西安科技大学期末开采损害学重点

1矿井总体设计依据1矿区总体规划设计委托书2矿区详查地质报告及审批文件3矿井环境影响评估。

4各省市国民经济和社会发展五年计划和远景目标纲要5煤炭及相关行业五年计划及远景规划。

2矿井设计程序：1提出项目建议书2可行性研究报告3矿区总体设计4矿区初步设计5施工图设计。

方案分析比较步骤：1明确设计需求内容性质目标：2熟悉掌握设计中所要解决总体活局部课题内部及外部条件。

3更具内部和外部条件，设计任务内容和目标，提出可行方案。

4对提出的可行方案进行经济技术分析。

从中选出2、3个较优方案。

5对选出的较优方案进行详细的技术和经济计算和比较。

全面研究技术和经济的合理性。

明确个方案技术经济差异。

全方面衡量各个方案。

从各个方案中选出相对最优方案。

6按设计需求，对方案做出详细文字说明，绘制必须图纸。

方案比较法优点：能够考虑各种罂粟，从质和量的方面比较评价方案，权衡优劣，最终选取符合要求最佳方案，缺点：初选方案由设计首选经济进行粗略分析，由于设计人员经验水平不同。

又是坑农在初选时就忽略了最优方案，从而选取的方案只能是次要方案井田划分原则:自然环境划分，地质因素划分，指煤层赋存形态划分，按煤层组与储量分布划分，按煤种煤质分布情况划分。

按地形地物界线划分。

人为境界划分：水平标高划分。

地质钻孔连线划分。

经纬线划分，勘探线划分。

矿区建设顺序原则：先浅后深，先小后大。

先易后难，先平硐，再斜井，后立井。

先改扩建再新建。

先急需后一般。

同时建设矿不能太多。

矿井设计步骤：1提出可行性方案2进行方案技术比较3进行方案技术比较。

4方案多目标综合评价优选5填写方案说明绘制图纸井底车场通过能力：单位时间内通过井底车场火灾数量，通常以每运输煤炭吨数表示，确定井底车场通过能力步骤：1计算出不同矿车在井底车场单独运行图标。

2根据不同列车配比编制出井底车场调度图标；3 依据调度图标所表示列车平均间隔时间。

计算出井底车场通过能力。

井底车场线路划分原则：1一台电机车未驶出之前，另一台电动车不能驶入的线路划分为一个区段。

开采损害学课程讲义（授课对象：采矿工程专业2001级一、二班）西安科技大学能源学院采矿工程系余学义2004年9月课程名称：开采损害学；课时：72；授课对象：采矿工程专业2001级一、二班；学分：4；教材：余学义、张恩强编著《开采损害学》煤炭工业出版社，2004.09。

主要参考书：1. 何国清等编 .矿山开采沉陷学.徐州：中国矿业大学出版社, 19892. 颜荣贵编 . 地基开采沉陷及其地表建筑 .北京：冶金工业出版社,19953. 国家煤炭工业局 . 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 . 北京：煤炭工业出版社,2000.4. 沈光寒等编 .特殊开采的理论与实践 .北京：煤炭工业出版社,19985. 林肇信等主编 .环境保护概论 .北京：高等教育出版社,19996. 韦冠俊编 .矿山环境保护 .北京：冶金工业出版社,19907. 赵经彻、何满朝编 .建筑下煤炭资源可持续开采战略 . 徐州：中国矿业大学出版社,19978. 煤炭科学院北京开采所编著 . 煤矿地表移动与覆岩破坏规律及应用 .北京：煤炭工业出版社, 19819. 中国矿业学院等编 . 煤矿岩层与地表移动 .北京：煤炭工业出版社, 1981概述：1.课程基本内容与解决的问题☞开采引起覆岩及地表沉陷的基本规律☞地表沉陷预计理论：概率积分法☞地表沉陷观测与实验室研究方法☞建（构）筑物、水体、道路管线下开采☞减损控制开采方法☞开采引起土地、水资源、环境损害问题☞矿山环境治理及综合评价2. 我国能源结构：按人均能源资源占有量分析，我国2000年人均煤炭可采储量90t，人均石油剩余可采储量3t，人均天然气剩余可采储量1080m3，分别是世界平均水平（165t、23t和24988m3）的54.9%、11%和4.3%，是美国（903t、13t和17025m3）的9.7%、23.1%和6.3%；是经合组织国家（404t、10t和12048m3）的22.3%、30%和9.0%。

