采空区地表移动和变形

地下矿层开采以后，在采空区上的覆盖岩层和地表失去平衡而发生移动和变形。大量的地表移动观测资料表明，当采深采厚比H/m ＞ 25～30，无地质构造破坏，且采用正规采矿方法开采的条件时，地表不会出现大的裂缝或塌陷坑，即出现的是有规律的、在空间和时间上是连续的地表移动和变形。当采深采厚比H/m ＜25～30，或虽H/m＞25～30，但地表覆盖层很薄，且采用高落式的非正规开采方法或上覆岩层受地质构造破坏时，地表将出现大的裂缝或塌陷坑，易出现非连续的地表移动和变形。

当地下开采的影响到达地表以后，在采空区上方地表就形成一个凹地，此凹地称为地表移动盆地。在既定采深的条件下，当采空区的长度和宽度均小于开采深度时，地表移动盆地呈碗状，地表不出现应有的最大下沉值，这时的采动称为非充分采动。当采空区的长度和宽度均分别大于或等于开采深度时，地表移动盆地呈盘状，地表出现应有的最大下沉值，这时的采动称为充分采动。当采空区的长度和宽度继续增大，使最大下沉和其他最大移动、变形不再增大，这时的采动称为超充分采动。

在充分采动的情况下，地表移动过程完成之后，地表移动盆地一般可分为三个区域，即中间区、内边缘区、外边缘区（图7-17）。

（1）中间区。位于采空区正上方，地表下沉均匀，地形平坦，一般不出现裂缝，地表下沉值最大。

（2）内边缘区。位于采空区外侧上方，地表下沉不均匀，地面向盆地中心倾斜，呈凹形，产生压缩变形，一般不出现明显裂缝。

（3）外边缘区。位于采空区外侧煤层上方，地表下沉不均匀，地面向盆地中心倾斜，呈凸形，产生拉伸变形，当拉伸变形值超过一定数值后，地表产生张裂缝。

图7-17　地表移动盆地

地表移动盆地的范围要比采空区面积大得多，与采空区的相对位置取决于矿层的倾角。矿层倾角平缓时，盆地位于采空区正上方，形状对称于采空区；矿层倾角较大时，盆地在沿走向方向仍对称于采空区，而沿倾向方向随着倾角的增大，盆地中心愈向矿层倾斜方向偏移。