1、一、名词解释1.开采沉陷:有用矿物被采出后,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,使岩体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: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称为移动角。3.最大下沉角:在倾斜主断面上,地表最大下沉点和采空区中点的连线与沿煤层下山方向水平线所成的锐角。除与岩性有关外,还与煤层倾角有关。在在倾斜或缓倾斜煤层条件下, 随煤层倾角的增大而减小。4.充分开采:地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值,此时的采动称
2、充分采动。5.起动距:在走向主断面上,工作面由开切眼推进一定距离到达 A 点后,岩层移动开始波及到地表,通常把地表开始移动时工作面的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,根据其他地质采矿条件和选用的预计函数、参数、预先计算出岩层和地表变形,称为开采沉陷预计7. 边界角:地表移动盆地主断面上盆地边界点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一例的夹角称为边界角。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:多个点的下沉值达到最
3、大下沉值的采动情况,称为超充分采动。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,最大下沉速度总是滞后于回采工作面一个固定距离,这个固定距离称为最大下沉速度滞后距,用 L 表示。11、地表移动盆地:当地下工作面开采达到一定距离后(约为采深的1/41/2 时) ,开采影响到地表,受采动影响的地表从原有的标高向下沉降,从而在采空区上方形成一个比采空区大得多的沉陷区域 , 称 为 地 表 移 动 盆 地 , 或称 下 沉 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 、 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
4、据 水平变形值 、倾斜值 和 曲率值 。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、 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
5、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?答: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?3请简述采动上覆岩层内三带划分及各带特征。答: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。跨落带特征:分带性连通性碎胀性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压缩性。断裂带特征: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根据连通性的
6、好坏,断裂带一般导水但不利于沙、泥土通过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导水断裂带高度于岩性相关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: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具有隔水性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。(1)指标:下沉、倾斜、水平移动、水平变形、(2)关系:地表两相邻两点,在竖直方
7、向的下沉差与其水平距离的比值为地表倾斜;两相邻线段的倾斜差与两线段中点间的水平距离的比值为曲率;地表两相邻点的水平移动差与两点间水平距离的比值为水平变形。(3)位置:水平煤层非充分采动时最大下沉值位于采空区中央正上方;在拐点处倾斜最大,两个最大的曲率为位于边界点和拐点之间,最大副曲率位于最大下沉点处,在拐点处水平移动最大,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观测线应设计在移动盆地的主断面上;2观测线的长度应大于移动盆地的范围,以便建立观测线控制点和测定采动影响边界;3观测期间不受临近采区的影响;4观测线上布置的测点应有一定密度6详
8、细叙述地表移动观测站的观测工作内容。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?7用图和文字说明地表移动盆地的形成过程。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,
9、要延续一段距离时间。9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、连接测量: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。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:全面观测(Total Observation)包
10、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。(1)高程测量(2)导线测量3、日常观测工作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。在移动过程中,要进行日常观测工作,即重复进行水准则量。10、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) ( 5)代表地表移动和变形的名称。答:(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 。11、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)