地下灾害防护课程知识要点.doc

地下灾害课程知识要点1、灾害、减灾系统:灾害是指由于自然的、人为的或人与自然的原因，对人类生存和社会发展造成损害的各种现象。包括自然灾害和人为灾害。减灾系统：由于各种自然灾害相互联系而构成自然灾害系统，影响到社会的方方面面，因此，减灾需要社会各部门、各地区、各学科、各阶层协调行动，减灾的各项措施必须相互衔接、紧密配合，并形成一套系统。减灾系统是有一个多种减灾措施组成的有机整体，主要由监测、预报、防灾、抗灾和重建等多个环节组成，每个环节又包括若干个相互联系的子系统。2、地震、震源、震中、震源深度、震源距、浅源地震、中源地震、深源地震：地震是指因地下某处岩层突然破裂，或因局部岩层坍塌、火山喷发等引起的振动以波的形式传到地表引起地面的颠覆和摇动，这种地面运动称为地震。地球内部发生地震的地方称震源。震源在地球表面的投影称为震中。震源至地面的垂直距离（即震源到震中的距离），称为震源深度。地面上任何一个地方到震源的距离称为震源距。浅源地震：震源深度在60km以内；中源地震：震源深度在60300km；深源地震：震源深度超过300km。3、地震震级、地震烈度： 地震震级是表征地震大小或强弱的指标，是地震释放能量多少的尺度，它是地震的基本参数之一。其数值是根据地震仪记录的地震波图来确定的。地震烈度是指某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。4、地震波、体波、纵波、横波、面波：地震波是指地震引起的震动以波的形式从震源向各个方向传播。体波是在地球内部传播的波，包含纵波和横波。纵波是质点的振动方向与波的传播方向一致的波，其振幅小，周期短。横波是质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，其振幅较大，周期较长。面波（L波）是沿地球表面传播的波，它是体波经地层界面多次反射形成的次生波，包含瑞雷波（R波）和洛夫（Q波）。5、地震的类型：火山地震、塌陷地震、水库地震、爆炸地震、油田注水地震。6、地震灾害定义及特点：定义是指由于地震产生强烈的地面运动、地震断层运动等造成的自然环境的破坏和摧毁建筑物及各种设施和产生的各种震害，是地震造成的人员伤亡和社会的物质财富的损失。特点是：（1）灾害具有突发性；（2）地震灾害破坏面积广、区域性强；（3）地震灾害具有持续性和多发性特点；（4）地震灾害具有灾难性；（5）地震灾害具有社会性；（6）地震救灾的艰巨性。7、地震的直接灾害：是指在强烈地震发生时，地面受地震波的冲击产生的强烈运动、断层运动及地壳变形等出现的各种破坏现象，也就是与地震有直接联系的灾害。包括地表破坏和结构物设施的破坏。8、地震在城市、沿海、山区的次生灾害：地震的次生灾害是指在强烈地震以后，以地震直接灾害为导因引起的一系列其他灾害。以及虽与震动破坏无直接联系，但与地震的存在有关的灾害，如防震棚火灾，因避震移居室外造成冻害等。有以下三种：（1）火灾、（2）地震滑坡和泥石流灾害、（3）地震海啸。9、公路桥梁和隧道的地震破坏：公路常见的破坏现象有路基路面开裂、隆起或凹陷、道路喷水冒砂、道路两旁滑坡或堆积物阻塞或冲毁路面等。桥梁在地震时遭受破坏，将严重影响交通运输，甚至导致交通瘫痪。地下的对到破坏一般较轻微，相对安全。10、地下结构与地面建筑物相比的震害特点：软弱或严重不均匀地基土中的地下结构破坏较重，土质较好的岩土层中的地下结构破坏较轻，甚至无破坏。软弱地基土中的延长地下结构容易出现环向裂缝；长度较短、平面规则、刚度较大的地下结构，通常破坏较轻或无破坏。一般认为，地下结构因地震时加速度小而安全，与地面建筑物相比震害较轻。11、地下结构的破坏形式：地层破坏，如断裂，滑移，开裂导致的地下结构的受剪断裂或严重破坏。地基土液化引起地下结构破坏、下沉或上浮。地下结构接头部位产生裂缝。12、减轻地震灾害的对策：地震预测预报。地震转移分散。工程抗震。 13、抗震设防、抗震设防区、抗震设防类别、抗震设防目标：抗震设防有小震烈度、中震烈度、大震烈度。我国目前规定的抗震设防区是指地震烈度为6度或6度以上的地区。抗震设防类别应根据其使用功能的重要性可分为甲类、乙类、丙类、丁类四个类别。特殊设防类：使用上有特殊设施，设计国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。