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一、名词解释1.开采沉陷:又称矿山岩层及地表移动，是地下采矿引起岩层移动和地表沉陷的现象和过程。具体的讲，就是有用矿物被采出以后，开采区域周围的岩体的原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡，在此过程中，使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏（开裂、冒落等），这种现象称为“开采沉陷”。2.移动角:在充分采动或接近充分采动的条件下，地表移动盆地主断面上三个临界变形值中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。3.最大下沉角:在非充分采动条件下,在移动盆地倾向主断面上,采空区中点和地表最大下沉点在基岩面上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角。4.充分开采:充分采动是指地下矿层采出后，地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值，此时的采动状态称为充分采动.5.起动距:通常把地表开始移动（下沉为10mm）时的工作面推进距离称为起动距。6.开采沉陷预计:对一个计划进行的开采，在开采进行以前，根据其地质采矿条件和选用的预计函数、参数，预先计算出受此开采影响的岩层和(或)地表的移动和变形的工作，称为开采沉陷预计。7.边界角:在充分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连线与水平线在煤壁一侧的夹角。8.开采影响传播角:表示倾斜煤层开采条件下，地表下沉曲线向下山方向的偏移程度，其取值为下沉曲线的拐点与同侧采空区计算边界(考虑拐点偏移距后)的连线与水平线在下山一侧的夹角。9．超充分采动:当达到充分采动后，回采工作面的尺寸再继续扩大时，地表的影响范围相应扩大，但地表最大下沉值不再增加，地表移动盆地将出现平地，地表有多个点的下沉达到最大下沉值的采动情况。10.最大下沉速度滞后距:当地表达到充分采动后，在地表下沉速度曲线上，最大下沉速度点的位置总是滞后回采工作面一固定距离，此固定距离称为最大下沉速度滞后距。11.地表移动盆地:地下开采波及到地表，使受采动影响的地表从原有标高向下沉降，从而在采空区上方地表形成一个比采空区大得多的沉陷区域，这种地表沉陷区域称为地表移动盆地。二、填空题1、采动上覆岩层按其破坏程度分为三个不同的开采影响带，分别为冒落带、断裂带(裂缝带)和弯曲带。2、判断采动影响下建筑物的损害程度主要根据水平变形、曲率和倾斜。3、在描述地表移动和变形的5个指标中，水平煤层开采时最大值发生在采空区边界正上方的为水平移动和倾斜。4、开采影响下地表点的整个移动过程分为三个阶段：开始阶段、和活跃阶段和衰退阶段。三、判断正误题1、在进行保护煤柱设计时，为村庄民房和学校建筑物留设煤柱，所选取的围护带宽度不应该相同。（√）2、采动影响下，若地表建筑物墙体出现了倒“八”字型裂缝，说明该处地表曲率值为负值。（×）3、在充分采动条件下，对某一具体工作面（采厚相同）来说，地表最大下沉值不随开采尺寸的增大而增大。（√）4、采用概论积分法预计地表移动和变形时，不用移动角、边界角。（√）5、拐点偏距的大小与上覆岩层岩性有关，岩性越软弱，其值越小。（√）？四、综合题1.利用概率积分法进行开采沉陷预计时，当工作面充分采动时地表移动变形极值如何计算？2.请绘制近水平煤层工作面充分采动时主断面内地表5中移动变形静态曲线，并说明曲率曲线的分布规律？P81xxδ0ψ3ψ3δ0ooAABBEEEE（5）（4）（2）（1）（3）判别：当用φ3角作的两直线刚好交于地表时，此时地表为充分采动。地表刚达到充分采动时和非充分采动时相比，它们的不同之处在于：1．最大下沉值已达到该地质采矿条件下之最大值。2．倾斜、水平移动曲线没有明显变化。