搜索
一、名词解释（共30分，每小题6分）1.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。P52.最大下沉角：地表最大下沉点与采空区中点的连线和水平线所成的锐角称为最大下沉角。P103.边界角：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盆地边界点（下沉为10mm）至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为边界角。P144.条带开采：条带开采是一种部分开采方法，它是将要开采的煤层区域划分为比较正规的条带形状，采一条、留一条，使留下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的重量，而地表只产生较小的移动和变形。P1975.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。P506.岩层移动角：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矿柱一侧的夹角称为移动角。7.充分采动：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。8.防水安全煤岩柱：在水体底界面至煤层开采上限之间所留设的防止水体中的水溃入井下的煤和岩层块段称为防水安全煤岩柱。9.最大下沉速度滞后角：把地表最大下沉速度点与相应的回采工作面连线和煤层（水平线）在采空区一侧的夹角，称为最大下沉速度滞后角。10.主要影响半径：受无限开采的影响，除下尘以外，主要的地表移动变形均发生在x=-r~+r的范围之内，所以称r为主要影响半径。11.超前影响角：将工作面前方地表开始移动（下沉10MM）的点与当时工作面的连线和水平线在煤柱一侧的夹角。12.协调开采：是根据开采引起地表移动变形分布规律，通过采用合理的开采布局，开采顺序、方向、时间等方法减缓地表变形值。13.主断面：通常将地表移动盆地内通过地表最大下沉点所作的沿煤层倾向和走向的垂直断面称为地表移动盆地的主断面。14.起动距：通常把地表开始移动（下沉10mm）时的工作推进距离。15.充分采动角：在充分采动条件下，在地表移动盆地的主断面上，移动盆地平底的边缘在地表水平线上的投影点和同侧采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。二、简答题（每小题10分，共计40分）1．为保护地表建筑物采用的主要技术和开采方法有哪些？p141答：（1）开采方法：充填开采方法、部分开采方法、协调开采方法、岩层离充填裁沉方法。（2）建筑物加固方法：设置变形缓冲沟、设置变形缝、设置钢拉杆、设置钢筋混凝土圈梁、设置基础联系梁、设置钢筋混凝土锚固板、堵砌门窗。2.试分析曲率变形对地表建筑物的影响。P127答：曲率变形表示地表倾斜的变化程度。建筑物位于正曲率（地表上凸）和负曲率（地表下凹）的不同部位，其受状态和破坏特征也不相同。前者是建筑物中间受力大，两端受力小，甚至处于悬空状态，产生破坏时，其裂缝为倒八字形；后者中中间部位受力小，两端处于支撑状态，产生破坏时，其裂缝为八字形。曲率变形引起的建筑物上附加应力的大小，与地表曲率半径、土壤物理力学性质和建筑物特征有关。一般是随曲率半径的增大，作用在建筑物上的附加应力减小；随建筑物长度的增大、底面积增大，建筑物产生的破坏也加大。3.水体下开采主要采哪些主要技术措施？P165答：（1）试探开采：先远后近，先厚后薄，先深后浅，先简单后复杂。（2）分区开采：同一井田内隔离采区进行开采、建立若干单独井田同时开采。（3）合理选择开采方案：留安全煤柱顶水开采、疏干或疏降水体开采、顶疏结合开采。（4）合理选择开采方法及开采措施。其中常用的开采方法有：部分开采、分层间歇开采、充填开采、长走向小阶段开采、正常等速开采、倾斜长壁开采。4．采动上覆岩层内三带划分及各带特征。P3答：煤层采动以后，将移动稳定后的岩层按其破坏程度，大致分为三个不同的开采影响带，即冒落带、裂缝带和弯曲带。（1）冒落带。冒落带是指用全部垮落法管理顶板时，回采工作面放顶后引起煤层直接顶板岩层产生破坏的范围。a.无序性，冒落岩块大小不一无规则地堆积在采空区内；b.碎胀性，它是使冒落能自行停止的根本原因；c.可压缩性，冒落岩块间的空隙随着时间的延长和采动程度的加大，在一定程度上可得到压实；d.