矿山压力与岩层控制试题答案

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1、1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响在巷硐周围形成的力。2、矿山压力显现：由于矿压的影响，而表现出来的一系列有形的变形。3、矿山压力控制：为使采矿工作正常、安全进行所采取的各种减轻、调节、改 变和利用矿山压力作用的方法4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力。5、构造应力：由地壳构造运动在岩体中引起的应力。6、构造应力的特点：构造应力以水平力为主，具有明显的区域性和方向性，其基本特点如下 分布不均，在构造区域附近最大； 水平应力为主，浅部尤为明显； 具有明显的方向性； 坚硬岩层中明显，软岩中不明显；7、圆孔周围的应力场： C、C分布与方向角无关，皆为主应力。园孔任一方向应力分布相同；r

2、t 围岩内应力大小与弹性常数E、u无关，与距孔边距离有关R =5r ；t1 双向等压时，园孔周边全处于压缩应力状态； 在园孔内 3 倍直径以远，应力接近原始应力(影响半径)。 双向等压园孔应力集中系数最大为2。8、砌体梁结构在上覆岩层中存在由断裂岩块组成的“砌体梁”，因岩块相互挤压，形成承载结构。认为： 上覆岩层可以坚硬岩层为底划分若干组，其上软弱岩层为载荷； 随着工作面推进上方坚硬岩层断裂形成岩块，岩块间受水平推力成铰接关系； 铰接岩块在某些条件下可形成平衡体。9、直接顶岩层破坏离散原因： 节理裂隙的切割；初次放顶前直接顶的状态；支架的影响；工作面长度 短时，直接顶很容易离层；分层工作面；1

3、0、离层原因：直接顶较软，易发生弯曲变形未及时支护或支撑力不足。11、矿压显现指标： 顶板下沉S (mm) 般指煤壁到采空区边缘裸露的顶板相对移近量； 顶板下沉速度V (mm/h)单位时间顶板下沉量； 支柱变形与折损，观察喷液、下缩、压裂、折断等； 顶板破碎情况，单位面积中顶板冒落面积所占百分比； 局部冒顶，小范围顶板垮落； 大面积冒顶或顶板沿工作面煤壁切落； 支架载荷；12、支承压力：巷道两侧改变后的切向应力增高部分。13、极限平衡区:巷道周围处于极限平衡状态的岩体范围。14、老顶的初次来压：老顶第一次失稳所产生的工作面压力增大的现象。15、老顶来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离

4、。16、初次来压特点： 顶板下沉量增大，支柱载荷突然增大； 煤壁内支承压力增大，变形与偏帮严重； 直接顶破碎，有局部冒顶现象； 来压比较突然，易造成重大事故；17、来压条件：有老顶存在；直接顶垮落后不能充填满采空区18、周期来压:老顶周期性失稳引起的顶板来压现象。19、支架要求： 为了保障安全，支架上的力必须满足Y F =0 ；y 支架必须有一定的可缩量； 支架对老顶的作用力：P =Q -T tan (cp-0)；1 A+B20、顶板压力相当于48倍采高岩柱重量，P =(4-8)Mr21、影响矿山压力显现的主要因素是围岩性质及赋存状况。22、工作面矿山压力显现的影响因素： 采高与控顶距； 顶板

5、下沉量与采高、控顶距成正比采高增大，上覆岩层活动 范围大，不易形成平衡结构；采高增大，煤壁不稳定，矿压显现严重；控顶距增 大，顶板稳定性差。 工作面推进速度：加快推进速度，减少控顶时间，减少无工序下沉量，对破碎 顶板，加快推进速度，可改善顶板状况。 采深：采深加大对巷道影响很大，对回采工作面影响不明显。 倾角：分层开采矿压显现。放顶煤开采矿压显现。23、断面破碎度：顶梁前端到煤壁之间的距离。24、顶板冒落敏感度：端面距为1m时的端面破碎度。25、老顶分类:N = h / himIN5，老顶的垮落与错动对工作面支架无多大影响。II2 N 5，老顶的失稳对工作面支架有较为严重的影响。IIIN2，老

6、顶的悬露与垮落都将对工作面支架有严重的影响。IV老顶特别坚硬，又无直接顶V能塑性弯曲的顶板26、支柱上各种工作阻力及支撑力P :初撑力支柱刚架设时对顶板产生的一个主动力；0、P :始动阻力顶板压力下，支柱开始下缩时的阻力；0P :初工作阻力一阻力由急剧增长到缓慢增长的转折点处阻力；1P :额定工作阻力支柱所能承受的最大载荷227、28、支撑式支架支护分析：工作特点： 顶梁比较长(3.5m-4.0m),对顶板反复支撑次数多； 支撑合力一般远离前梁端点，前梁对顶板支撑力小； 框式结构，不能承受较大的水平推力。挡矸能力差调高范围小 优点：通风断面大、行人方便、结构简单、重量轻； 适用条件：顶板稳定，

