煤矿特殊开采方法复习题华科题库.docx

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煤矿特殊开采方法复习题华科题库

煤矿特殊开采方法复习题（华科题库）

一、名词解释

1.地表移动：

因采矿引起的岩层移动波及地表，使地表产生移动、变形和破坏的现象及过程。

2.充分采动：

地表最大下沉值不再随采空区尺寸增大而增加的开采状态。

3.非充分采动：

地表最大下沉值随采空区尺寸增大而增加的开采状态。

4.充分采动角：

在充分移动角或超充分移动条件下，在移动盆地主断面上，将地表下沉曲线上的最大下沉点或盆地边缘点投影在地表水平线上，该投影点和采空区边界的连线与煤层底板在采空区一侧的夹角。

5.地表移动盆地边界角：

在充分采动或接近充分采动条件下，移动盆地主断面上的边界点和采空区边界点的连线与水平线在煤壁一侧的夹角。

6.煤层底板突水：

较高水压的奥灰水穿越开采煤层和含水层之间的煤岩柱，以突然的方式大量地涌入采空区的现象。

7．承压含水层上采煤：

采用专门的技术和安全措施开采邻近承压含水层上的煤层。

8.松散层：

第四纪、新近纪与近纪未成岩的冲积层、洪积层和残积层。

9.岩层移动：

因采矿引起采空区附近及上覆岩层的移动、变形和破坏的现象与过程。

10.煤层底板岩层中的下三带：

1、底板采动导水破坏带：

煤层底板岩层受采动影响而产生的采动导水断裂范围。

2、地板阻水带：

位于煤层底板底板采动导水破坏带以下，地步含水体以上具有与阻水能力的岩层范围。

3、地板水压水导升带：

煤层地板水压含水层的水在水压力和矿压作用下上升到其顶板岩层的范围。

二、简答

1.影响垮落带和断裂带高度的主要因素有哪些？

1、顶板岩性：

在直接顶和基本顶都比较坚硬的条件下，垮落带和裂缝带高度较大，两带之和可达到开采厚度的18~28倍；比较松软的破碎带时为开采厚度的9~12倍。

2、煤层倾角：

小于35°，同一采空区内各个部位的垮落带和裂缝带上边界离煤层的高度基本相同。

在35°~54°时，采空区上端的垮落带与裂缝带高度大于采空区下端的垮落带与裂缝带高度；大于45，采空区下部垮落发展小，上部发展很高，而且影响到踩空区上部煤柱

3、采高及厚煤层分层次数。

4、采空区范围。

5、采空区处理方法。

2.请回答建筑物下采煤增加围护带的目的是什么？

1、抵消留设保护煤柱时移动角的误差引起的煤柱尺寸不足，抵消井上下位置关系确定不准确而造成保护煤柱的尺寸和位置的误差。

3.条带开采地表地表移动和变形特点？

1.条带工作面矿压显现特点

由于上覆岩层有保留条带支撑、破坏和移动减弱、断裂高度降低。

工作面基本顶来压现象减弱或消失，对底板的破坏的破坏也随之减弱。

巷道矿压显现不明显。

2．地表移动和变形特点

（1）地表下沉系数小

（2）主要影响角比较小（3）水平移动系数随采降增加减小（4）地表移动期短（5）地表下沉多次

4.铁路下开采的技术措施有哪些？

1、满足一定的采深和采厚比

2、防止地表突然下沉或塌陷

3、减少地表下沉

4、消除和减轻地表变形的叠加影响

5、合理布置工作面

5.水体下的采煤方式有那些？

1顶水采煤:

对水体基本不做处理,留设安全煤柱②疏水采煤:

疏降水体,在水体下采煤③顶疏结合采煤④堵截水源与疏水采煤.

6、水体下采煤的安全技术措施

1试探开采2分区隔离开采3全部充填法开采,部分分采或分层间歇开采4坚持有疑必探,先探后采原则5正确设计防水隔离煤柱.

7、地表移动盆地特征

地表移动盆地在主断面的内表现过最大下层点的地表下层曲线,范围总是比采空区面积大,形状取决于采空区的形状及煤层倾角大小.采空区为长方形时,地表移动盆地呈椭圆形,与采空区相对位置取决于煤层倾角.

