[科普中国]-地表移动曲线

地表移动是一个复杂的时空发展过程。发展过程中的规律称动态规律，移动终止后的规律称静态规律，后者研究较多。用垮落法管理顶板开采缓倾斜矿层时，按顶板岩层移动、变形和破坏特征划分为：冒落带、断裂带和弯曲下沉带(见长壁工作面地压)。

地表移动曲线介绍岩层移动稳定后，在采空区上方地表沉陷；形成下沉盆地，其范围大于开采面积。若开采面积为矩形，则地表下沉盆地近似椭圆形。在下沉盆地内各点的移动量不相等，移动方向指向盆地中央。在通过下沉盆地中心沿矿层走向和倾向的垂直断面（主断面）内，若以水平线表示采前地表状态，则采后的地表状态见图1b[水平矿层非充分采动条件下地表移动与变形分布]。图中箭头（4～4，5～5）表示地表点位移向量。其竖向分量[720-99]称下沉，水平分量称水平移动。相邻点下沉量不等,形成地表的倾斜和曲率变形;相邻点水平移动量不等,形成地表水平变形，如拉伸或压缩。图1a[水平矿层非充分采动条件下地表移动与变形分布]中曲线分别表示主断面内的倾斜、曲率、水平变形 (和[720-99]及的分布规律1。

下沉盆地的移动分布特点与采空区宽度有关。当采空区宽度为开采深度的1.2～1.4倍时，称临界开采，地表达到充分采动，下沉盆地中央出现应有的最大下沉值。当采空区宽度小于开采深度1.2～1.4倍时，称次临界开采，地表为非充分采动，下沉盆地中央的最大值小于应有的最大值。当采空区宽度远大于开采深度的1.2～1.4倍时，称超临界开采，地表为超充分采动，下沉盆地中央出现平坦的无变形区（图2[ 水平矿层超充分采动条件下地表移动与变形分布]）。一般以下降10mm的点作为地表下沉盆地的边缘点。在主断面内地表下沉盆地边缘点至相应采空区边界点的连线与水平线的夹角称边缘角。用表示走向、 用和分别表示下山和上山方向的边缘角。边缘角大小与岩性有关。由软岩到硬岩，边缘角逐渐变大。在变形值达到对建筑物有损害处，划定为危险边界在主断面内,危险边界至相应采空区边界连线与水平线夹角称移动角。分别用[kg02]、、表示走向、上山和下山方向的移动角。移动角也随岩性而变化。边缘角与移动角用以表示地表下沉和危险变形边界。

在开采深度小、厚度大的矿体或煤层时，有时地表移动呈塌坑、台阶状断裂等不连续移动特征。地表移动的剧烈程度一般以地表下沉速度，即昼夜下沉量表示。一个地表点随回采工作面推进，由开始移动、逐渐活跃、然后衰落对缓倾斜和急倾斜煤层,分别以每月下沉50mm和30mm作为划分活跃阶段的标准。当 6个月内下沉量小于30mm时，规定为移动过程已经停止。地表移动持续时间与开采深度有关。采深为100～200m时,地表移动持续时间约为1～2年。深度大，地表下沉速度减小，持续时间更长。 影响移动主要因素 有采矿方法和顶板管理方法、岩性、采深、采厚、采空区大小及形状、矿层倾角、重复开采次数、地质构造、地层结构、水文地质条件及地形等。充填采矿法与条带法开采可使岩层与地表移动缓和并减小。

相关研究根据地表移动基本原理及褶曲构造矿层开采地表移动预计方法，给出了向斜构造和背斜构造矿层开采时的地表移动与变形曲线，总结出下沉盆地中地表沉陷的分布特征；从地表移动机理方面对三种基本构造形式的下沉曲线形态进行分析，合理地解释了产生曲线形态差异的基本原因；并给出了一些重要结论2。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所