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由于開采具體條件的差別 ，開采引起的地表運動主要有塌陷、 破裂及連續(xù)變形三種形式。

1. 地表塌陷

淺部開采時, 由于表層巖石強烈風化, 加之地下水的影響, 采空區(qū)上方的淺薄覆蓋層極難長期穩(wěn)定, 垮落帶或破裂帶直通地表, 使地表產(chǎn)生塌陷破壞。

在采深較大時, 垮落帶與破裂帶累計高度通常不超過煤層采厚的 8倍。 但淺部開采使地表塌陷的采深將大于一般條件下垮落帶與破裂帶之和。在波蘭煤田, 當上覆巖石大部分為頁巖時, 采深小于 50m , 地表出現(xiàn)陷坑: 如果上覆巖石大部分為砂巖, 出現(xiàn)陷塌坑的采深可達 100m。前蘇聯(lián)常采用采深 H 與采厚m之比 H/m作為說明地表行為的一般性指標。據(jù)統(tǒng)計, 用落頂法開采, H/m<20時, 地表常發(fā)生劇烈變形。

淺部開采的地表塌陷與井下冒頂密切相關(guān)。不僅采煤, 而且大型地下空洞, 如硐室、工程交叉口、隧道、地下廠房等處的冒頂, 也會通達地表而造成塌陷。它們往往突然發(fā)生, 幾分鐘之內(nèi)會在地表形成塌坑, 摧毀地面建筑物。

礦井冒頂圖

應(yīng)該特別注意老塘塌陷, 老塘塌陷造成的損害屢見不鮮。波蘭維利奇卡巖鹽礦地表, 1960年 11月 22日, 在不到 5min時間內(nèi)突然塌陷, 影響所及區(qū)的房屋受到嚴重破壞。事后調(diào)查表明, 該處地下 70m處, 大約 140年前曾采 出一個高 22m , 平面尺寸 36m×29m的礦塊。1966年, 水口山礦務(wù)局因疏水導(dǎo)致巖溶區(qū)地表大面積坍陷。撫順礦務(wù)局搭連坑, 日偽時期曾開采露頭附近煤層, 留下不大的護頂?shù)V柱。后來, 煤柱突然垮塌, 在地表形成很大的陷坑, 使陷坑內(nèi)的房屋遭到破壞。類似情況在許多煤田都發(fā)生過。一般說來, 老塘坍陷是因為支撐空區(qū)的頂板逐漸破壞, 殘煤或煤柱被壓碎, 地下煤自燃等原因造成, 其預(yù)測及預(yù)防較為困難, 因此利用老采空地表進行建筑, 尤其是對于采深不大的老采空區(qū)必須特別注意, 需進行可行性研究, 研究深部開采、地表建 筑擾動對老塘活化的影響, 以免造成新的地表塌陷。

水口山鉛鋅礦在采深約 500m的地下, 曾用巷道及鉆孔對礦床進行疏干, 1966年 5月開始, 4個月內(nèi)排水340萬t左右, 7月開始礦區(qū)連續(xù)發(fā)生小型地震, 烈度為 5度, 方圓 70多 km2 范圍內(nèi)民房普遍受影響, 礦體上盤幾公里范圍內(nèi)地表先后出現(xiàn)近百個大小不等的陷坑。它們大多突然形成, 最大坍陷 坑直徑 50m , 深 20m左右。調(diào)查發(fā)現(xiàn)地表坍坑與表土下石灰?guī)r溶洞有關(guān), 這 種坍陷是由于排水使上覆地層部分或全部失去水的浮托作用而造成的, 停止排水后, 異常現(xiàn)象也就平息下來。廣東凡口鉛鋅礦也曾遇到過類似排水坍陷問題, 同樣與石灰?guī)r溶洞有關(guān)。