图

2 和图 3 分别为鹤壁矿区煤层在不同埋深条件下开采且达到充分采动条件下的地表

下沉曲线和水平移动曲线；表

2 则为以上模拟结果汇总。 

　　三、开采方法对地表沉陷的影响

 

　　通过分层开采、条带开采和限厚开采的模拟，获得鹤壁矿区深部厚煤层在不同开采方法
条件下的地表沉陷规律。

 

　　为形成良好的对比基础，本次不同开采方法的模拟部分条件相同，即煤层埋深均为
500m，煤层厚度 6.75m；条带开采采留比为 60：40，即采 60m 留 40m；限厚开采采厚
4.05m，即条带开采和限厚开采煤炭采出率均为 60%；分层开采则将 6.75m 煤层分两层开采，
先采顶分层

3.35m，后采底分层 3.4m。 

　　（一） 由结算结果得 知，分层开采结束 后地表最 大下沉

5.301m，最大水平移动

1.264m，则分层开采的地表下沉系数约为 0.79，水平移动系数约为 0.24，模型左右两侧边
界处下沉值约为

24mm。与综采放顶煤一次采全高 6.75m 的地表下沉系数 0.74 相比，地表下

沉系数有所增大，这可能是底分层开采形成重复采动造成采空区活化的结果。

 

　　（二） 由结算结果得 知，条带开采结束 后地表最 大下沉

1.362m，最大水平移动

0.445m，则条带开采的地表下沉系数约为 0.20，水平移动系数约为 0.33，模型左右两侧边
界处下沉值约为

19mm。与一次采全高 6.75m 的下沉系数 0.74 相比，地表下沉系数大幅降低，

水平移动系数有所增大。

 

　　条带开采地表下沉系数明显减小的原因为，条带采出以后条带采空区范围很小，冒落
带发展高度有限，煤层上覆岩层重量完全由保留煤柱支承，覆岩下沉有限，采动影响到达
地表以后地表下沉量很小。地表水平移动系数增大是地表下沉量大幅减小的结果。

 

　　（三）由结算结果得知，限厚

4.05m 开采结束后地表最大下沉 3.121m，最大水平移动

0.685m，则限厚 4.05m 开采的地表下沉系数约为 0.77，水平移动系数约为 0.22，模型左右
两侧边界处下沉值约为

19mm。与一次采全高 6.75m 的下沉系数 0.74 和水平移动系数 0.24 相

比，地表下沉系数有所增大，水平移动系数有所减小。地表下沉系数有所增大的原因可能是
随采厚减小，上覆岩层受采动剧烈程度减弱，离层变形量减小从而加大了地表下沉系数。

 

　　四、结论

 

　　通过对鹤壁矿区不同开采深度和不同开采方法所导致的地表移动变形的模拟分析研究
获得了鹤壁矿区在不同开采深度及不同开采方案条件下的地表移动变形规律。

 

　　（一）鹤壁矿区煤层在不同埋深条件下开采且充分采动条件下的地表沉陷规律如下：
300m 采深条件下地表下沉系数约为 0.8，水平移动系数约为 0.25；随采深增大，地表最大
下沉值和最大水平移动值降低，即下沉系数和水平移动系数减小；地表沉陷范围随采深增
加而明显扩大，采深

300m 时沉陷范围边界到开采边界的距离约为 260m，400m 时约为

360m，500m 时则扩大到大于 500m，600m 时大于 600m，即采深 500m、600m 时地表沉陷
边界已超出模型范围。

 

　　（二）鹤壁矿区煤层在不同开采方法条件下地表移动规律如下：分层开采因底分层开
采形成重复采动造成采空区活化从而导致地表总的沉陷量增大，但分层开采中各分层开采
导致的沉陷量较一次采全高大幅减小，因而分层开采较一次采全高有利于地面保护；条带
开采在采留宽度设计合理的条件下可大幅降低地面沉陷量，因而适合

“三下”开采使用以减

轻地表采动影响；限厚开采因上覆岩层受采动剧烈程度减弱，离层变形量减小而加大了地
表下沉系数，但沉陷量较一次采全高仍有所降低，其沉陷变形量与限采厚度有直接关系；
在采深一定的情况下，不同开采方法所导致的地表沉陷范围变化不大。