（复印）煤矿开采学复习总结（五篇范例）第一篇：(复印)煤矿开采学复习总结一、井田开拓基本知识1、煤田；在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带2、矿区；统一规划和开发的煤田或其一部分3、矿区开发；矿区根据储量、赋存条件、煤炭市场需求量和投资环境等情况，确定矿区规模、划分井田，规划井田开采方式，规划矿井或露天矿建顺序，确定矿区附属企业的类别、数目和生产规模，建设过程等，总称为矿区开发。

4、井田；划分给一个矿井开采的那一部分煤田5、立井：直接与地面相通的直立巷道6、暗立井：不与地面直接相通的垂直巷道7、斜井：与地面直接相通的倾斜巷道8、暗斜井：没有出口直接通到地面，用来联系上、下两个水平并担负提升任务的斜巷9、上山下山:服务于一个采盘区的倾斜巷道，上山用于开采其开采水平以上的煤层；下山用于开采其开采水平以下的煤层11、平硐：直接与地面相通的水平巷道12、石门：不与地面直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷13、煤门：与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷14、平巷；没有出口直接通到地面，沿岩层走向开掘的水平巷道15、开拓巷道；为全矿井或一个开采水平服务的巷道16、准备巷道；为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道17、回采巷道；形成采煤工作面及为其服务的巷道18、矿井生产系统；在煤矿生产过程中的提升、运输、通风、排水、人员安全进出、材料设备上下井、矸石出运、供电、供气、供水等巷道线路及其设施19、阶段；在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段 20、水平；布置大巷的某一标高水平面21、开采水平；简称水平，指地下采煤时，将井田沿倾斜方向按一定高度划分的开采范围22、采区式划分；在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统的块段，每一块段称为采区23、分段式划分；在阶段范围内沿倾斜方向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面24、带区式划分；在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分成为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。

第4章 特殊条件下的地表移动变形预计重点：如何应用概率积分法的水平模型计算① 倾斜矿层—水平地表条件下矿层开采引起的地表移动变形； ② 水平矿层—倾斜地表条件下矿层开采引起的地表移动变形； ③ 开采引起山区地表移动变形的主要特征。

4.1 倾斜矿层开采引起地表移动变形预计方法倾斜矿层开采引起地表的移动变形特点：位移变形为非对称分布，盆地向下山方向移动，主要取决于三个因素：（1）开采深度的变化； （2）倾斜引起的偏移； （3）矿层厚度的改变。

开采深度的变化可将倾斜矿层沿倾斜方向划为若干条块的水平矿层近似替代（图4.2）。

图4.1 倾斜矿层开采地表岩层移动形式 图4.2 水平计算模型计算倾斜矿层开采时的分段元划分方法 大量的实践表明，倾斜的影响可以用影响传播角来确定。

如图4.2所示，通过影响传播角可求取相应的影响传播距d ：)()(αθk tg H tg h H d k k =-=（4-1）式中 h —松散覆盖层厚度，m ； H k —基岩厚度，m ； k —倾斜偏移系数（0.55～0.75）。

根据Batkiewicz 分析认为系数k 可用下列公式确定[17][18]：2500500α+=k （4-2）替代后的水平条块开采矿层的开采深度m i H 和开采厚度m '可用下式确定：2di u i m iH H H +=(4-3)式中 u i H —计算条块的上界采深；d i H —计算条块的下界采深。

