煤矿特殊开采方法复习题华科题库

1、一、名词解释1 1 . .地表移动：因采矿引起的岩层移动涉及地表,使地表产生移动、变形和破坏的现象及过程.2 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 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 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05 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 6 . .煤

2、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,以忽然的方式大量地涌入采空区的现象.7,7,承压含水层上采煤： 采用专门的技术和平安举措开采邻近承压含水层上的煤层.8 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 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.1010 . .煤层底板岩层中的下三带：1 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 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水平的岩层范围.3 3、地板水压水导开带：煤层地板水压含水层的水

3、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 1 . .影响垮落带和断裂带高度的主要因素有哪些？1 1、顶板岩性：在直接顶和根本顶都比拟坚硬的条件下,垮落带和裂缝带高度较大,两带之和可到达开采厚度的 18182828 倍；比拟松软的破碎带时为开采厚度的 9 91 12 2倍.2 2、煤层倾角：小于 3535,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根本相同.在 3535.5454 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 45,45,采空区下部垮落开展小,上部开展很高,而且影响到踩空区上部煤柱3 3、采高及厚煤层分层次数.4 4、采空区

4、范围.5 5、采空区处理方法.2 2.请答复建筑物下采煤增加围护带的目的是什么？1 1、抵消留设保护煤柱时移动角的误差引起的煤柱尺寸缺乏,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.3.3.条带开采地表地表移动和变形特点？1 1 . .条带工作面矿压显现特点由于上覆岩层有保存条带支撑、破坏和移动减弱、断裂高度降低.工作面根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 2 . .地表移动和变形特点(1)(1)地表下沉系数小(2)(2)主要影响角比拟小3 3水平移动系数随采降增加减小4 4地表移动期短5 5地表下沉屡次4 4 . .铁路下开采的技术

5、举措有哪些？1 1、满足一定的采深和采厚比2 2、预防地表忽然下沉或塌陷3 3、减少地表下沉4 4、消除和减轻地表变形的叠加影响5 5、合理布置工作面5.5.水体下的采煤方式有那些？顶水采煤：对水体根本不做处理,留设平安煤柱疏水采煤：疏降水体,在水体下采煤顶疏结合采煤堵截水源与疏水采煤. .6 6、水体下采煤的平安技术举措1 1 试探开采 2 2 分区隔离开采 3 3 全部充填法开采,局部分采或分层间歇开采 4 4 坚持有疑必探,先探后采原那么 5 5 正确设计防水隔离煤柱. .7 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

6、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)(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,地面向盆地中央倾斜,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,地面向盆地中央倾斜,呈凸形,使地表产生拉伸变形,当拉伸变形超过一定值后,地表可能产生裂缝.(2)(2)缓倾斜中倾斜煤层地表移动盆地1,1,移动盆地与采空区不对称 2,2,最大下沉值不是出现在采空区中央的上方而是向采空区下边界偏移.3,.3,移动盆地与采空区相对位置在

7、走向方向对称中央线,在倾斜方向不对称,倾角愈大,愈加不对称.(3)(3)急倾斜煤层地表移动盆地非对称性更加不明显,盆地明显偏向煤层下山方向,最大下沉量向采空区下边界方向偏移,最大水平移动大于最大下沉值. .8 8、减少地表变形的井下开采技术举措1 1 . .限厚开采2 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)(1)分层间歇开采(2)(2)尽量采用无煤柱开采技术,预防残留尺寸不当的煤柱.(3).(3)布置较长的工作面,使建筑物仅承受动态变形.(4).(4)协调开采上下煤层或上下分层协调开采同一煤层相邻工作面协调开采.(5).(5)合理布置各煤层或上下分

8、层的开采边界.(6).(6)合理部署工作面推进方向.9 9、预防地表忽然下沉和塌陷的开采技术举措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.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.在煤层露头处应保存足够高度的煤柱,以防地表忽然下沉和塌陷,采厚愈大,所留的煤柱应愈大.假设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,假设这些空胴没有被充实,而充满积水,那么应预防井下采煤疏干老采区积水及疏降岩溶含水层位而

9、造成地表忽然塌陷1010、地表移动和变形对建筑物的影响：1 1.移动包括下沉和水平移动.2.2.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.1111、地表水地下水涌入开采空间的机理1 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 2开采对上覆水体的影响：形成冲水通道,使水体中的水渗透或溃入井下.使地表水体附近的构筑物受到影响.7 7、水体下采煤方式：顶水采煤：对水体根本不做处理,留设平安煤柱疏水采煤：疏降水体,在水体下采煤顶疏结合采煤堵截水源与疏水采煤. .1212、水体下采煤如何留设平安煤岩柱？1 1根