3．曲率或水平变形曲线在采区中心拐点、边界点为零；在边界点和拐点之间达到最大拉伸；在拐点和采区中心之间达到最大压缩变形。3.请简述采动上覆岩层内三带划分及各带特征。1）岩层移动和破坏稳定后按其破坏的程度大致分为三个不同的开采影响带，即跨落带、断裂带、弯曲带。2）跨落带特征：①分带性②连通性③碎胀性④跨落带高度主要取决于采出的厚度和上覆岩层的碎胀系数⑤压缩性。断裂带特征：①断裂带内的岩层会发生垂直于层理面的裂缝和断裂，还会发生顺层理面的离层裂缝②根据连通性的好坏，断裂带一般导水但不利于沙、泥土通过③跨落带和断裂带合称为跨罗断裂带，在解决水体下采煤时跨落带和断裂带合称为导水断裂带④导水断裂带高度于岩性相关⑤断裂带随着工作面推进距离的增加，当采空区扩大到一定范围时，断裂带的高度达到最大。弯曲带的特征：①弯曲带内岩层在自重的作用下产生层面法向弯曲，在水平方向上处于双向受压状态，其压实程度比较好②弯曲带内岩层移动过程连续而有规律，并保持整体性和层状结构③具有隔水性④弯曲带的高度主要受开采深度的影响。4.描述岩层与地表移动常用的5个指标是什么？它们之间有什么关系？并说明最大值发生的位置。5个指标：下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形。关系：共同构成了地表移动和变形的分布概况。下沉曲线的一阶导数是倾斜曲线，曲率曲线是倾斜曲线的一阶导数也即是下沉曲线的二阶导数，水平移动曲线与倾斜曲线相似，水平变形曲线与曲率曲线相似，是水平移动的一阶导数。最大值位置：下沉，在采空区中央点处下沉值最大。倾斜：在拐点处倾斜最大，有两个相反的最大倾斜值。曲率：两个最大正曲率位于边界点和拐点之间，最大负曲率位于最大下沉点。水平移动：在最大下沉点水平移动为零，在拐点处水平移动最大，有两个相反的最大水平移动值。水平变形：两个最大拉伸值位于边界点和拐点之间，最大压缩值位于最大下沉点处。5.地表移动观测站设计原则是什么？1.观测线应设在地表移动盆地的主断面上；2.设站地区在观测期间不受邻近采动的影响；3.观测线的长度要大于地表移动盆地的范围；4.测点的密度应与采深和设站的目的相适应；5.测站的控制点要设在移动盆地范围以外，埋设要牢固。在冻土地区，控制点底面应在冻土线0.5m以下。6.详细叙述地表移动观测站的观测工作内容。地表移动观测站的观测工作可分为三步：连接测量、全面测量、日常测量。1)连接观测的内容：在观测站控制点与矿区控制网之间进行测量，以确定观测站控制点的平面位置和高程。其实质是把观测站和矿区控制网联系起来，以确定井上下对应关系。连接测量需要独立进行两次，测定方法可依据矿区控制网的分布及地形条件分别采用边交会（边、角、边角）、导线测量和水准测量等。2)全面观测的内容：全面观测包括各监测点平面位置和高程测量，各测点间的距离测量，以及记录地表的原有的破坏状况，并做出素描。采动过程中的水准测量，可用附合水准或水准支线的往返测量，按四等水准测量的精度要求进行。在采动过程中，不仅要及时地记录和描述地表出现的裂缝，塌陷的形态和时间，还要记载相应工作面位置、采厚、推进速度、顶板陷落情况、煤层产状、地质构造、水文条件等有关情况。3）日常观测的内容：为判定地表是否已开始移动，在回采工作面推进一定距离（约0.2～0.5H0）后，每隔几天进行一次水准测量（又称巡视测量或预测），如果发现测点有下沉的趋势，即说明地表已经开始移动。7.我国在建（构）筑物采动损害评价时，“三下”采煤规程中规定对建（构）筑物有无损害是以临界变形值来衡量的。目前我国常采用的一组临界变形值是什么？深部开采时哪种临界变形指标一般可以不考虑，原因是什么？8.请绘制近水平煤层工作面非充分采动时主断面内地表5中移动变形静态曲线，并说明下沉曲线的三个特征点及特性？P81（一）下沉曲线（二）倾斜曲线（三）曲率曲线(四)水平移动曲线（五）水平变形曲线1．最大下沉点o：下沉值最大。在水平煤层开采时，在采区中央正上方。2．盆地边界点A、B：据走向边界角δ0作边界点A、B，此处下沉值为零。3．拐点E：拐点是指下沉曲线凹凸的分界点。