αcos mm =' （4-4）条块沿倾斜方向的计算宽度02.0H l ≤∆（H 0 为开采域的平均采深）。

条块的宽度取∆ℓ=0.1～0.2H 0（H 0为平均开采深度）即可满足工程要求。

各条块开采引起的地表移动变形可由半无限开采叠加的方法来实现。

对于整个开采域的开采引起地表任意点的移动变形，可由下式确定：),(),(1y x P y x Q li i ∑==（4-5）式中 ),(y x Q —整个开采区域的开采引起地表任意点的移动变形值，如：下沉、倾斜、水平移动、水平变形、曲率等；P i (x,y )—第i 条块的开采引起地表任意点的移动变形值，如：下沉、倾斜、水平移动、水平变形、曲率等；i —条块的代号，l i ...3,2,1=。

开采损害学复习资料一，名词解释1，跨落带：跨落带是指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垮落的那部分岩层。

2，裂隙带：是指位于冒落带之上，具有与采空区相通的导水裂隙，但连续性未被破坏的那一部分岩层。

3，弯曲下沉带：弯曲下沉带又叫整体下沉带，是指裂隙带顶部到地表的那部分岩层。

4，主断面：是指与开采边界方向垂直，并通过地表最大下沉值的垂直剖面。

5，充分采动：是指地下煤层采出后，地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。

6,移动角：在达到或接近充分采动时的移动盆地主断面上，临界变形点和采空区边界点的连线与水平变形在采空区外侧的夹角称为移动角。

7，裂缝角：在达到或接近充分采动的情况下，采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界点的连线与水平线在采空区外侧的夹角称为裂缝角。

8，最大下沉角：在移动盆地的倾斜主断面上，采空区的中点与地表下沉盆地平底的中点的连线与水平线在矿层下山方向的夹角称为最大下沉角。

9，启动距:地下开采达到一定范围后，岩层移动开始波及地表，通常将开始移动时工作面推进距离称为启动距。

10，半无限开采：是指沿工作面推进方向在x 区间[+∞，0]已被可开采，而沿垂直工作面推进方向的开采尺寸足够大，使之达到充分采动。

11，下沉系数：是指在充分采动条件下，由地表出现最大下沉值与平均开采厚度之比来确定。

12，主要影响半径：半无限开采主要的地表移动和变形均发生在r x -=～r +的范围之内，称r 为主要影响半径。

13，观测站：就是在开采影响范围内的地表、岩层内部或其他研究对象上，按一定要求设立一系列互相联系的观测点。

14，“3s ”技术：全球定位系统、遥感、地理信息系统是当代地球科学发展的新技术，因其英文名称中最后一个单词均含有“s ”，这三种技术被习惯称之为“3s ”技术。

15，减沉开采：是通过改变采场顶板管理方法控制控制顶板的下沉量，达到减缓地表沉陷量的目的的一种开采方法。

1,从采空区到地表覆岩坏范围逐渐增大，破坏强度逐渐减弱，划分为三带:跨落袋，裂隙带和弯曲下沉带；五区：垂坠下移区，垂直上移区，垂直与水平移动区，地板下移区和开采支撑压力区。

2覆岩移动破坏形式：弯曲，跨落，片帮，滑移，滚动。

底鼓3主断面：是指与开采边界方向垂直，并通过地表最大下沉值的垂直剖面4：稳态移动盆地划分为三个区域：中性区，压缩区和拉伸区5：下沉盆地的角度参数：边界角：开采达到或接近充分采动是，移动盆地主断面上盆地边界点和采空区边界点连续与采空区外侧水平线的夹角移动角：开采达到或接近充分采动时，移动盆地主断面上临界变形点和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角裂缝角：开采达到或接近充分采动时，采空区上方地表最外侧位置裂缝和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角最大下沉角：在移动盆地的倾斜主断面上，采空区的中点与地表下沉盆地中点的连线与矿层下山方向水平线的夹角6：启动距：地表开始移动式工作面推进距离地表开始移动：观测地表下沉值达到10mm地表移动时间：从地表开始移动到地表停止移动的持续时间。

分为启动。

活跃。

衰减阶段，1.67mm/d，百分之857：地表点移动盆地内移动特点：开始时指向回采工作面，稳定后指向采空区中心8：影响地表移动变形的主要地址采矿因素：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的影响3松散层对地表移动的影响4矿层倾角的影响5采深与采高的影响6开采方法和顶板管理的影响7开采范围的影响8开采速度的的影响9重复采动的影响9：开采沉陷预计理论有：影响函数方法，理论模型方法，经验方法10：半无限开采：沿着工作面推进方向x区间0到正无穷上被开采，而沿垂直工作面推进方向的开采尺寸足够大，使之达到充分采动。