重点设防类：地震时使用功能不能中断，或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类。标准设防类：大量的除 -以外按标准要求进行设防的建筑简称丙类。适当设防类：使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适当降低要求的建筑。简称丁类。抗震设防目标是小震不坏、中震可修、大震不倒。14、场地条件震害主要因素：场地土的刚度（即坚硬和密实程度）大小和场地覆盖层厚度。15、砂土液化、液化等级：在地下水位以下的饱和松砂和粉土在地震作用下，土颗粒之间有挤密的趋势。但因孔隙水来不及排出，使土颗粒处于悬浮状态，形成如液体一样，这种现象称为砂土的液化。液化等级：液化指数反映了液化造成地面破坏的程度，液化指数越大，则地面破坏越严重，房屋的震害就越大。轻微（06）、中等（618）、严重（18）。16、结构抗震：通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震作用，即由结构本身储存和消耗地震能量。17、结构减震：根据是否需要外部能源输入可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制。18、基础隔震：在建筑物基础与上部结构之间设置隔振装置（或系统）形成隔振层，把房屋结构与基础隔离开来，利用隔振装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌，该种抗震方法称为基础隔振。19、耗能减震：结构耗能减震技术是在结构物某些部位（如支撑、剪力墙、节点、联接缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等）设置耗能（阻尼）装置（或元件），通过耗能（阻尼）装置产生摩擦，弯曲（或剪切、扭转）弹塑（或粘弹）性滞回变形耗能来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控震的目的。装有耗能装置的结构称为耗能减震结构。20、火灾：由燃烧而引起的灾害。21、耐火性能：（1）燃烧性能判断材料的可燃性。（2）导热性能。（3）隔热性能。（4）在高温下的物理力学性能。（5）材料的发烟性能。（6）材料的毒性性能。22、耐火极限：按研究实验所规定的火灾升温曲线，对建筑构件进行耐火试验，从受到火的作用时起，到失去支撑能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间称为耐火极限，用小时（h）表示。23、耐火等级：般依据建筑构件的耐火极限判定建筑的耐火等级： 一级耐火等级建筑采用钢筋混凝土结构或砖混结构 1.5h。 二级耐火等级建筑耐火极限稍低，允许采用未加防火保护的钢屋架 1.0h。 三级耐火等级建筑采用砖墙及钢筋混凝土承重体系，木屋架屋顶 0.5h。四级耐火等级建筑采用木屋顶燃烧体墙柱承重 0.25h。24、火灾引起人员伤亡的主要原因：（1）CO中毒（2）烟气中毒火灾中物质燃烧产生各种有毒气体，对人体危害极大。（3）缺氧：在火灾区域，空气中含有相当数量的CO、NO2和其他有毒气体，维持燃烧需要消耗大量氧气，这样，使空气中含氧量大大降低。（4）高温烟气窒息 ：由于吸入高温烟气，使口腔、喉头肿胀、导致呼吸道阻塞窒息，如抢救不及时，很快致死。25、洪水、洪灾、内涝、暴雨洪水、梅雨、台风雨、风暴潮洪水、冰凌洪水、水文站、防洪标准、设计标准、校核标准、防洪工程措施、防洪非工程措施洪水：暴雨、融冰化雪、风暴潮等自然因素引起的江、河、湖、海水量迅速增加或水位迅猛上涨的自然现象。洪灾：超过人们防洪能力或未采取有效措施的大洪水对人类生命和财产所造成的损害。内涝：由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象。暴雨洪水：是由较大强度的降雨而形成的洪水，简称雨洪。梅雨：指中国长江中下游地区、台湾、日本中南部、韩国南部等地，每年6月中下旬至7月上半月之间持续天阴有雨的气候现象，此时段正是江南梅子的成熟期，故称其为“梅雨”。台风雨：台风活动带来的降水现象，称为台风雨。