12级矿压复习题

1.试分析开采深度对采场矿山压力及其显现的影响？开采深度直接影响着原岩应力的大小，同时也影响着开采后巷道或工作面周围岩层内支撑压力值，随着采深增加，支撑压力必然增加，从而导致煤壁片帮及底板鼓起的几率增加，由此可能导致支架载荷增加。显现的影响：1、开采深度对巷道压力显现的影响可能比较明显，如在松软岩层中开掘巷道，随着采深的的增加，巷道围岩的“挤、压、鼓”现象将更为严重；2、开采深度对采场顶板压力大小的影响并不突出，因此，对矿山压力显现的影响也不明显，尤其是对顶板下沉量的影响3、对开采深度较小的浅埋煤层，由于上覆松散荷载的作用，一定条件下会会产生上覆岩体的整体破断（关键层的复合破断），而导致覆岩不易形成稳定结构，工作面矿压显现不但没有减小反而很强烈2.分析加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系？（1）减少控顶时间可改善顶板状况，缩短落煤与放顶的时间间隔，减小顶板下沉量：（2）增加工序影响次数，会使顶板下沉速度加剧：（3）加快推进速度，减少顶板下沉量，是有一定的限度的，仅在工作面推进速度较慢的情况下有效：（4）加快工作面推进速度，对于防止自然发火，减少瓦斯涌出量是有利的；（5）由于落煤与放顶所造成的剧烈影响都是在较短时间内（1——2h）完成的，加快推进速度只能消除一部分平时的下沉量，但绝不能消除此工序的剧烈影响所造成的下沉量。3.分析采场上覆岩层结构失稳条件？1、结构的滑落失稳：p86主要取决于老顶破断岩块的高长比（H/L）R/TTan（+）（失稳）2、结构的变形失稳：加压处局部应力集中，致使该处进入塑性状态，甚至局部受拉而使咬合处破坏造成岩块回转。4.沿工作面推进方向和垂直方向采场上覆岩层的支撑体系1、推进方向：煤壁----支架----采空区已冒落矸石2、垂直：底板----支架----顶板5.直接顶初次垮落的定义及直接顶岩层内层理和裂隙分类直接顶初次垮落：直接顶第一次大面积跨落标志;直接顶跨落高度超过1——1.5m，范围超过全工作面长度的一半。层理：裂隙：原生裂隙、构造裂隙、压裂裂隙6.直接顶充填系数及直接顶垮落前与老顶易发生离层的条件p711、Km=h/m(2---4)2、老顶易发生离层条件a、在岩性一定，直接顶厚度小于或等于老顶厚度，易发生里层b、在岩层厚度一定，老顶岩层越坚硬或直接顶岩层越软弱，易发生离层7.老顶初次来压、周期来压的概念，来压强度及来压步距的区别老顶初次来压：老顶平衡结构第一次失稳而施加给工作面以大型压力的过程周期来压：随着工作面的推进，上覆岩层的结构经历“稳定——失稳——在稳定”，在这个周而复始的过程中，老顶岩层的周期性破断，致使“砌体梁”结构的周期性失稳，由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。来压强度：来压步距：初次来压步距是周期来压的2倍8.老顶来压步距的计算公式p1059.关键层的定义，判定条件关键层：对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。特征：（1）几何特征：相对于其他同类岩层单层厚度较厚（2）岩性特征：相对于其他岩层较为坚硬，即弹性模量较大，强度较高（3）变形特征：关键层下沉变形时，其上覆全部岩层的下沉量同步协调（4）破断特征：关键层的破断将导致全部上覆岩层的同步破断，引起加大范围内的岩层移动（5）承载特征：关键层破断前以“板”（或简化“梁”）的结构形式作为全部岩层或局部岩层的承载体，破断后则成为“砌体梁”结构，继续成为承载体10.沿空留巷、沿空掘巷的概念沿空留巷:采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道沿空掘巷完全沿采空区边缘或仅留很窄煤柱掘进巷道11.沿空掘巷与沿空留巷各有何优缺点。（为什么常用沿空掘巷？）