（1.2--1.4H）采高m下沉系数n煤层倾角a；Wmax=mncosa采深H主要影响半径r主要影响角正切tanB:r=H/tanB拐点偏移距d：开采煤层到边界拐点的水平距离I=w’，u=Bi，k=w”，12.覆岩内部移动变形规律：1.从上至下影响范围逐渐增大，破坏强度逐渐减弱，主要影响半径以非线性变化2,拐点位置由下至上逐渐向采空区方向移动3曲率与水平变形值逐渐远离拐点位置13.条带开采的设计原则：1保留条带的宽高比不小于2个充填条采或不小于5个跨落条采2保留条带要有足够的强度和长期的稳定性3条带开采的宽度一般小于开采煤层埋深的1/4，4覆岩中存在控制性关键层时，煤层数目不超过3层，6煤层倾角较大时，采用倾斜条带开采，7开采深度较大时，采用变条带采，留宽度布置14.观测站：就是在开采影响范围内的地表，岩层内部或其他研究对象上，按一定要求设立一系列互相联系的观测点15.观测站设计说明书内容：1简历观测站的目的和任务2设站地的地形第五以及地址采矿条件，3开采沉陷参数4观测线的长度位置和测点控制点的数目位置编号5测点控制点的构造以及理论方法6观测内容；所用仪器与矿区控制网的连接方法精度要求；联测的起始数据，定期观测的时间方法精度要求；有关地表采动影响的测定和编录方法7经费估算8观测成果的整理方法分析步骤16.观测站工作氛围：连接测量，全面测量和日常观测17.3s技术指：全球定位系统GPS，遥感RS和地理信息系统GIS18.数值模拟方法有：有限元法，边界元法，离散元法19.有限元分析的六个部分：1结构的离散化2选择位移模式3分析单元力学特征4计算等效节力点5集合所有单元的刚度方程，建立整个结构的平衡方程6求解未知节点位移和计算单元应力20.非采矿原因导致的建筑物破坏有：自然因素1湿度相关的地基土的物理性能变化2地壳运动3湿线性黄土的湿陷作用人为因素1地基或基础质量不好2建筑物结构设计有缺陷3建筑材料质量差或建造工程质量差22布置开采工作左面原则：1尽量使主要保护建筑物位于移动盆地的平底位置2尽量使主要保护物的长轴与开采工作面或开采边界平行3避免建筑物与开采工作面或开采边界斜交4由建筑物的抗拉，抗压变形能力和移动盆地的拉伸压缩变形区综合分析确定有利的开采方案5由保护建筑物的主要程度和分析情况确定开采方案23.减沉开采：是通过改变采场顶板管理方法控制顶板下沉量，达到减缓地表沉陷量24.协调开采：根据开采引起地表移动变形分布规律，通过合理的开采布局，开采顺序，方向时间等方法，减缓开采地表变形值25.保护建筑物开采措施：1减沉开采：充填开采，部分开采，离层充填开采2协调开采：多区段协调开采，多工作面协调开采，对称开采3控制开采：限高开采，间歇开采26.部分开采的使用条件（条带开采）：1地面建筑物十分密集，结构复杂的建筑物，有纪念性的建筑物，铁路隧道等，由于技术和经济上的原因不适于采取建筑物加固或充填措施2地面排水困难3矿层埋深400--500m4矿层厚度稳定，断层少5临近采取的开采不至于破坏煤柱的完整性27.离层充填的四个阶段：连续弯曲带产生，剪切滑移，非协调挠曲，离层产生；三个理学准则：剪应力准则τ><τ>剪力滑移2挠度准则，Wu<Wl产生非协调挠曲3张应力准则，δt><δt>离层产生28.变形缓冲沟：是在建筑物周围地表挖掘的一定深度的沟槽。

