③ 岩 石沿层 面 的滑移 坡 度及 水平位 置 的变化 。 因此 ， 位 于影响范 围 内的道 对
路、 管路、 建筑物 、 河渠 、 生态环境等 ， 都带来不同程度 在倾斜矿层条件下 ， 岩石的 自 重力方向与岩层的 的影 响 。
层 理面不 垂直 。因此 ， 岩石 在 自重 力 的作 用下 ， 除产生 （） ２ 裂缝 或 台阶 在 地表 移动 盆地 的外边缘 区 ， 表可 能产 生裂 缝 。 地
学 变化过 程 ， 是岩层 产生 移动 和破坏 的过程 ， 一过 也 这 程 和现象称 为岩层 移动 。
以近水平 矿层 开采 为例 ， 当地下 矿层 采 出后 ， 采空
① 弯 曲 弯 曲是 岩层 移动 的 主要形式 。 当地 下 矿层采 出后 ， 上覆 岩层 中的各 个分层 ，从 顶板 开始沿 层理 面 的法线
方向， 依次向采区方向弯曲， 直到地表。在整个弯曲范 围内 ， 可 能 出现 数量 不多 的微小 裂缝 ， 岩层 基本 上保持
其 连续性 和层状 结构 。 ② 岩层 的垮 落 采 区矿 层采 出后 ， 顶板 岩层 弯 曲而产生 拉伸 变形 。
区顶板岩层在 自重力及其上覆岩层重力 的作用下 ， 产 生向下的移动和弯曲。当其 内部拉应力超过岩层的抗 拉强度极限时 ， 顶板首先断裂 、 破碎 、 相继冒落。 随着工 作而推进 ， 受采动影响的岩层范围不断扩大。 当开采范
２ 覆岩移动规律和变形特征
（） １ 覆岩 的受力状 态
根 据观测 和研 究 的结果分 析 ， 在整个 移动 过程 中 ，
开 采空 间周 围岩层 的移 动形式 可 归纳为 以下 ５种 ：
局 部矿 体被采 出后 ， 在岩体 内部形成 一个 空洞 ， 其 周 围原 有 的应 平衡状 态受 到破 坏 ，引起应 力 的重 新分 布 ， 至 达到新 的平衡 ， 是 一个 十分 复 杂 的物 理 、 直 这 力
上隆起 的现 象 。 （） 岩 的 变形 规律 ２覆
根 据岩层 移动 和变形 特征及 应力 分布 状况 ，在移
动 过 程 终 止后 的岩 层 内可 大 致 划 分 为 ３个 移 动特 征
区 ： 分采 动 区（ 充 减压 区 ）最 大弯 曲区 、 、 岩石 压缩 区（ 支 ，还会发生沿层理面方向的
移 动和破坏 ， 将扩 展到地 表 ， 直接影 响位 于地表 开采 范 围内的建筑 物 、 路 、 梁等构 筑物 及 自然 景 观 。对 因 铁 桥 采矿 深度 的 加深 ， 表沉 陷 引起 的社 会 、 境 、 济 问 地 环 经 题也 成为 我 国亟待解 决难 题 。 经 过 多年 的努 力 ， 国 我 也探索 出开采 沉 陷的规律 ，提 出 了适 合解决 我 国实 际
３ ２
章永海 ： 矿山地表沉陷规律探索
增刊 １
形式 ， 它通 常只发 生在采 空 区顶板岩 层 中 ， 顶板岩 层垮 域称 为地表移 动盆 地 ， 称下沉 盆地 。 或 在地 表移动盆 地
落并充填采空区后 ， 由于破碎而使其体积增大， 致使其 形成的过程中， 改变 了地表原有的形态 ， 引起 了高低 、 上部的岩层移动逐渐减弱。
力区） 和减压区（ 卸载压力区） 。在采区边界矿柱及其 上 、 方 的岩 层 内形 成增 压 区 ， 下 在这 个 区 域 ， 柱 和 岩 矿
层 被压 缩 ， 时被 压碎 ， 向采 空 区 。 有 挤 由于增压 的结果 ，
使 矿柱 部分被压 碎 ， 承受 载荷 的能力 减小 ， 于是增 压 区
向远离采空区方 向转移。 在回采工作面的顶、 底板岩层
内形 成减 压 区 ， 其压力 小 于开采 前 的正 常压 力 。 由于减
压 的结 果 ， 使岩层 像 弹性 恢 复那样 发生 膨胀 ， 因此在 顶 问题的地表移动变形计算方法 ， 对指导复垦规划和综 板岩层 内可 能形 成离层 。 底板岩 层 除受减 压影 响外 ， 而 合 治理 的决策起 着先 导和关 键性 的作用 ，根 据开采 沉 还 要受 水平方 向的压缩 ，因此 可 能 出现采 空 区底板 向 陷规 律 ， 既可预测 地表 沉陷 的趋 向 ， 可确定 土地 复垦 又 的范围及 工程量 。 由于地质 、 采矿 条件各 异 ， 陷 的损 沉 害程 度也不 同 ， 因此合理 地 、 学地 治理 与利用 被损 害 科 的土地 ， 不仅 具有 深远 的社会 意识 ， 而且对 矿 区生产也 有显著 的经济 效益 。
２ １ 年 ０１
新 疆 有 色 金 属
３ １
矿 山 地 表 沉 陷 规 律 探 索
章 永 海
（ 新疆 新鑫矿 业股份 有 限公 司喀拉 通克铜 镍矿 富蕴 ８６０ ） ３ １７
摘 要 分析 了覆岩及地表移动规律沉陷特征 ， 国内某矿 山为例建久矿柱 ， 出了合理 的开采方案 ， 结合 指 对该矿 山经济合理 的开采具有
指导性意义。
关 键 词 移动规律 沉陷特征
ｌ 引 言
矿 山开采破 坏 了地 表岩 体 内部 原有 的力 学平衡 状 态， 使岩 层发 生 移动 和 变形 ， 坏 了岩 体 的完 整性 ， 破 当
开采 面积达 到一定 的范 围之后 ，起 始 于采 空 区附近 的
由于岩层 移 动的结果 ，致 使顶 板岩层 悬 空及其 部 分 重量 传递 到周 围未直接 采 动的岩 体上 ，从 而引起 采 空 区周 围岩体 内的应力重 新分 布 ， 成增 压 区（ 形 支承 压
围足 够大时 ， 岩层 移动 发展到 地表 ， 在地 表形成 一个 比
采空 区大得 多的下 沉盆地 。
当其拉伸变形超过岩石的允许抗拉强度时 ，顶板及其 上部的部分岩层便与整体分开，破碎成大小不一的岩
块， 无规律 的充 填采 空 区。此 时 ， 岩层 不再 保持其 原来
的层 状结 构 。这 是岩 层移 动过 程 中最 剧烈 的一种 移动