（1）近水平煤层地表移动盆地

超充分采动的盆地位于采空区正上方,盆地的形状与采空区对称.主断面上的地表下沉曲线分三段.采空区上方中区下沉值最大,下沉均匀,地面向盆地中心倾斜,呈凹形,使地表产生压缩变形,煤柱上方外边缘区下沉值不相等,地面向盆地中

9、防止地表突然下沉和塌陷的开采技术措施

1在缓倾斜和倾斜厚煤层浅部开采时,尽量采用倾斜分层采煤法,并适当减少第一和第二分层的开采厚度.②开采急斜煤层时,应尽量采用分层间歇式采煤法,严禁无限制地放煤,煤层顶板坚硬不易冒落时要人工强制放顶.在煤层露头处应保留足够高度的煤柱,以防地表突然下沉和塌陷,采厚愈大,所留的煤柱应愈大.③若建筑物位于煤层露头附近或其下方有浅部煤层或煤层上覆岩层为石灰岩地层,需查明建筑物下方是否有老窑,废巷,岩溶,老井以及它们被充填的程度,若这些空硐没有被充实,而充满积水,则应防止井下采煤疏干老采区积水及疏降岩溶含水层位而造成地表突然塌陷.

10、地表移动和变形对建筑物的影响:

1.移动包括下沉和水平移动.2.变形包括倾斜曲率水平变形剪应变和扭曲.其中主要的破坏和变形时来自:

曲率和水平变形.

11、地表水地下水涌入开采空间的机理

1>隔水层位于垮落带,断裂带隔水性能破坏.位于弯曲带下部可能受到微小影响位于中上部不受开采影响.

2>开采对上覆水体的影响:

①形成冲水通道,使水体中的水渗透或溃入井下.②使地表水体附近的构筑物受到影响.

7、水体下采煤方式:

1顶水采煤:

对水体基本不做处理,留设安全煤柱②疏水采煤:

疏降水体,在水体下采煤③顶疏结合采煤④堵截水源与疏水采煤.

12、水体下采煤如何留设安全煤岩柱?

1>按照水体的类型,流态,规模,赋存条件以及水体的允许采动程度,将地下开采影响水体分为三个等级.等级1----不允许导水裂缝带波及到水体,需留设顶板防水安全煤岩柱等级2----允许导水裂缝带波及松散孔隙弱含水层水体,但不允许垮落带波及该水体,需留设防砂安全煤岩柱.等级3----允许导水裂缝带进入松散孔隙弱含水层,同时允许垮落带波及该弱含水层,需留设顶板防塌安全煤岩柱.

2>安全煤岩柱的留设方法

（1）防水安全煤岩柱:

①地表有松散覆盖层时Hsh>=Hd+Hb②当煤系地层上部无松散层覆盖且采深较小时,应计入地表裂缝深度HbiHsh>=Hd+Hb+Hbi③若基岩风化带也含水时,则应考虑基岩风化带深度HfeHsh>=Hd+Hb+Hfe

（2）防砂安全煤岩柱:

Hs=Hk+Hb

（3）防塌安全煤岩柱:

不仅允许导水裂缝带波及松散弱含水层或已疏干的松散含水层,而且还允许垮落带接近松散层底部,防塌安全煤岩柱的垂高应等于或接近垮落带最大高度.

（4）安全煤岩柱保护层厚度的确定

13、煤层下方承压水体采动等级和防水安全煤岩柱留设方法

1.煤层下方承压水体采动等级:

划分为两个等级,规定了相应的允许采动程度和留设的安全煤岩柱类型.

2.水体上采煤防水安全煤岩柱设计方法:

原则是:

不允许底板采动导水破坏带涉及水体,或与承压水导升带沟通.

（1）无导升带的正常底板,防水安全煤岩柱高度ha应大于或等于导水破坏带深度h1与阻水带厚度h2之和

（2）承压水附近存在导升带ha大于h1,h2和承压水导升带高度h3之和（3）底板含水层顶部存在充填隔水带,当底板含水层顶部存在被泥质物质充填的厚度稳定的隔水带时,则充填隔水带厚度h4可以作为底板防水安全煤柱厚度的组成部分.

