸连接有一个固定架，固定架上表面固定连接有双轴电机，每个U型架上表面均连接有固定齿条，双轴电机两个输出端均与固定齿条相啮合，固定架底部固定连接有伸缩气缸，伸缩气缸活塞端固定连接有调节板，调节板远离固定架的一侧设置有伸缩机构，伸缩机构远离调节板的一侧连接有移动安装架，移动安装架内顶部固定连接有测量仪，本发明可带动固定架整体沿U型架的长度方向也就是裂缝的走向对裂缝深度进行测量，可在长度方向平稳连续进行测量，保证了测量所得数据的准确性。

摘要： 本发明涉及地表裂缝清洁技术领域，更具体地说，是一种桥梁施工用地表裂缝清洁装置，包括底座、一组万向轮以及一组驱动轮，一组万向轮以及一组驱动轮均活动设置在底座上，所述清洁装置还包括：推杆，设置在底座上；回收箱，设置在底座上；以及清洁系统，设置在底座上且与回收箱连通，用于吸收地表裂缝中的灰尘；本装置的吸尘范围不断改变，能够避免出现吸尘死角的情况，而且吸尘头合拢的过程中，能够增加局部区域内的吸尘强度，提高吸尘效果。

摘要： 本公开提出一种地表裂缝定位方法、装置及电子设备，方法包括：获取基于RTK技术采集的待测地表的裂缝数据，并根据裂缝数据确定待测地表的实际裂缝信息，并判断实际裂缝信息是否符合理论裂缝信息，其中，理论裂缝信息与待测地表的地质情况相关，以及在实际裂缝信息符合理论裂缝信息时，根据实际裂缝信息确定待测地表的裂缝位置，否则重新采集裂缝数据，能够引入地质情况的理论信息对实际裂缝测量结果的准确性进行判断，因此可以避免裂缝漏测的情况发生，此外采用RTK技术还可以提高测量的精度。从而提升地表裂缝定位的准确性。

摘要： 本发明涉及裂缝修复技术领域，且公开了一种采煤塌陷区地表裂缝修复装置，包括设置有注浆机构的车体，所述车体上连接有用于挤压地表面的左压板和右压机构，所述右压机构与车体之间设置有第一高度调节机构，所述左压板和右压机构之间设置有顶挡板和两个侧挡板，所述顶挡板通过软带与左压板和右压机构相连接，所述侧挡板的一端与左压板固定连接，另一端与右压机构滑动密封连接，所述左压板、右压机构、顶挡板、软带以及两个侧挡板之间合围成阻浆空间。本发明对裂缝进行灌浆时，即使面对裂缝两侧的地表面高度不同的情况，也可通过阻浆空间对浆料进行阻挡，防止浆料从高度较低的地表面流出至外部，以避免浆料的浪费。

摘要： 本发明提出了一种斜坡地表变形裂缝自动识别与信息提取方法及系统，涉及数据识别技术领域，包括以下步骤：采集目标裂缝的航拍影像并生成目标裂缝的多维影像数据；对多维影像数据进行数据预处理；基于数据预处理后的多维影像数据进行裂缝特征识别并提取以得到裂缝结果；将裂缝结果进行数据修复与再滤波以得到修复数据；对修复数据进行成果提取以得到目标裂缝的成果信息；本发明通过构建基于三维点云与图像数据融合的裂缝自动识别与信息采集方法体系，解决了目前单一的遥感数据识别技术的缺陷，以及地表裂缝空间分布的尺度效应问题，能够有效剔除繁杂噪点的同时最小程度减少真实裂缝的损失，使得裂缝提取准确率增加，提取结果更加真实可靠。

摘要： 本实用新型属于矿山地质技术领域，尤其为一种采煤黄土塌陷区地表裂缝修复的装置，包括装置主体，所述装置主体顶端安装有液压钻探器，所述液压钻探器前端设置有注浆口，所述液压钻探器尾部安装有柴油机，所述柴油机尾部安装有储浆桶，所述储浆桶两侧设置有加压泵，所述加压泵尾部设置有控制台，所述装置主体底部设置有传动系统，所述传动系统两侧安装有传动轮，所述传动轮外围安装有履带；本实用新型的采煤黄土塌陷区地表裂缝修复的装置，利用液压钻探器和注浆口可很方便的完成修复工作，利用液压柱和钻头可对深度塌陷的位置进行深度钻探并开挖，使传动轮和履带能够极大提升装置的抓地力，保证了装置主体在塌陷区内的稳定移动。