风暴潮洪水：是一种灾害性的自然现象。由于剧烈的大气扰动，如强风和气压骤变（通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统）导致海水异常升降。冰凌洪水：河流中因冰凌阻塞和河道内蓄冰、蓄水量的突然释放，而引起的显著涨水现象。水文站：观测及搜集河流、湖泊、水库等水体的水文、气象资料的基层水文机构。防洪标准：即防洪保护对象达到防御洪水的水平或能力。设计标准：防洪等工程设计而拟定的、符合指定防洪设计标准的、当地可能出现的洪水。即防洪规划和防洪工程预计设防的最大洪水。校核标准：对不同地形条件下的水利水电工程永久性建筑物所制定的各类水工建筑物非常运用的洪水标准。防洪工程措施：一般包括修筑堤坝、整理河道、修建水库、修建分洪区（或滞洪、蓄洪区）等，有时将河流中上游的植被保护、植树种草也归于这一类。防洪非工程措施：多指洪泛区土地管理，建立洪水预报预警系统，拟定居民的应急撤离计划和对策，实行防洪保险等。26、井下突水征兆：（1）巷道壁“挂汗”，即由于积水透过微孔裂隙而凝聚于岩石表面。顶板“挂汗”多呈尖型水珠，有“承压欲滴”之势，这可以区别自然预兆中的“挂汗”；后者常是平型水珠，为蒸汽凝结于顶板所形成。（2）顶板淋水加大，犹如落雨状。（3）有时透水前底板突然涌水（4）工作面温度下降，空气变冷，发生雾气。（5）岩层里有“吱吱”的水叫声。这是因为被淹井巷的积水具有较大的压力，能够把水从岩层的裂缝中挤出来，水与裂缝两壁摩擦而发出“吱吱”的水叫声表示有涌水的危险。出现压力水流这是离水源很近的征兆。若出现水洁净说明距水源还稍远，若水浑浊；表明已迫近水源。（6）工作面有害气体增加。一般从积水区散发出来的气体是沼气、二氧化碳和硫化氢。（7）采场和巷帮“挂红”，水的酸度大，味发涩，有臭鸡蛋味27、井下水灾原因及特点：主要影响因素含水层厚度、岩性、构造及隔水层厚度，以及大气降水。在地下空间开发与利用过程中，当破坏储存地下水的封闭隔离构造时便会造成透水涌溢的突水灾害。特点：井下水灾事故一般都是重大、特大事故，会给采掘业生产带来严重威胁，甚至还会使矿毁人亡，造成极其惨痛的后果。可诱发其他中毒事故。如在发生老窟透水事故时，由于老窟积水中的坑木腐朽、硫化铁氧化水解常积存大量的二氧化硫、二氧化碳、硫化氢等有毒有害气体，一旦透水事故发生，这些有毒有害气体就会随涌出水流到处蔓延，造成中毒事故。由于涌出的水流能通过裂隙通道，所以一处或一个矿发生透水事故，也会波及到其他巷道或矿井。 28、滑坡、崩塌、塌方、滑坡的防治措施：滑坡：是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。崩塌（崩落、垮塌或塌方）：是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。滑坡的防治措施：1消除和减轻地表水和地下水的危害。常用的方法有：（1）水平钻孔疏干；（2）垂直孔 排水；（3）竖井抽水；（4）隧洞疏干；（5）支撑盲沟。2改善边坡岩土体的力学强度。常用的措施有：（1）削坡减载；用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。（2）边坡人工加固；常用的方法有：（a)修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体；(b)钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程；(c)预应力锚杆或锚索，适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡；(d)固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度；(e)SNS边坡柔性防护技术等。29、地下工程施工期间塌方的原因：（1）基坑（槽）开挖坡度不够，或通过不同土层时，没有根据土的特性分别放成不同坡度，致使边坡失稳而塌方。（2）在有地表水、地下水作用的土层开挖时，未采取有效的降排水措施，土层湿化，内聚力降低，引起塌方。（3）边坡顶部堆载过大，或受外力振动影响，使边坡内剪切应力增大，土体失稳而塌方。（4）土质松软，开挖次序、方法不当而造成塌方。