1.地面空气进入矿井以后称为矿井空气。

地面空气：是由干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。

联系：地面空气进入矿井以后，由于受到污染，其成分和性质要发生一系列的变化。

如氧浓度降低，二氧化碳增加；混入各种有毒、有害气体和矿尘；空气的状态参数发生改变等。

尽管矿井空气与地面相比，在性质上存在许多差异，但在新鲜空气中其主要成分仍然为氧、氮和二氧化碳。

2.造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是:人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸。

此外，煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，也使空气中的氧浓度相对降低。

3.采掘工作面进风流的氧气浓度不得低于20%。

二氧化碳浓度不得超过0.5%；总回风流中二氧化碳不得超过0.75%；当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停工处理。

4.矿井中常见的有害气体主要有一氧化碳CO--0.0024%、硫化氢（H2S）---0.00066%、二氧化氮NO2---0.00025%、二氧化硫SO2---0.0005%、氨气NH3---0.004%、氢气H2。

5.矿井气候：矿井空气的温度、湿度、和流速这三个参数的综合作用状态。

矿井气候条件的三参数是影响人体热平衡的主要因素。

空气温度对人体对流散热起着主要作用。

相对湿度影响人体蒸发散热的效果。

风速影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。

4.摩擦阻力与局部阻力产生、影响因素、降低措施？答：摩擦阻力：风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷之间的摩擦所形成的阻力。

局部阻力：在风流运动过程中，由于井巷断面、方向变化以及分岔或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等，造成风流的能量损失的这种阻力。

（一）降低摩擦阻力：1减小摩擦阻力系数2保证有足够大的井巷断面3选用周长小的断面形状4减少巷道长度（巷道的摩擦阻力和巷道长度成正比）5避免巷道内风量过于集中（摩擦阻力与风量的平方成正比，风量集中则阻力加大）。

第8章建筑物下开采重点： 1.建筑物下减损开采方法类型与基本原理2.稳态地表沉陷盆地位置与建筑物受损关系3.协调开采中开采工作面推进方向与建筑物的关系4.全盆地分析开采损害的方法与原理5.建筑物受损评判标准与方法6.建筑物下开采研究方法与程序我国国有煤矿“三下”（建筑物、铁路、水体下）压煤总量超过133亿t，其中建筑物下压煤量达78.2亿t，占“三下”压煤总量的61%。

建筑物下压煤又以村镇下压煤所占数量为最大，其次就是工业场地及公用和民用建筑物下压煤。

因此解决建筑物下压煤的开采问题，对于煤炭工业可持续发展具有重要的意义。

1.建筑物下开采技术和方法（1）开采方法a)充填开采方法；b)部分（条带）开采方法；c)协调开采方法（2）建筑物加固方法（3）岩层离层充填减沉方法2. 我国建筑物下开采现状（1）村庄下开采（2）城镇下开采（3）开采新理论与新技术8.1 采动地表移动变形对建筑物的影响8.1.1 非采矿原因引起的地表移动对建筑物的影响1. 然因素引起的建筑物损坏（1）与湿度有关的地基土的物理性能变化由于蒸发、腐烂过程或植物吸收水分使得粘性土或有机物中的自然湿度降低，则粘性土的体积将减小，在表土自重或外部加载作用下空隙度将减小。

这种过程称作土的收缩或固结。

在这种情况下，体积将减少15～30%。

由于建筑物地基不同位置的干燥程度不同，使土体产生拱形鼓起，房屋基础弯曲引起房屋结构的变形破坏。

（2）地壳运动在有褶皱的岩层中，在构造应力的作用下，在应力平衡过程中可能产生导致地表出现地震式震动的动力现象。

如果这种震力达到5级，建筑物室内墙表面可能产生裂缝。

在波兰上西里西亚的某地长期观测表明，地表下沉为150mm，水平变形达0.6mm/m，其原因不是地下开采影响而是地壳构造运动影响的结果。

（3）山体滑移在山区地表的建筑物往往会因表土层的蠕动滑移破坏，特别在雨季期间，在山体坡度较大的条件下，山坡表土层会发生蠕动滑移而损坏建筑物[32]。