10、据水体的类型,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 1-1-不允许导水裂缝带涉及到水体,需留设顶板防水平安煤岩柱等级 2-2-允许导水裂缝带涉及松散孔隙弱含水层水体,但不允许垮落带涉及该水体,需留设防砂平安煤岩柱等级 3-3-允许导水裂缝带进入松散孔隙弱含水层,同时允许垮落带涉及该弱含水层,需留设顶板防塌平安煤岩柱.2 2平安煤岩柱的留设方法(1)(1)防水平安煤岩柱：地表有松散覆盖层时 H Hsh=H=Hd+H+H 适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 H HbiH Hsh=H=Hd+H+Hb+H+Hbi假设基岩风化带也含水

11、时,那么应考虑基岩.风化带深度 H HfeH Hsh=H=Hd+H+Hb+H+Hfe(2)(2)防砂平安煤岩柱：H Hs=H=Hk+H+Hb(3)(3)防塌平安煤岩柱：不仅允许导水裂缝带涉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,防塌平安煤岩柱的垂高应等于或接近垮落带最大高度(4)(4)平安煤岩柱保护层厚度确实定1313、煤层下方承压水体采动等级和防水平安煤岩柱留设方法1 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平安煤岩柱类型.2 2 . .水体上采煤防水平安煤岩柱设计方法：原那么是：不允许底板采动导水破坏带涉及水体, ,

12、或与承压水导升带沟通.(1).(1)无导升带的正常底板,防水平安煤岩柱高度 h ha应大于或等于导水破坏带深度 h hi与阻水带厚度 h h2之和(2)(2)承压水附近存在导升带 h ha大于 h hi,h,h2和承压水导升带高度 h h3之和(3)(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,那么充填隔水带厚度 h h4可以作为底板防水平安煤柱厚度的组成局部.1414 条带开采的岩层移动和变形特点：(1)(1)地表下沉系数小(2)(2)主要影响角比拟小3 3水平移动系数随采降增加减小4 4地表移动期短5 5地表下沉屡次1515 建筑物下采煤的地面

13、技术举措1 1、设置变形缝 2 2、加设钢拉杆、钢箍或钢筋混凝土圈梁 3 3、设置缓冲沟4 4、设置滑动层 5 5、对建筑物易损坏的薄弱环节局部加固1616 地表移动和变形对铁路的影响1 1、对路基的影响下沉和水平移动、倾斜、水平变形2 2、对线路的影响(1)(1)倾斜,倾斜将使线路增减相应的坡度(2)(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)(3)横向水平移动,式线路直线段弯曲,改变弯曲段的半径1717 , ,地表移动和变形参数分析1 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根

14、底.2 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 X 为-R+R-R+R 的范围以内,所以称 R R 为主要影响半径.3 3、水平移动系数水平移动系数 B 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 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 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 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开展过程.1818 既能减少地表下沉又能减少地表

15、变形的井下开采技术举措1 1、充填法处理采空区2 2、条带采煤法3 3、采空区离层带中高压注浆1919 条带采煤法的适用条件1 1、地面为密集建筑群、结构复杂的或纪念性的建筑物2 2、地面为难搬迁的村庄3 3、地面为铁路桥梁、隧道或铁路干线4 4、水体下的煤层及受岩溶承压水威胁的上方煤层5 5、地面排水困难三、论述1 1. .分析减少地表变形的井下开采技术举措.2 2 . .限厚开采 2 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 1分层间歇开采(2)(2)尽量采用无煤柱开采技术,预防残留尺寸不当的煤柱.(3).(3)布置较长的工作面,使建筑物仅承受动态变形.(

16、4).(4)协调开采上下煤层或上下分层协调开采同一煤层相邻工作面协调开采.(5).(5)合理布置各煤层或上下分层的开采边界.(6).(6)合理部署工作面推进方向.3.3、 合理确定建筑物与开采区域的相对位置 4 4、对称背向开采.2.2.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 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 IVIV地板不均匀隆起区 V V,地板均匀隆起区 V1V1. .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

17、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 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水平的岩层范围.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 h h3. .3 3 . .防水平安煤岩柱