30、地表沉陷的原因:自然因素：河流水位升降与地震等。人为因素：抽取地下水、坑道排水、突水、地表水和大气降水渗入、荷载及震动等。由于地下采空，至使上覆岩层受到破坏并产生移动沉降。当沉降高度达到地表时，则形成塌陷坑。上覆岩层产生沉降过程上将形成三个带，即，破碎带裂隙带变形带（或称为整体移动带）。破碎带指煤层的直接顶板部分，破碎带之上为裂隙带，裂隙带之上为变形带（接近地表。）31、泥石流形成条件及防治措施：a.饱水断层破碎带含粘土破碎岩坍塌；b.饱水全、强风化岩脉坍塌；c.饱水粘土质、粘土夹块石岩溶充填物坍塌、揭穿。防治措施：泥石流的防治，应贯彻综合治理的原则，要重点突出，因害设防，因地制宜，讲求实效，要充分考虑到被防护地区与具体工程的要求。具体防治措施有生物措施和工程措施两大类。32、爆炸的类型爆炸事故分类：物理爆炸、化学爆炸、核爆炸。33、瓦斯、瓦斯爆炸的条件、如何预防瓦斯爆炸、如何防止瓦斯聚集、如何避免井下火源瓦斯：由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(沼气)。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。瓦斯爆炸的条件：一定浓度的瓦斯；高温火源的存在；充足的氧气。如何预防瓦斯爆炸：防止瓦斯积聚；消除火源。如何防止瓦斯聚集：（1）加强通风。使瓦斯浓度降低到规定的浓度以下，即采掘工作面的进风风流中不超过0.5，回风风流不超过1，矿井总回风流中不超过0.75。（2）加强检查工作。及时检查各用风地点的通风状况和瓦斯浓度，查明隐患进行处理，是日常进行瓦斯管理的重要内容。我国20世纪80年代所用的甲烷检查仪器有：光学甲烷检定器、热放式甲烷检定器、甲烷警报器和甲烷遥测警报仪等。90年代以后使用比较先进的TX系列智能便携式气体监测仪和遥测仪器等。（3）对瓦斯含量大的煤层，进行瓦斯抽放，降低煤层及采空区的瓦斯涌出量。 如何避免井下火源：（1）禁止明火,禁止携带烟草及点火工具下井（2）瓦斯矿井要使用安全照明灯，井下禁止打开矿灯。（3）严格管理井下火区。（4）严格执行放炮制度（一炮三检、三人联锁）。（5）严格掘进工作面的局部通风机管理工作，局部通风机要设有风电闭锁装置。（6）瓦斯矿井的电气设备要符合防爆性能的规定。34、煤矿的“一炮三检”和“三人连锁放炮”：装药前、爆破前、爆破后检查工作面瓦斯。只有在放炮地点附近20m范围内风流中瓦斯浓度不超过1.0%时才允许放炮。同时要执行班组长、瓦检员、放炮员“三人联锁”放炮制度。“一通三防”指的是煤矿安全生产中的矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防火的技术管理工作的简称。 35、煤（岩）与瓦斯突出、瓦斯抽放、瓦斯排放、震动爆破、松动爆破煤（岩）与瓦斯突出：是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出的现象。瓦斯抽放：采用专用设备把煤层、岩层和采空区中的可燃气抽出或排出的措施。煤矿矿井中瓦斯涌出量很大，靠通风难以稀释排除时，可用抽放的方法，排除瓦斯，减少通风负担。瓦斯排放：利用局部通风机送入巷道的风量，稀释并排出巷道内的高浓度瓦斯，使之混合均匀且不超限，最终将巷道内瓦斯控制在规定值以下。震动爆破：在石门揭穿突出危险煤层或在突出危险煤层中掘进时，用增加炮眼数、加大装药量等措施诱导煤(岩)与煤层气突出的特殊爆破作业；松动爆破：将岩体破碎成岩块，而不造成过多飞散的爆破技术。它的装药量只有标准抛掷爆破的40%50%。松动爆破又分普通松动及加强松动爆破。松动爆破后岩石只呈现破裂和松动状态，可以形成松动爆破漏斗，爆破作用指数n0.75。36、冲击地压（岩爆）概念及特征井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一。特征：1、突发性。发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒。2、一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)。浅部冲击 (发生在煤壁2m6m范围内，破坏性大)和深部冲击(发生在