三帶的形成參考資料

1、斯文僅供參蔗，6悟國腳可AW戲2 “三帶”理論與特征2.1 “三帶”形成及特征工作面煤層開采后，采用垮落法處理采空區(qū)，采出空間周圍的巖層失去支撐 而向采空區(qū)內(nèi)逐漸移動、彎曲和破壞。這一過程隨著采煤工作面的不斷推進(jìn)， 逐 漸從采場向外、向上（頂板）擴(kuò)展直至波及地表，引起地表下沉，形成所謂的下 沉盆地。開采引起圍巖的移動和破壞在時間及空間上是一個復(fù)雜的運動破壞過程，其特點是：上覆巖層移動和破壞具有明顯的分帶性， 從采空區(qū)至地表，覆巖破壞范圍逐 漸擴(kuò)大、破壞強(qiáng)度逐漸減弱。在緩（傾）斜中厚煤層條件下，只要采深與采高之 比達(dá)到一定值（H;'m>40）,覆巖的破壞和移動會出現(xiàn)三個代表性的部分

2、，自下 而上分別為冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶，如圖 2-1所示。圖2-1采動覆巖移動破壞“三帶”分布 1冒落帶2 一裂隙帶3 彎曲下沉帶斯文僅供套者，6悟面腳可檢1戲2.1.1 冒落帶冒落帶也稱垮落帶，是指失去連續(xù)性、呈不規(guī)則巖塊或似層狀巖塊向采空區(qū) 冒落的巖層。冒落巖塊由于碎脹，體積較冒落前增大，增大比率可用碎脹系數(shù)表示，碎脹 系數(shù)大小與巖性及采厚有關(guān)。硬巖及采厚較大時，其值大，反之較小，平均在 1.21.6的范圍。在自由堆積狀態(tài)下，由于冒落巖塊碎脹性而逐漸充填開采空間， 導(dǎo)致冒落帶發(fā)展到一定高度而自行停止。冒落帶碎落巖塊在上覆巖層的沉降壓力作用下被逐漸壓實，甚至部分形成再 生頂板。厚煤層分

3、層開采時，冒落巖塊受重復(fù)采動的多次破壞，巖體碎度增大， 碎脹系數(shù)減小。冒落帶內(nèi)巖塊之間空隙多，連通性強(qiáng)，是水體和泥沙潰入井下的通道，也是 瓦斯逸出或聚集的場所。2.1.2 裂隙帶裂隙帶又稱斷裂帶或裂縫帶。裂隙大致分為兩種：一種是垂直或斜交于巖層 的新生裂隙，主要是巖層向下彎曲受拉產(chǎn)生的，它可部分或全部穿過巖石分層， 但其兩側(cè)巖體基本能保持層狀連續(xù)性； 另一種是沿層面的離層裂隙，這種裂隙主 要是巖層間力學(xué)性質(zhì)差異較大，巖層向下異步彎曲移動所致。離層裂隙要占據(jù)一 定的空間，致使上部覆巖及地表下沉量減小。地表下沉總量小于開采煤層厚度， 除冒落巖塊碎脹外，裂縫帶的離層也是其主要原因。離層裂隙是儲水和導(dǎo)

4、水的通 道。裂縫帶之上也有裂隙，可以間接導(dǎo)水和積水，但因垂直裂隙不發(fā)育，故不與 下部裂隙溝通。京又僅能參者，ft悟的腳可制吃裂隙帶隨開采區(qū)域的擴(kuò)大而向上發(fā)展， 當(dāng)開采區(qū)域擴(kuò)大到一定范圍時，裂隙 帶高度達(dá)到最大，此時開采區(qū)域繼續(xù)擴(kuò)大，裂隙帶高度基本上不再發(fā)展，并隨著 時間的推移，巖層移動趨于穩(wěn)定，裂隙帶上部裂縫逐漸閉合，裂隙帶高度也隨之 降低。一般在采空區(qū)形成兩個月左右后，裂隙帶發(fā)育最高。其破壞特征是：裂隙 帶內(nèi)巖層不僅發(fā)生垂直于層理面的裂隙或斷裂，而且產(chǎn)生順層理面的離層裂縫。 根據(jù)垂直層理面裂縫的大小及其連通性的好壞， 裂隙帶內(nèi)的巖層斷裂又分為嚴(yán)重 斷裂、一般斷裂和微小斷裂三部分。嚴(yán)重斷裂部分

