采空区地面沉降、塌陷的特征 理工类专业有哪些

作者&投稿:爱新觉罗索 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

三号井始建于1968年,1978年投产使用,开采的层位为石炭系太原组的一1煤层,设计生产能力45×104t,采用竖井水平开拓,回采方式为沿走向长臂双翼回采,采空后的处理采用崩落法。1983年该井田开始对一1煤上覆的二叠系山西组的二1煤进行开采。目前,该井田的一1煤已基本采完,仅剩下少数巷道煤柱(保安煤柱)储量,二1煤为现在主采层位。据此可以认为,三号井田现属于二次采动类型,采空区分布如图3.3所示。

图3.3 采空区分布图

由于开采历史较长,该井田一直存在不同程度的地面沉降塌陷问题,给当地农民的生产和生活造成严重危害,2005年前后郑州市矿务局组织工程技术力量在磨盘山一带的12090、14090采区(即2004年以前的采空区)进行了较彻底的土地整理平复工作,掩埋了先前地面形变的痕迹。然而,2007年本项目组野外调查发现,该井田沉降塌陷仍继续发育,已平复的土地又出现新的裂缝、塌坑。

现场调查资料表明,到2007年为止,三号井田采空区仍对地面变形有明显影响。由地面变形展示图可以看出(图3.4,图3.5):

1)目前沉降塌陷区涉及的范围为东经113°04'32.3″~113°05'47.9″,北纬34°43'27.7″~34°43'56.6″,东西总长度约2km,南北总宽度0.8km,所处位置与三号井田二1煤的整个采区基本叠合。

2)按地裂缝、黄土塌坑的规模和数量,沉降塌陷区大体可分为两个中心或两个密集地带。一个密集带位于14110、14090采区;另一个密集带位于12090、12110和12200采区。这两个密集带有一个共同特点,即均为近两年(2005~2007年)回采区及其与早年采空区的交接部位。其外围地段因回采时间较早,变形痕迹现已人工掩埋,且未受到近期回采活动的明显扰动,地表仅偶见分散且规模较小的地裂缝和黄土塌坑。

图3.4 峪沟曹家洼一带塌陷区地裂缝及塌坑平面展示图

图3.5 大峪沟磨盘山一带塌陷区地裂缝及塌坑平面展示图

3)密集带内以地裂缝为主,黄土塌坑为次。现场观察发现黄土塌坑一般较分散,无明显方向性,且都与地裂的明缝或暗缝相连。结合黄土湿陷性我们认为,这些黄土塌坑不是采空区塌陷的直接产物,而是大气降水沿地裂缝贯入而形成的落水洞。它们的存在对于判断地下暗缝及其规模有重要意义。

4)密集带内地裂缝的发育特点不完全一致。

第一密集带位于磨盘山一带(14110、14090采区),地裂缝大致可分为两组(表3.1,表3.2):一组为近南北走向,与煤系地层的倾向大体一致,为该地段数量最多、规模较大者。每百米长度裂缝条数可达数十条,裂缝两盘错距一般为数厘米至几十厘米,最大者可达0.8m,可见裂缝发育深度为十几厘米至1m,最深者可超过2m,裂缝的地表张开度(缝宽)大多为几厘米至十几厘米,最宽者可达30余厘米。值得注意的是,这一组裂缝排列有序,以2007年回采区为中心,西侧发育的裂缝由西向东依次错落,东侧裂缝则由东向西错落,显示出东西向变形的对称性以及与采空放顶时间先后的对应性。

另一组地裂缝的走向大体为东西向,与坑道掘进、回采的长臂前进方向大体相同。该组裂缝密度相对较小,大多分布于沉陷区的南北边界,错距和可见深度也小于第一组。

除上述特点外,无论是第一组还是第二组裂缝都有一个共同之处,就是在地面上的延伸长度受地形起伏的制约。虽然个别裂缝可穿越黄土台阶,但大多数延伸到黄土阶梯的陡坎处会戛然而止。这说明地裂缝的形成不完全“植根”于基岩断裂,或者说不是基岩裂缝延伸到地表的结果,而是在基岩破碎下沉的宏观作用下,受黄土盖层厚度差及其地形微起伏的临空面的控制,应力释放的结果。上述两组裂缝组合,在平面上形成沉降塌陷明显的槽状地带。

第二密集带位于曹家洼附近(12090、12110、12200采空区),规模相对于第一密集带要小。裂缝的数量及走向的方向性规律不强,其走向大体可归纳为北西、北东和近东西三组。

一组为近东西向,与煤系地层的走向、坑道掘进、回采的长臂前进方向大体一致,为该地段数量最多、规模较大者。该组裂缝发育长度长、深度深,宽度大,对地表破坏严重。裂缝发育长度一般可达十几米至四十几米,且有4条大于50m,可穿越5个高差大于3m的黄土陡坎,一直延伸,可见深度大于3m。该组裂缝错距一般为数厘米到几十厘米,最大可达50cm,地表张开度大多为几厘米到几十厘米,最大宽度可达110cm。

另外两组走向为北西和北东,裂缝较分散且规模较小,发育长度、深度、错距都小于第一组。

值得注意的是,该密集带内裂缝多发育在回采工作面的边界周围,而非回采工作面之上,这是由于回采工作面边界周围内外边缘区,地表虽然下沉较小,但变形多为水平拉伸和不均匀沉降,有利于裂缝的发育。密集带内塌坑发育较多,无明显的方向性,分析认为是大气降水沿地裂缝贯入而形成的落水洞。



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  理工学科是指理学和工学两大学科。理工,是一个广大的领域包含物理、化学、生物、工程、天文、数学及前面六大类的各种运用与组合。
  理学
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  工学
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答:4、地面积水出现冒气泡、水泡、旋流等。5、动物惊恐。怎样预防地质灾害地面塌陷 1、采取措施减少地表水的下渗。2、合理采矿,预留保护矿柱,充填采空区。3、加强采空区的地质工程勘察工作。4、防治结合,加强工程自身防护能力...

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