煤矿特殊开采方法试题

1、三下一上（ 建筑物下、铁路下、水体下和承压水上）
2、采用特殊开采工艺方式（短壁开采、充填采煤、上行开采、水力采煤、煤与煤层气共采、煤的地下气化 ）
3、开采引起的岩层移动横向有（充分采动区、岩石压缩区、最大弯曲区和底板隆起区）
纵向有（垮落带、断裂带和弯曲带）
4、采空区处理方法：全部垮落法、充填法、煤柱支撑法
5、地表移动和变形预计方法：典型曲线法、概率积分法、下沉网格法
6、影响建筑物五项指标（下沉 水平移动倾斜 曲率 水平变形 ）
7、建筑物的破坏程度取决于：（地表变形大小、本身抵抗变形的能力 ）
8、建筑物下采煤的井下采空区处理方法：（充填法处理采空区、条带采煤法 、采空区离层带中高压注浆 ）
9、水体下采煤方式：（顶水采煤、疏水采煤、顶疏结合采煤、堵截水源与疏水采煤）
10、上行式开采分类：（厚煤层分层充填上行开采、厚煤层分层恒底式上行开采、煤层群垮落上行开采）
11薄煤层和极薄煤层采煤工艺（长壁式开采、螺旋钻机开采、连续采煤机房柱式采，急倾斜煤层钢丝锯开采）
12、水采矿井生产系统（高压供水系统、煤水提运系统、脱水系统）
13、水采工作面水枪完成一次采煤作业循环所开采的煤层块段称为采垛或煤垛

名词解释
1、地表移动--因地下采矿使地表产生移动、变形和破坏的现象和过程 。分为非连续性和连续性
2、地表移动盆地：采空区上方地表形成的沉陷区域，又称地表下沉盆地。 分为动态静态盆地
3、充分采动：把地表最大下沉值不再随开采区域尺寸增大而增加的开采状态
4、超充分采动：地表下沉盆地出现平底或有多个点的下沉值达到最大下沉值的采动状态
5、充分采动角：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平底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
6、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的连线与水平线在煤壁一侧的夹角
7、下沉盆地移动角：在充分或接近充分采动条件下，在移动盆地的主断面上，地表最外的临界变形点和采空区边界点连线与水平线在煤壁一侧的夹角
8、铁路下采煤的含义：主要指线路下采煤（桥梁、隧道和车站与普通建筑物相同）
保证铁路列车和线路安全运行的条件下开采。
9、水体下采煤—地表水体下或地下水体下采煤
10、底板承压水—有一定水压、贮存和流动于煤层底板灰岩中的水体。（太原群灰岩、奥陶系灰岩、茅口灰岩 中有承压水）
11、煤层底板突水：
灰岩水

穿越了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掘空间的现象
12、底板阻水带：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
13、底板承压水导升带：与石灰岩邻接的岩层中原始就存在着节理和裂隙，岩溶承压水进入后成为导水层
14、上行式开采顺序：煤层间、厚煤层分层间及煤组间先采标高低的煤层、分层或煤组，后采标高高的煤层、分层或煤组
15、不稳定煤层： 煤层厚度变化较大，无明显规律，且煤层结构复杂或极复杂的煤层；极不稳定煤层：煤层厚度变化极大，呈透镜状、鸡窝状，一般不连续，很难找出规律，可采块段分布零星的煤层
16、水力采煤是指利用水力或水力一机械开采和运输提升的采煤技术，简称水采