冒落带的高度主要取决于采出厚度和上覆岩石的碎胀系数，通常为采出厚度的3-5倍。（2）裂缝带。在采空区上覆岩层中产生裂缝、离层及断裂，但仍保持层状结构的那部分岩层称为裂缝带。这一层的特点是：a.成层性；b.连通性，能导水。（3）弯曲带。弯曲带位于裂缝带之上直至地表。其特点是：a.具有隔水性；b.岩层的移动过程是连续而有规律的；c.高度主要受开采深度的影响。5.简述建筑物下采煤的主要开采技术措施。部分开采（条带开采房柱式开采限厚开采）充填开采离层注浆协调开采6.影响底板突水的因素有哪些？答：煤层底板含水层的富水性、含水层的水头压力、地质构造、地板隔水层的厚度与结构、矿山压力以及开采方法。7.影响地表移动变形的主要采矿因素有哪些？（1）岩石力学性质对覆岩移动破坏的影响。（2）岩石力学性质对开采沉陷分布规律的影响。（3）松散层对地表移动特征的影响。（4）矿层倾角的影响。（5）采深与采高的影响。（6）开采范围大小的影响。（7）开采方法及顶板管理方法的影响。（8）开采速度的影响。（9）重复采动的影响。8.为了保护地面建筑物除了在地下应该采取一定的技术措施外，还应该在地面采用哪些主要措施？（1）提高建筑物的刚度和整体性，增强建筑物抵抗变形的能力，如设置钢拉杆、钢筋混凝土圈梁、基础联系梁。（2）提高建筑物适应地表变形的能力，减少地表变形引起的建筑物附加内力，如设置变形缝、地表缓冲沟、滑动层等。9.怎样确定走向观测线在倾向方向的位置？走向观测线必须位于走向主断面内，确定走向主断面的位置应在倾斜主断面上按最大下沉角θ来确定。由采空区中心向下山方向偏移一段距离d,即d=H*cotθ三、综合题（第1小题5分，第2小题10分，第3小题15分，共30分）1．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。答：p181-下沉；2-倾斜；3-曲率；4-水平移动；5-水平变形2．什么叫充分采动角？画图说明水平煤层开采时采动程度的判定方法。P9答：在充分采动条件下，在地表移动盆地的主断面上，移动盆地平底的边缘(在地表水平线上的投影点)和同侧采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角称为充分采动角。3.煤炭资源的开采，一方面给人们提供了矿产资源，另一方面也带来了一系列的环境和生态问题，试回答主要表现在哪些方面？答：（1）使地面标高降低，耕地淹没、盐渍化、沙漠化，在山区引起坡体滑移。（2）地表沉陷使位于沉陷区的建（构）筑物、铁路、公路、桥梁、隧道、堤坝、输电线路等人工建（构）筑物损害、倒塌，影响人民的生命财产安全和交通运输安全。（3）地下开采使含水层水位下降，地面河流、水库干涸，使水进入井下，淹没矿井。（4）在岩溶发育区，地下开采使地面出现大量塌陷坑、塌陷漏斗。（5）开采引起矿区局部地震，震级R2～3级，引起当地居民极大的恐慌。随着开采深度的增加，地震发生的频率、震级均将增大。（6）矿山开采和加工过程中产生的的大量粉尘和排放的SO2、NOx等有害气体，危害矿区工农群众的身体健康，导致呼吸系统病变，影响动植物的生存和生长，污染水体、土壤和环境。4.影响底板突水的因素有哪些？水源条件：包括水量和水压矿山压力隔水层的阻水能力地质构造5.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）6.描述岩层与地表移动常用的5个指标是什么？他们之间有什么关系?并说明最大值发生的位置常用的定量指标：下沉倾斜曲率水平移动水平变形倾斜是下沉的一阶导数，当x=0时，地表倾斜值最大曲率是下沉的二阶导数，是倾斜的一阶导数。当x=±0.4r时，地表曲率值最大。水平变形是水平移动的一阶导数。当x=±0.4r时，地表水平变形值最大。7.简述一下开采沉陷预计的意义和作用。答：（1）在理论研究上：利用预计结果可以定量地研究受开采影响的地表在时间上和空间上的分布规律。（2）在生产实践上：利用预计结果可以指导建筑物下、铁路下和水体下（简称“三下”）的开采实践。在建筑物下开采时，预计结果可以用来判别建筑物是否受开采影响和受开采影响的程度；在铁路下开采时，可以根据预计结果判断铁路下开采的可能性；在水体下开采时，预计结果被用来判断矿井受水患威胁的程度。四.画图题1.试画出水平煤层充分采动与非充分采动与超充分采动走向主断面上的下沉曲线、水平移动曲线、倾斜曲线、曲率曲线、水平变形曲线。（非充分采动画在一个图上，超充分采动画在一个图上）。