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建国以来煤炭是我国主要经济建设中所使用的能源之一,到目前为止煤炭能源在我国能源构成中仍占得比重较大的。据预测到未来的几十年中煤炭资源仍然占我国能源需求的70%以上,根据原煤炭部1982年不完全统计,在全国重点煤矿区有20处100多个矿井中都存在着倾斜煤层的开采,具体的在我国的煤矿中大约30%的煤炭资源是赋存在倾斜煤层中。该矿区始建于1938年,50年代初期进行技术改造,由于该矿区地质开采条件的复杂性,在开采煤层时将会导致上覆岩层垮落而引起地表连续的移动、变形和以及在山丘及断裂和褶皱存在情况下引起的非连续破坏,此类问题出现在开采倾斜煤的区域内尤为突出。在煤矿区内随煤层随倾角和深度的逐渐增加,开采引起地表变形和地表建筑物破坏的问题越来越棘手,人们也对地下煤层开采起因的地表变形的问题越来越密切地给予关注。为了该矿区生态恢复用地、工业用地、居住用地、行政办公用地、公园用地总体规划的需要,进行对倾斜煤层开采引起地表变形机理研究是必要的。煤矿矿区内由于地下采煤,使交通道路、地表建筑物和耕地遭到破坏,对于地下开采及其周边的居民日常生活造成了一定的威胁。因此,倾斜煤层开采引起地表移动变形机理及其内部固有的客观规律的研究为以后矿区的地表变形的定性评价和治理提供理论依据。该矿区内的采空区的大面积内的开采深厚比是小于120,因受煤矿开采影响,造成了矿区内的含水层的破坏以及地表移动变形破坏的问题。本文总结了开采煤层引起地表移动变形的特征和目前地表依然下沉的现状,首先从开采倾斜煤层时引起地表移动变形的一般规律开始,探讨了在不同的采动程度下,其地表移动变形的规律及其变形的形式。在对研究区内进行了定性研究后,再通过开采沉陷学中预计沉陷方法之一定量的计算出了在矿区研究区内的地表的移动变形值,以及利用FLAC3D软件建立三维数值模型,模拟计算可开采煤层被分步采出后,相应的地表移动变形情况以及内部应力、剪应变增量和塑性区。最后通过做了上述工作之后得出了下面的结论:(1)倾斜煤层开采引起的地表变形移动的规律与水平煤层开采引起的地表变形移动有着本质的区别,倾斜煤层开采后,上覆岩层移动变形不仅在岩层面的法线方向上移动变形而且在其切线的方向上也产生移动变形;(2)通过对矿区内研究区的地表变形特征的归纳总结后,从力学方面定量方面总结出倾斜煤层开采后,在采空区整体上呈现的力学特征是上山方向上呈拉伸的状态和下山方向上呈压缩的状态,但是由于研究区内的地层岩性的不同,所以在地表上表现出来是一些地方上呈现张性裂缝,一些地方呈现隆起等特征。为了从时间效应的角度出发研究该研究区的地表变形,进行了短期的三维激光扫描监测,监测后发现研究区的地表变形仍处在下沉阶段。(3)采用理论公式计算煤层开采引起地表沉降值与采用三维数值模拟计算出的地表下沉值要大;利用经验公式计算的塌落带高度和利用三维数值模拟计算出采空区的塌落高度要大。出现地表沉降值不一致的原因是建立三维数值模型是将研究区理想化了,并且计算时采用的计算参数是岩石参数,而且还未考虑到相应的地质构造的影响。出现塌落带高度不一致的原因是存在着时间效应;(4)在三维数值模型计算的结果中可以明显地看出在每个煤层被开采出来后,都出现了应力集中现象,应力集中发生在煤层开采的两端处和煤层顶板处,但是并非每层煤层的顶板会发生应力集中,所以煤层开采引起应力集中还与顶板岩层的岩性有关。