沿空留巷：优点：a、减少巷道掘进量b、节约掘进费用c、煤炭全部回收缺点：漏风大，支护维护困难，费用高沿空掘巷：优点：a、巷道在煤体边缘的应力降低区，有利于巷道维护b、虽然没有减少区段平巷的数目，但是不留或少留煤柱，可减少煤炭损失，减少区段平巷之间的联络巷道，特别是减少巷道维修工程量，甚至基本上不用维修，对巷道支护要求也不太严格易于推广缺点：a、增加平巷及联络巷的掘进工程量b、掘进难度大，需做好挡风措施为什么常用沿空掘巷：由于沿空掘巷的巷道受压较小，对支护要求不如沿空留巷严格，一般梯形金属支架，木支架均可用12.沿空巷道巷旁支护的类型沿空留巷巷道支护的类型：木垛支护、密集支柱支护、矸石带支护、混泥土砌块支护、整体浇注巷旁充填技术13.常用的沿空掘巷方式沿空掘巷的三种形式：（1）完全沿空掘巷（2）留小媒墙沿空掘巷（3）保留部分老巷断面沿空掘巷14.跨巷回采原理及巷道受跨采影响时围岩压力大小与范围和哪些因素有关？原理：根据采煤面不断移动的特点，以及巷道系统优化布置的原则，可在巷道上的煤层工作面进行跨采，使巷道经历一段时间的高应力作用后，长期处于应力降低区内因素：巷道与上方跨采面的相对位置，及巷道与上部回采煤层的法向距离z及巷道与上部回采煤层煤柱边缘的水平距离15.围岩压力概念及分类围岩压力：采掘活动引起巷道围岩应力几种和从新分布，使巷道周边岩体自稳能力显著降低，导致巷道空间移动。为防止围岩变形和破坏，需要对围岩进行支护，这种围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力，统称为围岩压力分类：（1）松软围岩压力（2）变形围岩压力（3）膨胀围岩压力（4）冲击和碰撞围岩压力16.巷道围岩控制的基本途径和具体方法巷道围岩控制的基本途径：（1）降低巷道围岩应力（2）提高围岩稳定性（3）合理选择支护具体方法p216：利用煤层开采引起采场周围岩体应力重新分布的规律，正确选择巷道布置和护巷方法，使用巷道位于应力降低区内，从而减轻或避免回采引起的支撑压力的强烈影响，从而控制围岩应力。（1）巷道布置（2）巷道保护及支护17.矿山压力：这种由于地下进行采掘活动而在井巷、称矿山压力硐室及回采工作面周围的煤、岩体中和支护物上所引起的力18.动压系数：支架在来压时的载荷与平时载荷之比p10319.矿山压力显现：在矿山压力作用下，使煤、岩及支护物所表现出来的种种力学现象20.矿山压力控制：矿压显现对采掘活动多弊少益，对不利或不可控的矿压显现尽量避免或减轻其危害，对部分可控的矿压显现尽量调节，对有利的矿压显现尽量利用，其所利用的方法和措施均称为矿山压力控制21.砌体梁：在老顶岩层达到断裂步距之后，随着工作面继续推进，岩梁将会折断，但断裂后的岩块由于排列整齐，在相互回转时能形成挤压，由于岩块间的水平力以及相互间形成的摩擦力的作用，在一定条件下能够形成外表似梁实为半拱的结构，这种平衡结构形如砌体。22.采空区处理方法（1）采用刀柱法（或留煤柱法）（2）采用顶板缓慢下沉法（3）采用全部充填或局部充填法（4）采用全部跨落法23.顶板压力经验估算方法p10724.厚煤层分层开采时，开采下分层采取的顶板管理措施。（1）煤皮护顶：在分层间留下一定厚度的煤层（称为煤皮）用以护顶，此方法煤炭损失大，可靠性、安全性低；（2）人工假顶：在开采过程中，人为地铺设木板、金属网、篱笆、竹笆等充当顶板，防止下分层开采时破碎岩块塌落；（3）再生顶板：有一些较软的具有一定粘性的岩石，冒落后，在上覆岩层重力作用下，加上水及黄泥浆作用，重新生成一个整体的顶板。25.简述巷道围岩卸压的主要手段及其原理p2301、跨巷回采进行巷道卸压2、巷道围岩开槽卸压及松动卸压3、利用卸压巷硐室进行巷道卸压在被保护的巷道附近（通常在其上部、一侧或两侧），开掘专门用于卸压的巷道或硐室，转移附近煤层开采的采动影响，促使采动引起的压力分布再次从新分布，最终使被保护巷道处于开掘卸压巷硐而形成的应力降低区内4、掘前预采卸压26.控制巷道围岩压力，如何选择巷道合理位置？（1）、在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响，最好将巷道布置在煤层开采后所形成的应力降低区域内（2）如果不能避开采动支撑压力的影响，应尽量避免支撑压力叠加的强烈作用，或尽量缩短支撑压力影响时间（3）在采矿系统允许的距离范围内，选择稳定的岩层或煤层布置巷道，尽量避免水与松软膨胀岩层直接接触（4）巷道通过地质构造带时，巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向、背斜构造（5）相邻巷道或硐室之间选择合理的岩柱宽度（6）巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行，避免与构造应力方向垂直27.