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矿山地面塌陷与复垦 5.4.3.1 开采塌陷地表下沉和塌陷范围一般大于采空区面积。当采空区为长方形时,下沉塌陷盆地大致是椭圆形(图5-4)。椭圆盆地的范围与沿煤层走向方向的移动角δ、沿倾斜方向的移动角β、γ有关。不同倾角α的煤层,其下沉塌陷情况有所不同。煤层上覆岩层的物理力学性质对地表沉陷的影响甚大。在煤层倾角相同的情况下,移动角随岩石强度的增大而增大。一般情况下,基岩的移动角值为50°~90°,表土的移动角为45°~55°,因此,覆岩越坚硬,地表下沉范围越大。按覆岩性质区分的移动角数值如表5-3所示,利用表5-3数据以及所研究的矿井实际相关资料采用正规作图法,即可对相应煤层采动后地面塌陷范围做出预测。据陕西韩城象山煤矿实测资料分析,采空区面积在2ha时(即100m长的工作面推进200m时)是地表移动活跃期,大部分塌陷裂缝在此时产生。统计资料表明,地面塌陷面积与井下煤层开采面积之比平均值为1.2,塌陷体积与开采体积之比平均值为0.6~0.7,缓倾斜煤层,地表最大下沉深度一般为煤层开采总厚度的70%(表5-3)。图5-4 地下采煤地面沉陷示意图A—倾斜煤层;B—急倾斜煤层1—塌陷区;2—裂缝区;3—移动区;4—采空区;5—采空区水平投影面;6—移动边界线表5-3 。
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