简答
1、需要留设保护煤柱的地面建筑物和构筑物
地表无可靠抵抗地表变形措施的工业场地建筑物和构筑物；需要保护的文物、建筑物；开采后地表可能产生不连续变形的地面建筑物；地表下沉后建筑物低于地下潜水位的；高速公路、机场跑道、高速铁路等。
2、防止地表突然下沉和塌陷
1）在缓倾斜和倾斜厚煤层浅部, 采用倾斜分层
2）急倾斜煤层（浅部）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。煤层露头处应保留足够高度的煤柱
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方覆岩为石灰岩地层，需查明建筑物下方是否有老窑、废巷、岩溶、老井以及他们被充填的程度
3、合理确定建筑物与开采区域的相对位置
位于区段内时，工作面应平行于建筑物长轴布置建
建筑物位于区段外时，工作面应垂直建筑物长轴方向布置
避免工作面与建筑物长轴斜交，承受长期拉变形
4、条带采煤法的适用条件
地面为密集建筑群、结构复杂的或纪念性的建筑物；难搬迁的村庄；铁路桥梁、隧道或铁路干线下；水体下的煤层及受岩溶承压水威胁的上方煤层；地面排水困难。
条带采煤法开采的理想地质条件：煤层埋深小于400~500m，单一煤层，厚度比较稳定，顶底板岩层和煤层较硬
5、条带开采注意的问题
上行开采顺序有利于保留条带基本不再受重复采动影响。
当煤层间距较小时上下煤层或上下分层的煤柱要对齐。
保留条带中尽量不开掘巷道或少开掘巷道
不得随意扩大采出条带宽度和缩小保留条带宽度。
回采巷道采用锚杆支护能起到加固保留条带的作用。

6、铁路下采煤的依据
采深与采厚之比达到一定值后，地表移动和变形是连续型的，在一定的地表下沉速度下，可以通过及时维修来保证行车安全。

铁路下采煤的特点
列车重量大，速度快、线路技术标准要求严格
国家铁路干线是国民经济的动脉，安全上比一般建筑物要求高
铁路线路的移动和变形较为复杂
线路可以通过维修消除移动和变形
7、水体下采煤的特点
主要考虑煤层与水体之间有无隔水层，开采后隔水层能否破坏，开采引起的上覆岩层裂隙是否波及水体
水体下采煤的保护对象是矿井本身，为保护矿井本身必须保护水体下方的岩层
水体下采煤的主要对策是隔离和疏降
8、水体下采煤的安全技术措施
试探开采，分区隔离开采 ，全部充填法开采、部分开采和分层间歇开采，
坚持有疑必探，先探后采的原则 ，正确设计防水隔离煤柱。
9、影响底板突水的主要因素
水源条件 ，水量愈丰富，突水量愈大，危害也愈大。地质构造 ，底板突水事故的80%以上发生在断裂构造附近。隔水层的阻水能力。支承压力诱发底板突水 。
10、承压含水层上安全采煤的技术措施（书）
一、深降强排（疏水开采）设置各种疏水工程，将岩溶水水位人为地降低到开采水平以下,以确保安全开采。疏水井巷、疏水钻孔等。
二、外截内排（堵水开采）在井田或井田内某一区域外围集中径流带采用钻孔注浆的方法建立人工帷幕，截断矿井的补给水，然后在开采范围内进行疏水，将承压水的水位降低到开采水平以下

三、带压开采，指的是具有承压水压力的含水层上进行采煤
四、综合治理同时带压开采方案，1、缩短工作面长度；2、缩小来压步距；3）改变顶板
11、极薄和薄煤层开采特点
与厚和中厚煤层相比，极薄和薄煤层开采存在以下特点：
(1)采高低，人员在工作面只能爬行，甚至以卧姿作业，工作条件差，设备移动困难。
(2)掘进率高，工作面接替困难。
(3)长壁机械化工作面投人产出比高，单产、工效及经济效益低。
12、、深矿井开采出现的主要问题
矿压显现强烈；冲击地压和煤与瓦斯突出加大；地湿升高；通风、提升、排水、勘探困难
13、水力采煤的优点
与普通机械化开采相比，水采具有下列主要优点：
1）生产能力较高、增产潜力大2）工艺简单，效率较高3）设备简单，材料消耗少、吨煤成本较低4）安全条件较好5）对地质变化的适应能力较强

1、某工作面开采,倾向已达充分采动,走向长度已足够长,可认为是半无限开采,走向主断面处开采深度H=310m,采厚m=2m m=1.45m,煤层倾角a=12°,覆岩中硬,全部垮落法管理顶板,已知经验值h =0.76，tgb=2.2， S0=0.1H， b=0.36
预计沿地表移动盆地走向断面上的最大移动和变形值.
S0=0.1H=0.1′310=31(m)