拐点从理论上讲应位于工作面开采边界的正上方，但由于工作面边界附近的顶板并不切煤壁冒落或呈阶状弯曲，存在悬顶距，因此在四周没采情况下，拐点E不在工作面开采边界的正上方而是略偏向采空区一侧。在地表达充分采动条件下，拐点处的下沉值约为最大下沉值的一半。9.用图和文字说明地表移动盆地的形成过程。过程：（1）．当工作面推进一段距离之后才在地表产生显著的移动。（2）．随着工作面的推进，采空区的扩大，下沉盆地也逐渐扩大。（3）．当采空区达到一定程度时，最大下沉将不再增加而形成一个平底的下沉盆地。（4）．当工作面停止以后，地表的移动不会马上停止，要延续一段距离时间。图P710.何谓连接观测、全面观测、日常观测，其观测的目的、内容、观测方法有哪些1）连接观测:在观测站控制点与矿区控制网之间进行测量，以确定观测站控制点的平面位置和高程。其实质是把观测站和矿区控制网联系起来，以确定井上下对应关系。目的：是把观测站和矿区控制网联系起来，以确定井上下对应关系。方法：连接测量需要独立进行两次，测定方法可依据矿区控制网的分布及地形条件分别采用边交会（边、角、边角）、导线测量和水准测量等。平面连接测量是从已知坐标的控制点（或观测线的交点），按5″导线测量的精度进行。高程连接测量是在矿区水准基点测定观测站控制点的高程，以不低于三等水准测量的精度要求进行。2）全面观测:包括各监测点平面位置和高程测量，各测点间的距离测量，以及记录地表的原有的破坏状况，并做出素描。（内容）方法：（1）高程测量，从观测站控制点开始进行水准测量。（2）导线测量：距离测量，角度测量3）日常观测:为判定地表是否已开始移动，在回采工作面推进一定距离（约0.2～0.5H0）后，每隔几天进行一次水准测量（又称巡视测量或预测），如果发现测点有下沉的趋势，即说明地表已经开始移动。方法：日常观测工作是首次和末次全面观测之间适当增加的水准测量工作。11.下图为水平煤层非充分采动时主断面内地表移动和变形分布规律，说明下图中各曲线（1）～（5）代表地表移动和变形的名称。（1）下沉：地表点的沉降，叫做下沉。（2）倾斜：地表倾斜是指地表相邻两点在竖直方向的下沉差与其水平距离的比值。（3）曲率：曲率是两相邻线段的倾斜差与两线段中点间的水平距离的比值。（4）水平移动：地表下沉盆地中，某点沿某一水平方向的位移叫做水平移动。（5）水平变形：水平变形是指地表相邻两点的水平移动差与两点间水平距离的比值12.垂直剖面法留设保护煤柱用到哪些参数？岩层移动角（上山、下山、走向）表土层移动角采深（含表土层厚度）13.谈谈学了这门课程的体会和认识。答：对煤矿开采对矿区环境、地表破坏的影响，并以减轻危害程度为目标应合理的应用采矿方法和工艺来防治和控制开采沉陷。沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；（1）对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。（2）开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。应采用全部充填开采和土地复垦技术。开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因，有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法，这种方法可使采场没有或减少垮落带，能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大，如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的，所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术，矿区生态复垦技术等多学科知识，对地表塌陷进行综合治理和开发利用，才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。