5、的巖層大多斷開，但仍保持其 原有的層次，裂縫漏水嚴(yán)重。一般斷裂部分的巖層很少斷開，漏水程度一般。微 小斷裂部分的巖層不斷開，連通性差。2.1.3 彎曲下沉帶彎曲下沉帶又稱整體移動帶或彎曲帶， 是指裂隙帶頂部到地表的巖層。彎曲 帶基本呈整體移動，特別是帶內(nèi)軟弱巖層及松散土層時。在垂直刨面上，彎曲帶 上下各部分下沉量差值很小。彎曲帶上部一般很少出現(xiàn)離層，但其下部可能出現(xiàn) 離層。彎曲帶中的離層裂隙僅局部充水而不與導(dǎo)水裂隙帶連通。彎曲帶上方地表一般要形成下沉盆地， 盆地邊緣往往出現(xiàn)張裂隙，其深度為 35米，一般不超過10米，其寬度向下漸窄，直至一定深度便閉合消失。因此， 彎曲下沉帶具有隔水保護(hù)層的作用

6、。以上“三帶”雖各自特征明顯不同，但其界面是逐漸過渡的，因而具體劃分 時應(yīng)合理掌握。不是在所有的開采條件下都會形成“三帶”，如采用充填法處理 采空區(qū)時，在覆巖中將不存在冒落帶；在淺部厚煤層開采條件下，開采后覆巖冒 落破壞可能直達(dá)地表，這將不存在彎曲下沉帶。京又僅能參者，ft悟的腳可檢|吃2.2 “三帶”的分布范圍2.2.1 冒落帶的分布范圍冒落帶位于覆巖的最下部，煤層采空后，上覆巖層失去平衡，從緊靠煤層的 頂板巖層開始冒落，并逐漸向上發(fā)展，直到開采空間被冒落的巖塊充滿。冒落帶的高度主要取決于采出厚度和上覆巖石的碎脹系數(shù)， 通常為采出厚度 的34倍，薄煤層開采時冒高較小，一般為采煤厚度的 1.7

7、倍左右。頂板巖石堅 硬時，冒落帶高度為采出厚度的56倍；頂板為軟巖時，冒落帶高度為采出厚度 的24倍。實踐中可用下兩式近似估算冒落帶高度：(3 4)MH式中：H一冒落帶高度；M 一米出煤層厚度；(2-2)(k 1)cosH式中：H一冒落帶高度；M 一米出煤層厚度；k 巖石碎脹系數(shù)；一煤層傾角。巖石的碎脹系數(shù)取決于巖石性質(zhì)，堅硬巖石的碎脹系數(shù)較大，軟巖碎脹系數(shù)較小。碎脹系數(shù)值恒大于1,平均在1.21.6之間。2.2.2 裂隙帶的分布范圍裂縫帶位于冒落帶之上，具有與采空區(qū)相通的導(dǎo)水裂隙。冒落帶和裂隙帶合 稱為兩帶，又稱冒落裂隙帶，在解決水體下采煤時，稱兩帶為導(dǎo)水裂隙帶。兩帶斯文僅供參者，6悟面腳可

8、制戲之間沒有明顯的分界線，均屬于破壞性影響區(qū)一般是上覆巖層離采空區(qū)距離越 大，破壞程度越小。當(dāng)采深較小，采厚較大、用全部垮落法管理頂板時，裂隙帶 可發(fā)展到地表，甚至冒落帶達(dá)到地表。這時地表和采空區(qū)連通，地表呈現(xiàn)出塌陷 或崩落。兩帶高度與巖性有關(guān)，一般情況下，軟弱巖石形成的兩帶高度為采厚的 912 倍，中硬巖石為采厚的1218倍，堅硬巖石為采厚的1828倍。準(zhǔn)確地確定兩帶 高度，對解決水體下采煤問題有特別重要的意義。在達(dá)到或接近充分采動時的移動盆地主斷面上，臨界變形點和采空區(qū)邊界點的連線與水平線在煤柱一側(cè)的夾角稱為移動角o在移動角的形成過程中，裂隙帶中形成的移動盆地靠近邊緣的上部受拉，盆底受壓，隨著工作面的不斷推進(jìn)，裂 隙逐漸閉合，工作面推進(jìn)到一定長度，達(dá)到充分采動時，裂縫將完全閉合。相關(guān)的計算導(dǎo)水裂隙帶高度的經(jīng)驗公式可可按表2-1中的公式計算。表2-1導(dǎo)水裂隙帶高度計算公式序列巖性計算公式（m）堅硬H ii100 M1.2 M 2.08.9中硬H ii100