一、 名词解释
1、上“三带”：自上而下

为垮落带、裂缝带和弯曲带。垮落带指脱离岩层母体，失去连续性，呈不规则岩块或似层状巨块向采空区毛罗的那部分岩层，裂缝带指位于垮落带之上，具有与采空区连通的的导水裂隙，但连续性未受破坏的那一部分岩层。弯曲带指导水裂缝带顶界到地表的那部分岩层。P2
2、充分采动：当地下煤层采出后，地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值，此时的采动为充分采动。P22
3、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至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为边界角。P32
4、协调开采：就是根据不同的爱护对象，通过合理布设开采工作面，如合理设计工作面之间的相对位置、回采顺序等，让各工作面开采的相互影响能够得到有利迭加，使迭加后的变形值小于爱护对象的允许变形值，以达到减小开采对爱护对象影响的目的。P70
5、地表移动盆地：在开采影响波及到地表以后，受采动影响的地表从原有的标高向下沉降，从而在采空区上方地表形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域，这种地表沉陷区域称为地表移动盆地，或称下沉盆地。P17
6、非充分采动角：在非充分采动的条件下，根据移动盆地主断面上实测下沉曲线，取盆地中心点至采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角称非充分采动角
7、导水破坏带：煤层底板受开采矿压作用，岩层连续性遭受破坏，其导水性因裂隙产生而明显改变。促使导水性明显改变的裂隙在空间分布的范围成为底板导水破坏带。P145
8、裂缝角：在充分采动或接近充分采动条件下，在地表移动盆地主断面上，移动盆地内最外侧的地表裂缝至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为裂缝角。P33
9、导水破坏带：煤层底板受开采矿压作用，岩层连续性遭受破坏，其导水性因裂隙产生而明显改变。促使导水性明显改变的裂隙在空间分布的范围成为底板导水破坏带。P145

11、承压水导高带：承压水导高带指含水层中的承压水，沿隔水底板中的裂隙或断裂破碎带上升的高度。
12、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3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成为移动角P33
13、充分采动：当地下煤层采出后，地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值，此时的采动为充分采动。P22
14、裂隙角：在充分采动或接近充分采动的条件下，在移动盆地主断面上，盆地最外侧的裂缝至采空区边界的连线与煤层在采空区一侧的夹角称裂隙角

二、填空题

2、地表移动变

形和破坏形式，归纳起来有地表 地表移动盆地 、 裂缝及台阶 、 塌陷坑 几种。
3、水体下压煤开采，为了安全可以从 开采引起的覆岩中的裂缝是否互相连通 和 互相连通的裂缝是否波及到水体 两个方面考虑。
4、地下开采对地表的损害主要表现为 倾斜 和 水平 方向的移动变形。
5、影响超前角大小的因素主要有 采动程度 、 工作面推进速度 、 采动次数 。
6、岩体受采动影响，覆岩破坏具有明显的分带性，自上而下分别称为 垮落带 、 裂缝带 、 弯曲带 ，一般简称“ 三带 ”。
7、山区近水平煤层开采引起的非连续变形，主要形式 塌陷坑 、 塌陷槽 、 采动滑坡 。
8、充填开采法地表沉陷主要影响因素 下沉量因素 、 压缩量因素 。
9、底板突水的影响因素主要有含水层 的富水性 、地质构造 、矿山压力 、 含水层水压力 、 底板隔水层的阻抗水能力 、 地应力 。
10、上覆水体防治措施有 留安全煤（岩）柱顶水开采 、 疏干或疏降水体开采 、 顶疏结合开采 、 处理补给水源 。
11、传统充填方法按充填方式可分为 水力充填 、 风力充填 、 机械充填 、 矸石自溜充填。
12、地下开采对地表房屋的损害主要是 由采动地表在垂直方向的移动变形（下沉、倾斜、曲率、扭曲）和水平方向的移动变形（水平移动、拉伸和压缩变形）以及地表平面内的剪应变引起 两个方面。
13、采动岩体内的移动破坏形式有 弯曲 、 断裂 、 垮落 、 离层 、底鼓 、片帮、岩爆、煤爆。
14、矩形建筑物长轴方向抗变形的能力 较小 ，短轴方向抗变形能力 较强。所以，在建筑物下可采用 平行长轴开采 。
15、协调开采时通过 合理布设开采工作面 来减小开采对受保护对象影响的目的。
16、矿区水体主要分为 地表水 、 地下水 两类。