简述实际生产中，习惯上常用哪些矿山压力现象作为衡量矿山压力显现的指标，并阐明它们的各自的含义。P100（1）顶板下沉（2）顶板下沉速度（3）支柱变形与折损（4）顶板破碎情况（5）局部冒顶（6）工作面顶板沿煤壁切落28.支架的初撑力，支架初撑力的大小对顶板管理有何影响？p160（1）、提支架高初撑力可以减少顶板离层，增加顶板自身强度，增加顶板的稳定性（2）提高支架对机道顶板的支撑力，减少工作年顶板断面破碎度及煤壁片帮（3）压实顶梁上及底座下浮矸，提高支撑系统刚度（4）充分利用支架额定支撑能力，减少订单班相对移近量29.简述岩层移动引起的采动损害与煤矿绿色开采体系p177岩层移动引起的采动损害：（1）形成矿山压力显现（2）形成采动裂隙（3）岩层移动发展到地表引起地表沉陷煤矿绿色开采体系：从开采角度防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响30.简述对开采后上覆岩层形成后的结构有哪几种假设及各自的优缺点p67（1）、压力拱假说：对回采工作面前后的支撑压力及回采工作空间处于减压范围做出路初略的但却是经典的解释，而对于此拱的特性、岩块变形、移动和破坏的发展过程及支架与威严的相互作用，并没有做任何分析（2）、悬臂梁假说：可以解释工作面近煤壁处顶板下沉量小，支架载荷也小，而距煤壁较远则两者均大的现象，也可以解释工作面前方出现的支撑压力及工作面出现的周期来压现象，但由于未查明开采前后上覆岩层活动规律，因此仅凭悬臂本身计算所得到的顶板下沉量和支架载荷与实际所测得数据相差甚远（3）、铰接岩块假说：正确的阐述了工作面上覆岩层的分带情况，并初步涉及岩层内部的力学关系及其可能形成的结构，但此假说为能对铰接岩块的平衡条件做进一步探讨（4）、预成裂隙假说（5）、砌体梁结构31.回采工作面支柱的工作特性共有几种，试比较其优缺点。P12832.回采工作面前支承压力分布p11033.液压支架按不同形式所分类型，支架型号的意义及适用范围？p13134.开采后引起的上覆岩层的破坏方式及其分区？35.巷道围岩稳定性分类指标p21736.固支梁和简支梁弯曲所受内力类型及大小p7437.简述煤层倾角变化对回采工作面矿山压力显现的影响p11638.简述采高和控顶距对回采工作面矿山压力显现的影响p11139.影响矿山压力显现的主要因素有哪些？p111答：(l)采高与控顶距。采高大的工作面中矿压显现也越严重:采高越低，顶板活动月缓和，煤壁也较为稳定。(2)工作面推进速度的影响.只有在原先的工作面推进速度比较缓慢的条件下，加快工作而推进速度才会对工作面顶板状态有所改再。当工作面推进速度提高到一定程度后，顶板下沉最的变化将逐渐减小.因而想把顶板压力“甩掉”的企图实际上是不可能实现的。(3)开采深度的影响。开采深度对巷道矿山压力显现的影响可能比较明显，但开采深度对采场顶板压力大小的影响并不突出.采场顶板下沉量与采深之jian并无直接关系。(a)煤层倾角.由于煤从倾角增加，采空区顶板冒落的研石不一定能在原地留住，很可能沿着底板滑移.从而改变了上位岩层的运动规律。(5)分层开采的矿山压力显现。①老顶来压步距小、强度低②支架载荷小③顶板下沉最变大。40.简述我国缓倾斜煤层工作面顶板分类方案采煤工作面直接顶类别按其在开采过程中表现的稳定程度进行划分，共分为4类，其中1类又分为2个亚类，对于2类直接顶，可根据需要分为两个亚类，其〔具体指标见表5一l。表5-1中，t为直接顶平均初次垮落即.41.简述关键层的特征及其在岩层控制研究中的意义p17842.锚杆支护机理及锚杆各种分类p24443.采动引起的底板岩层三种典型载荷作用下应力如何分布p19944.区段巷道和底板巷道布置的位置不同所受采动影响有何不同p20645.液压支架选型的基本要求154（1）、有效控制顶