前言

煤层被开采以后，将造成采空区上覆岩层的垮落、断裂、离层、移动变形等破坏，最终传递到地表产生地面沉降，给矿区人文环境和生态环境带来一定的采动损害，不但破坏地面建（构）筑物，而且易造成大面积的农田损毁、地下水运移规律改变、水土流失加剧、荒漠化程度提高等灾害。地表开采沉陷的移动变形规律与煤层赋存条件、上覆岩层结构有关。各矿区的覆岩与地表移动规律及有关开采沉陷参数具有地区特征，为更加准确地掌握当地矿区的地表移动变形规律，最好的办法就是在相应矿区内开展地表岩移观测工作，根据实测数据反演分析地表移动变形参数以及概率积分预测参数，并以此指导矿山地表采动损害的防治工作。因此，掌握更加准确的地表移动变形规律，对于分析矿区的采动损害意义重大，特别是对于分析采煤工作面上方地表的建（构）筑物的采动损害程度具有重要的科学参考价值和实际意义。

山西西山煤电股份有限公司镇城底矿（以下简称“镇城底矿”）22618工作面上方地表距离开切眼1300m左右有正在运行的皮带运输走廊及其机头。根据开采沉陷的一般规律可知，该工作面开采到皮带运输走廊及其机头处将会对其产生采动损害。镇城底矿位于黄土沟壑山区，地质条件特殊。尽管早期获得了部分该类矿区浅埋煤层开采引起的地表沉陷规律，但目前采深均相对较深，对于该新地质采矿条件下的地表移动变形规律，国内外相关研究非常少见。为准确掌握该黄土沟壑山区地表开采沉陷规律，评估开采沉陷对皮带运输走廊及其附属建（构）筑物的采动损害影响，以镇城底矿22618工作面开采为工程背景，开展了黄土沟壑山区地表开采沉陷规律及其对建（构）筑物采动损害研究。

本书是作者近年来从事矿山开采沉陷与采动损害相关项目的研究成果，得到了国家自然科学基金（41301598、41671507、51474217），河南省科技攻关项目（182102311061、182102210330），华北水利水电大学青年科技创新人才支持计划项目（70433），煤化工资源综合利用与污染治理河南省工程实验室开放基金项目（502002-A04）和作者获批的2018年度上半年河南省博士后科研项目启动经费的资助。本书的主要内容包括：研究背景与意义，国内外矿山开采沉陷研究现状，研究方法和技术路线；地表移动变形观测站的设计、监测方法、观测成果的检查方法以及地表移动和变形计算方法；电厂皮带运输走廊变形监测点的布设方案、测量方案和仪器选用；工作面开采地表下沉盆地角量参数与概率积分预测参数的求取；电厂皮带走廊采动损害与皮带头机房采动损害分析；基于Phase2.0平台分别沿22618工作面走向方向与皮带走廊走向方向，建立了相应的地质力学模型，对采动过程中覆岩与地表应力场、位移场和破坏场的演化规律进行了模拟；采用概率积分法对地表开采沉陷进行了动态预测，分析了皮带走廊的采动损害情况。

在本书即将出版之际，特别感谢华北水利水电大学刘文锴教授、曹连海教授、雷斌副教授对作者的悉心指导和帮助；感谢山西西山煤电股份有限公司地质处郝存孝高级工程师、康新亮高级工程师对本研究的支持和帮助；感谢河南理工大学测绘与国土信息工程学院的领导、华北水利水电大学测绘与地理信息学院的全体同事对作者研究工作的大力支持；书中引用了一些学者发表的研究成果，在此对所引用文献的作者及未能提及的作者表示衷心感谢。同时，作者要特别感谢国家自然科学基金委员会、河南省科学技术厅、煤化工资源综合利用与污染治理河南省工程实验室、华北水利水电大学、河南理工大学、河南省博士后管理委员会给予的经费支持！

由于作者水平有限，书中难免存在疏漏和不足，恳请读者批评指正！

作者

201910