三、问答题
1、开采岩层移动变形，其影响因素有哪些？
答：（1）：覆岩力学性质的影响；（2）：覆岩岩体结构；（3）：松散层影响；（4）：地层倾角的影响；（5）开采深度的影响；（6）；开采厚度和采空区面积的影响；（7）：采煤方法及顶板管理方法的影响；（8）：时间过程的影响；（9）：地质构造的影响；（10）：地下水位变动的影响。
2、房柱法开采的适用条件有哪些？
答：（1）：近水平和缓倾斜薄及中厚煤层；
（2）：顶板中等稳定以上，底板较平整、不太软，且保持干燥、无积水；
（3）：煤层的埋藏深度较小，一般在300~500m以内；
（4）：煤质较硬，瓦斯含量小，为低瓦斯矿井或高瓦斯矿井的低瓦斯煤层；
（5）：煤层不容易自燃，非

近距煤层组等。
3、铁路下采矿有哪些特点？
答：（1）：铁路是延伸性建筑物，相互之间为一整体。如果某一区段出了问题，必然会影响全线正常通车。必须全盘考虑。
（2）：铁路在不中断线路营运条件下，通过起道、拨道、调整轨缝等措施消除线路的移动变形。
（3）：铁路突然的、局部的陷落，对列车运行危害极大，可能导致列车行车事故，必须加以防止。
（4）：铁路线路是在承受列车的动荷载作用下工作的。列车速度快、重量大、线路受力复杂。
4、试举例10种煤矿常见的违章行为？
5、底板突水的主要影响因素有哪些?
答；1含水层的富水性2.地质构造3.矿山压力；工作面尺寸，开车方法，每层厚度，每层倾角，开采深度，顶底板的岩性4.含水层水压力5.底板隔水层的阻抗水能力；隔水层厚度及岩性，地质构造效应6.地应力；构造应力和重力的大小P137
6、水体下开采特点是什么？
答；1进行水体下开采时，主要考虑开采引起的覆岩中的裂隙是否相互连通，以及相互连通的列次是否波及到水体，，因此，研究覆岩的移动破坏规律特别是能够倒水裂隙带的高度以及其分布形态至关重要。水体下开采时的保护对象和保护范围也具有特殊性，开采时的主要对象是矿井本身，为了更好的达到保护目的，不得不保护本身并不一定有价值的水体和水体下方的岩层快段P114
7、地表移动轨迹有哪些特点？
(1)当工作面由远处向地表点A推进、移动波及到A点时，地表下沉速度由小逐渐变大，A点的移动方向与工作面推进方向相反，此为第一阶段。（2）当工作面通过A点正下方继续向前推进时，地表下沉速度迅速增大，并逐渐达到最大下沉速度，A点的移动方向近于垂直方向，此为第二阶段（3）当工作面继续向前推进，逐渐远离地表点A后，点A的移动方向逐渐与工作面推进方向相同，此为第三阶段（4）当工作面远离地表点达到一定距离后，回采工作面对A 点的影响逐渐消失，点A的移动逐渐消失，点A的移动停止。稳定后。点A的位置并不一定在其起始位置的正下方，一般略微偏向回采工作面位置停止一侧，此为移动的第四阶段。P34
8、水体开采安全技术措施有哪些？
答；一；上覆水体防治措施；1.留安全煤柱顶水开采2.疏干或疏降水体开采3.疏顶结合开采4.处理不及水源。河流改到，河流铺整，巷道截水，地面防水
二；1.试探开采；先远后进，先厚后薄、先深厚浅，先简单后复杂2.分区开采同一井田隔离采取开采，建立单独井田同时开采3减小覆岩破坏高度的开采措施；填充开采，部分开采，分层间歇开采4.长走向小阶段开采5.正常等速开采带状填充方