7、有来压，瓦斯大的工作面。29、支掩式掩护支架分析： 工作特点： 托梁短，反复支撑次数小； 立柱向煤壁方向倾斜，提高了对机道上方的支撑能力。 可以承受一定的水平力，可以实现带压移架；挡矸性能好 缺点：支架空间小、通风断面小、行人不便、重量大 适用条件：顶板破碎，瓦斯小的工作面。30、单支架支掩式掩护支架受力分析：31、支架与围岩作用的特点：1）支架与围岩间的作用是作用力与反作用力关系；（支撑力宜均匀分布，且与顶 板压力共线）2）支架受力的大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关；与支架本身 特性有关；（在同一工作面，不允许同时使用特性不同的支架）3）支架结构及尺寸对对顶板压力的影响。32、关

8、键层：对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层起控制作用的岩层。33、关键层特征: 几何特征：相对其他同类岩层单层厚度较厚； 岩性特征：相对其他岩层较坚硬。 变形特征:下沉变形时，其上覆全部或局部岩层的下沉量同步协调； 破段特征:关键层破段将引起较大范围内的岩层移动； 承载特征：关键层破段前以板或梁的结构形式为承载主体，破断后可能成为砌 体梁结构，继续为承载主体。34、关键层位置判别P17Q17835、回采工作面支承压力分布： 工作面超前支承压力峰值一般在煤壁前48米，影响范围为4050米。少数可 达 6080 米。应力集中系数为 2.53。 工作面倾斜方向固定支承压力范围一般为1530米。少数

9、可达3540米，峰值 一般距煤壁 1520 米，应力集中系数为 23。 在拐角区要形成应力叠加，应力集中系数可达57。36、相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定： 一般间距： 大巷2040米（围岩稳定取小值，不稳定取大值）； 上下山1530米；集中巷1530米。（在浅部、坚硬岩层、急倾斜可为10米；深部、松软围 岩为50米）37、采区平巷沿走向矿山压力显现规律：I：巷道掘进段一一弹塑性、量小、趋于稳定、时间短； II：无采掘影响段一一主要为流变，受岩性影响较大；III：采动影响段前3050m，后4060m （峰值520m），量大；W： 次采动影响稳定段位移、变形均较小，工作面后方100米以远;V

10、：二次采动影响段一一影响剧烈程度及影响范围均较第一次为大。38、采区斜巷沿倾斜矿压显现规律：I、原岩应力带：显现轻微，一般不受破坏。II、支承压力影响带工作面距巷道4050m开始变形、破坏严重，移近速度 达10mm30mm/d。峰值区严重。III、煤体边缘卸载带 煤体破坏，应力降低，向平衡过度，移近量仍较大。39、底板巷道位置： P21321340、巷道围岩压力及影响因素： 围岩压力：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; 松动围岩压力 变形围岩压力 膨胀围岩压力 冲击和撞击围岩压力41、矿压控制方法及途径: 巷道保护一一为了使围岩强度与应力分布保持相适应的关系，预防巷道失

11、稳减 轻矿压危害，采取各种技术措施：（正确选择断面形状，预留变形空间，煤柱 护巷，巷道在减压区） 巷道支护架设支架防止围岩过度变形与移动。 巷道维修一一对已经使用的巷道，为了改善已恶化的维护状况而采取的一系列 措施;（补柱、补棚、扩帮、扩底）42、矿压控制原理： 抗压：提高支撑能力，加强支护，架后充填； 让压:保障巷道安全，一定的支撑，一定的可缩量。 躲压：低压区 移压：通过人为方法使巷道围岩松动 常用措施： 将巷道布置在岩性好的岩层内 将巷道布置在应力降低区 对巷道进行卸压保护43、沿空留巷、沿空掘巷的定义、优点、适用条件： 沿空掘巷优点：a：巷道在低压区受压不利于维护；b不会产生冲击地压，减轻瓦斯的危害，掘进安全。c：减轻资源浪费，减少维护费用，时间。适用条件：a顶板易冒落，容易胶结；b采空区无积水，倾角不大；c采空区有积水，倾角 不大，留墙掘； d 通风差、高瓦斯矿井。 沿空留巷：优点：a降低掘进率；b消除沿空掘巷滞后掘进的缺点，有利于上下山工作面连 续开采。适用条件;2-3m以下，顶板容易冒落或中等冒落底板不发生严重底鼓。