礦山壓力與巖層控制試題答案

1、礦山壓力與巖層控制1、礦山壓力：由于礦山開采活動的影響在巷硐周圍形成的力。2、礦山壓力顯現(xiàn)：由于礦壓的影響，而表現(xiàn)出來的一系列有形的變形。3、礦山壓力控制：為使采礦工作正常、安全進(jìn)行所采取的各種減輕、調(diào)節(jié)、改變和利用礦山壓力作用的方法4、原巖應(yīng)力：存在于地層中未受工程擾動的天然應(yīng)力。5、構(gòu)造應(yīng)力：由地殼構(gòu)造運(yùn)動在巖體中引起的應(yīng)力。6、構(gòu)造應(yīng)力的特點(diǎn)：構(gòu)造應(yīng)力以水平力為主，具有明顯的區(qū)域性和方向性，其基本特點(diǎn)如下分布不均，在構(gòu)造區(qū)域附近最大；水平應(yīng)力為主，淺部尤為明顯；具有明顯的方向性；堅硬巖層中明顯，軟巖中不明顯；7、圓孔周圍的應(yīng)力場：分布與方向角無關(guān)，皆為主應(yīng)力。園孔任一方向應(yīng)力分布相同；圍

2、巖內(nèi)應(yīng)力大小與彈性常數(shù) 無關(guān)，與距孔邊距離有關(guān)；雙向等壓時，園孔周邊全處于壓縮應(yīng)力狀態(tài)；在園孔內(nèi)3倍直徑以遠(yuǎn)，應(yīng)力接近原始應(yīng)力（影響半徑）。雙向等壓園孔應(yīng)力集中系數(shù)最大為2。 8、砌體梁結(jié)構(gòu)在上覆巖層中存在由斷裂巖塊組成的“砌體梁”，因巖塊相互擠壓，形成承載結(jié)構(gòu)。認(rèn)為：上覆巖層可以堅硬巖層為底劃分若干組，其上軟弱巖層為載荷；隨著工作面推進(jìn)上方堅硬巖層斷裂形成巖塊，巖塊間受水平推力成鉸接關(guān)系；鉸接巖塊在某些條件下可形成平衡體。9、直接頂巖層破壞離散原因：節(jié)理裂隙的切割；初次放頂前直接頂?shù)臓顟B(tài)；支架的影響；工作面長度短時，直接頂很容易離層；分層工作面；10、離層原因：直接頂較軟，易發(fā)生彎曲變形未及

3、時支護(hù)或支撐力不足。11、礦壓顯現(xiàn)指標(biāo)：頂板下沉 s（mm）一般指煤壁到采空區(qū)邊緣裸露的頂板相對移近量；頂板下沉速度v（mm/h）單位時間頂板下沉量；支柱變形與折損，觀察噴液、下縮、壓裂、折斷等；頂板破碎情況，單位面積中頂板冒落面積所占百分比；局部冒頂，小范圍頂板垮落；大面積冒頂或頂板沿工作面煤壁切落；支架載荷；12、支承壓力：巷道兩側(cè)改變后的切向應(yīng)力增高部分。13、極限平衡區(qū):巷道周圍處于極限平衡狀態(tài)的巖體范圍。14、老頂?shù)某醮蝸韷海豪享數(shù)谝淮问Х€(wěn)所產(chǎn)生的工作面壓力增大的現(xiàn)象。15、老頂來壓步距：由開切眼到初次來壓時工作面推進(jìn)的距離。16、初次來壓特點(diǎn)：頂板下沉量增大，支柱載荷突然增大；煤壁

4、內(nèi)支承壓力增大，變形與偏幫嚴(yán)重；直接頂破碎，有局部冒頂現(xiàn)象；來壓比較突然，易造成重大事故；17、來壓條件：有老頂存在；直接頂垮落后不能充填滿采空區(qū)18、周期來壓:老頂周期性失穩(wěn)引起的頂板來壓現(xiàn)象。19、支架要求：為了保障安全，支架上的力必須滿足；支架必須有一定的可縮量；支架對老頂?shù)淖饔昧Γ海?0、頂板壓力相當(dāng)于48倍采高巖柱重量，21、影響礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素是圍巖性質(zhì)及賦存狀況。22、工作面礦山壓力顯現(xiàn)的影響因素：采高與控頂距； 頂板下沉量與采高、控頂距成正比采高增大，上覆巖層活動范圍大，不易形成平衡結(jié)構(gòu)；采高增大，煤壁不穩(wěn)定，礦壓顯現(xiàn)嚴(yán)重；控頂距增大，頂板穩(wěn)定性差。工作面推進(jìn)速度：加快推

5、進(jìn)速度，減少控頂時間，減少無工序下沉量，對破碎頂板，加快推進(jìn)速度，可改善頂板狀況。采深：采深加大對巷道影響很大，對回采工作面影響不明顯。傾角：分層開采礦壓顯現(xiàn)。放頂煤開采礦壓顯現(xiàn)。23、斷面破碎度：頂梁前端到煤壁之間的距離。24、頂板冒落敏感度：端面距為1m時的端面破碎度。25、老頂分類: in5,老頂?shù)目迓渑c錯動對工作面支架無多大影響。ii,老頂?shù)氖Х€(wěn)對工作面支架有較為嚴(yán)重的影響。iiin2，老頂?shù)膽衣杜c垮落都將對工作面支架有嚴(yán)重的影響。iv老頂特別堅硬，又無直接頂v能塑性彎曲的頂板26、支柱上各種工作阻力及支撐力:初撐力支柱剛架設(shè)時對頂板產(chǎn)生的一個主動力；:始動阻力頂板壓力下，支柱開始下縮