法，工作面假设木垛等P128
9、防水煤（岩）柱留设的原则是什么？
(1)在有突水威胁但又不宜疏放的地区采掘时，需留设防水煤（岩）柱。（2）在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降到最低限度，以提高资源利用率。（3）留设防水煤（岩）柱必须与开采区域的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，还要与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素互相适应。（4）一个井田或一个水文地质单元的防水煤（岩）柱应该在它的总体开采设计中确定。（5）在多煤层地区，各煤层的防水煤（岩）柱必须统一考虑确定，以免某一煤层的开采破坏另一煤层的防水煤（岩）柱，致使整个防水煤（岩）柱失效。（6）在同一地点有两种或两种以上留设煤（岩）柱的条件时，所留设的煤（岩）柱必须满足各个留设防水煤（岩）柱的条件。（7）对防水煤（岩）柱的维护要特别严格（8）留设防水煤（岩）柱所需要的数据必须在本地区取得（9）防水煤（岩）柱中必须有一定厚度的粘土质隔水岩层或裂隙不发育、含水性极落的岩层，否则防水煤（岩）柱将无隔水作用。（10）含水层隔水底界一定要查清，并要注意是否局部缺失（所谓“天窗”）和厚度变薄区。P119
10、充填开采法主要影响因素？
答；一下沉量因素1.填充前顶板下沉因素2.填充体欠接顶量
二；压缩量因素1.填充体压缩量2.顶底板和浮煤压缩量3.降低填充体压缩量
11、试述地层倾角对岩层移动有哪些影响？
答；地层倾角只所以对岩层移动产生影响；其一是不懂倾角的地层往往具有不同德岩体结构，从而影响岩层移动特征；其二是因为不同倾角的底地层在煤层开采后形成的应力重分布特点不同，从而影起岩体结构状态的不同变化，使岩层移动变形的发展过程、破坏的形态和范围等产生显著的差异。P14
12、条带开采法主要使用条件？
答；1.城镇密集建筑群?结构复杂建筑物和纪念性建筑物下开采2.铁路桥梁?隧道或铁路干线下开采3.水体上下开采4.高潜水位矿区5.煤层层数少，厚度稳定，断层少6邻近采区的开采不影响煤柱的稳定性P77
13、试述充填法开采对地表沉陷的影响因素有哪些？P84
（1.下沉量因素：充填前顶板下沉量，充填体欠接顶量
(2.压缩量因素：充填体压缩量，顶底板和浮煤压缩量，降低充填体压缩
14、规程规定中，有关特殊开采方面列举5条。
答：(1.)矿井建设和延深中，当开拓到设计水平时，只有在建成防，排系统后，方可开始想
向有突水危险地区开拓掘进。
(2.)井下采区，巷道有突水或者可能积水的，应当

优先施工安装防，排水系统，并保证有足够的排水能力。
(3.)对于煤层顶，底板带压的采掘工作面，应当提前编制防水设计，制定并落实开采期间各项安全防范措施。
(4.)开采水淹区域下的废弃防隔煤柱时，应当彻底疏干上部积水，进行可行性技术评价，确保无溃浆威胁。严禁订水作业。
(5.)煤系顶底部有强岩溶承压含水层时，主要运输巷和主要回风巷应当布置在不受谁威胁的层位中，并以石门分区隔离开采
15.透水预兆有哪些？
答：1、挂红。矿井水中含有铁的氧化物，在它通过煤岩裂隙而渗透到采掘工作面煤岩体表面时，会呈现暗红色水锈，这种现象叫挂红。挂红是一种出水信号。
2、挂汗。积水区的水在自身压力作用下，通过煤岩裂隙而在采掘工作面的煤岩壁上结成许多水珠。
3、水叫。含水层或积水区内的高压水，向煤岩裂隙挤压时，与两壁摩擦会发出“嘶嘶”叫声，这说明采掘工作面距积水区或其他水源已经很近了。
4、空气变冷。采掘工作面接近积水区域时，空气温度会下降，煤壁发凉，人一进入工作面就有凉爽、阴冷的感觉。
5、出现雾气。当采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，会被蒸发而形成雾气。
6、顶板淋水加大；顶板来压，底板鼓起。
7、水色发混，有臭味。
8、采掘工作面有害气体增加。积水区向外散发瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有害气体。
9、裂隙出现渗水等。如果出水清静，则离积水区较远；若浑浊，则离积水区已近
16.在哪些情况下必须停止掘进，探水工作？
答：接近溶洞、暗河、导水断层、导水陷落柱或含水丰富的含水层；接近有出水可能的钻孔；接近水文地质条件复杂的区域；接近有积水的灌浆区；接近可能与河流、湖泊、蓄水池等相通的断层破碎带；接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿；打开防隔水煤岩柱进行放水前。