1.2.3 黄土沟壑区地表开采沉陷研究现状
黄土沟壑山区地表开采沉陷研究较深入、成果较突出的为何万龙教授,他通过对阳泉和西山矿区多年的地表开采沉陷观测资料分析,得出山区开采影响下的地表移动,除受地质采矿条件和覆岩性质影响外,还与地表倾向、倾角以及表土层的强度有关;山区采动地表点的移动向量是该点在重力作用下沿采空区中心和地表倾斜两个方向移动向量的叠加;山区水平移动受地形倾斜影响最为明显,其次为下沉。当地面坡度基本一致时,山区地表的其他变形值受地表的影响较小,但坡度变化较大时,倾斜地表各种变形值都将较类似条件下的平地增大。通过观测受滑移影响的竖井井筒的内部,发现在风化表土层与基岩接触面上有明显的错台,井壁的破坏主要发生在覆岩表土层内,滑移方向指向下坡。由此得出,山区采动地表向下坡方向的滑移主要发生在风化表土层内;结合实测数据和实验结果对山区采动滑移机理进行了揭示。另外,通过对大量的采动滑坡实例进行分析,给出了影响采动坡体稳定性的主要因素,并对采动滑坡破坏类型进行了分类。何万龙教授的研究成果对我国研究山区采动损害起到了推动作用,同时为后续研究山区采动损害奠定了基础。
由于山区采动地表裂缝不仅对土地破坏力大,而且使得山区地表坡体的稳定性受到影响,极易造成滑坡等矿山环境灾害。为此,许多专家学者针对山区采动地表裂缝做了大量的研究工作。康建荣根据现场实测资料,分析了地表产生裂缝的四个阶段及其形成过程机制,揭示了采动裂缝对山区地表移动变形的影响;余学义等在对西部多个矿区地表裂缝破坏调查的基础上,应用概率积分法计算基岩顶界面的应力应变分布规律,分期了其与地表裂缝的关系,研究了开采引起黄土层地表裂缝产生的机理;韩奎峰等以山区地表下沉、水平移动预计值为主要参数,按照矢量分解与合成法则求取坡段变形预计值,将岩土力学中的临界变形值作为地表起裂判据,进而确定采动裂缝出现的坡段及单位长度内地表裂缝宽度;王晋丽以西曲矿为例,通过分析调研资料和实测数据,给出了山区采煤地裂缝的分布特征,认为地形微地貌、表土层性质及开采方法是决定山区采煤地裂缝分布特征的主要因素等。