14·条带开采的岩层移动和变形特点：

（1）地表下沉系数小

（2）主要影响角比较小（3）水平移动系数随采降增加减小

（4）地表移动期短（5）地表下沉多次

15·建筑物下采煤的地面技术措施

1、设置变形缝2、加设钢拉杆、钢箍或钢筋混凝土圈梁3、设置缓冲沟

4、设置滑动层5、对建筑物易损坏的薄弱环节局部加固

16·地表移动和变形对铁路的影响

1、对路基的影响（下沉和水平移动、倾斜、水平变形）

2、对线路的影响

（1）倾斜，倾斜将使线路增减相应的坡度

（2）曲率，地表下沉曲线的正负曲线改变线路原有的曲率半径

（3）横向水平移动，式线路直线段弯曲，改变弯曲段的半径

17·地表移动和变形参数分析

1、最大下沉值

地表移动稳定后移动盆地最大下沉值使反映地表移动和变形程度的一项重要参数，又是决定地表水平移动、倾斜、曲率和水平变形等参数的基础。

2、主要影响半径和主要影响角

主要地表移动和变形均发生在X为-R~+R的范围以内，所以称R为主要影响半径。

3、水平移动系数水平移动系数B是指充分采动条件下，走向主断面上地表最大水平移动值与地表最大下沉值之比。

4、拐点移动距

过地表下沉曲线拐点在地表水平线上的投影点，按开采影响传播角作直线与煤层相交，该交点与采空区边界沿煤层方向的距离。

5、开采影响传播角

开采影响传播角一般小于最大下沉角，在缓斜和中斜煤层中近似等于最大下沉角。

6、地表移动速度和持续时间

一定采深条件下开采引起的地表移动和变形一般均有一发展过程。

18·既能减少地表下沉又能减少地表变形的井下开采技术措施

1、充填法处理采空区

2、条带采煤法

3、采空区离层带中高压注浆

19·条带采煤法的适用条件

1、地面为密集建筑群、结构复杂的或纪念性的建筑物

2、地面为难搬迁的村庄

3、地面为铁路桥梁、隧道或铁路干线

4、水体下的煤层及受岩溶承压水威胁的上方煤层

5、地面排水困难

三、论述

1.分析减少地表变形的井下开采技术措施。

1.限厚开采2、消除或减少开采开采引起的地表变形不理叠加,利用地表变形有利叠加.

（1）分层间歇开采

（2）尽量采用无煤柱开采技术,避免残留尺寸不当的煤柱.（3）布置较长的工作面,使建筑物仅承受动态变形.（4）协调开采①上下煤层或上下分层协调开采②同一煤层相邻工作面协调开采.（5）合理布置各煤层或上下分层的开采边界.（6）合理部署工作面推进方向.3、合理确定建筑物与开采区域的相对位置4、对称背向开采。

2.利用煤层底板受力变形及“下三带”理论分析煤层底板突水机理（绘图说明）。

1.煤层底板的受力和变形

在长壁工作面开切眼附近,煤层底板应力处于下降或卸压状态,岩体处于膨胀变形状态.工作面开采期间和停采后,底板岩层按应力状态和变形不同,分为底板压缩区Ⅳ,地板不均匀隆起区Ⅴ,地板均匀隆起区Ⅵ.在支承压力作用下,从工作面煤壁到采空区一定距离和一定深度范围内的底板中出现水平拉应力,在压缩区和隆起区,分界处的底板中出现剪应力,拉应力和剪应力使底板出现一系列垂直于层面的断裂.垂直断裂和顺层断裂交叉,形成底板破坏带.在采空区下方隆起区内,断裂呈松弛和张开状态,称为底板突水的通道.

2.煤层底板岩层中的“下三带”

底板采动导水破坏带是煤层底板岩层受采动影响而产生的采动导水断裂范围,该范围内出现一系列沿层面和垂直于层面的裂缝,其深度为从煤层底板至采动破坏带最深处的发现距离.采煤工作面长度、采煤方法、采厚、采深、顶底板岩性及结构通过影响前支承压力而影响底板采动导水破坏带深度.工作面长度愈大,矿山压力显现愈充分,底板破坏深度愈大.

底板阻水带是位于煤层底板采动导水破坏带以下,底部含水体以上具有阻水能力的岩层范围.此带内岩层虽然受到支承压力作用,甚至产生弹性或弹塑性变形,但仍然能保持连续性.

底板承压水导升带:

与石灰岩邻接的岩层中存在着原始节理和裂隙,岩溶承压水进入后成为导水层,底板承压水导升带指煤层底板承压含水层的水在水压力和矿压作用下上升到其顶板岩层中的范围,其上升的高度为h3.

3.

3.防水安全煤岩柱的留设方法

1）防水安全煤岩柱:

①地表有松散覆盖层时Hsh>=Hd+Hb②当煤系地层上部无松散层覆盖且采深较小时,应计入地表裂缝深度HbiHsh>=Hd+Hb+Hbi③若基岩风化带也含水时,则应考虑基岩风化带深度HfeHsh>=Hd+Hb+Hfe