6、時的阻力；:初工作阻力阻力由急劇增長到緩慢增長的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處阻力；:額定工作阻力支柱所能承受的最大載荷27、28、支撐式支架支護(hù)分析：工作特點(diǎn)： 頂梁比較長（3.5m-4.0m），對頂板反復(fù)支撐次數(shù)多；支撐合力一般遠(yuǎn)離前梁端點(diǎn)，前梁對頂板支撐力小；框式結(jié)構(gòu)，不能承受較大的水平推力。擋矸能力差調(diào)高范圍小優(yōu)點(diǎn)：通風(fēng)斷面大、行人方便、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕；適用條件：頂板穩(wěn)定，有來壓，瓦斯大的工作面。 29、支掩式掩護(hù)支架分析：工作特點(diǎn)：托梁短，反復(fù)支撐次數(shù)??；立柱向煤壁方向傾斜，提高了對機(jī)道上方的支撐能力。可以承受一定的水平力，可以實現(xiàn)帶壓移架；擋矸性能好 缺點(diǎn)：支架空間小、通風(fēng)斷面小、行人不便、重量大適用

7、條件：頂板破碎，瓦斯小的工作面。30、單支架支掩式掩護(hù)支架受力分析：31、支架與圍巖作用的特點(diǎn)：1）支架與圍巖間的作用是作用力與反作用力關(guān)系；（支撐力宜均勻分布，且與頂板壓力共線）2）支架受力的大小及其在回采工作面分布的規(guī)律與支架性能有關(guān)；與支架本身特性有關(guān)；（在同一工作面，不允許同時使用特性不同的支架）3）支架結(jié)構(gòu)及尺寸對對頂板壓力的影響。32、關(guān)鍵層：對采場上覆巖層局部或直至地表的全部巖層起控制作用的巖層。33、關(guān)鍵層特征:幾何特征：相對其他同類巖層單層厚度較厚；巖性特征：相對其他巖層較堅硬。變形特征:下沉變形時，其上覆全部或局部巖層的下沉量同步協(xié)調(diào)；破段特征:關(guān)鍵層破段將引起較大范圍內(nèi)的

8、巖層移動；承載特征：關(guān)鍵層破段前以板或梁的結(jié)構(gòu)形式為承載主體，破斷后可能成為砌體梁結(jié)構(gòu)，繼續(xù)為承載主體。34、關(guān)鍵層位置判別35、回采工作面支承壓力分布：工作面超前支承壓力峰值一般在煤壁前48米，影響范圍為4050米。少數(shù)可達(dá)6080米。應(yīng)力集中系數(shù)為2.53。工作面傾斜方向固定支承壓力范圍一般為1530米。少數(shù)可達(dá)3540米，峰值一般距煤壁1520米，應(yīng)力集中系數(shù)為23。在拐角區(qū)要形成應(yīng)力疊加，應(yīng)力集中系數(shù)可達(dá)57。36、相鄰巷道的應(yīng)力分布及巷道間距的確定：一般間距：大巷2040米（圍巖穩(wěn)定取小值，不穩(wěn)定取大值）； 上下山1530米；集中巷1530米。（在淺部、堅硬巖層、急傾斜可為10米；

9、深部、松軟圍巖為50米）37、采區(qū)平巷沿走向礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律：巷道掘進(jìn)段彈塑性、量小、趨于穩(wěn)定、時間短；：無采掘影響段主要為流變，受巖性影響較大；：采動影響段前3050m，后4060m（峰值520m），量大；：一次采動影響穩(wěn)定段位移、變形均較小，工作面后方100米以遠(yuǎn)；：二次采動影響段影響劇烈程度及影響范圍均較第一次為大。 38、采區(qū)斜巷沿傾斜礦壓顯現(xiàn)規(guī)律：、原巖應(yīng)力帶：顯現(xiàn)輕微，一般不受破壞。 、支承壓力影響帶工作面距巷道4050m開始變形、破壞嚴(yán)重，移近速度達(dá)10mm30mm/d。峰值區(qū)嚴(yán)重。、煤體邊緣卸載帶 煤體破壞，應(yīng)力降低，向平衡過度，移近量仍較大。39、底板巷道位置：40、巷道圍巖

10、壓力及影響因素：圍巖壓力：圍巖變形受阻而作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)物上的擠壓力或塌落巖石的重力；松動圍巖壓力 變形圍巖壓力 膨脹圍巖壓力 沖擊和撞擊圍巖壓力41、礦壓控制方法及途徑:巷道保護(hù)為了使圍巖強(qiáng)度與應(yīng)力分布保持相適應(yīng)的關(guān)系，預(yù)防巷道失穩(wěn)減輕礦壓危害，采取各種技術(shù)措施：（正確選擇斷面形狀，預(yù)留變形空間，煤柱護(hù)巷，巷道在減壓區(qū)）巷道支護(hù)架設(shè)支架防止圍巖過度變形與移動。巷道維修對已經(jīng)使用的巷道，為了改善已惡化的維護(hù)狀況而采取的一系列措施;(補(bǔ)柱、補(bǔ)棚、擴(kuò)幫、擴(kuò)底)42、礦壓控制原理：抗壓：提高支撐能力，加強(qiáng)支護(hù)，架后充填；讓壓:保障巷道安全，一定的支撐，一定的可縮量。躲壓：低壓區(qū)移壓：通過人為方法使巷道圍巖松動常用措施：將巷道布置在巖性好的巖層內(nèi)將巷道布置在應(yīng)力降低區(qū)對巷道進(jìn)行卸壓保護(hù)43、沿空留巷、沿空掘巷的定義、優(yōu)點(diǎn)、適用條件：沿空掘巷 優(yōu)點(diǎn)：a：巷道在低壓區(qū)受壓不利于維護(hù)；b：不會產(chǎn)生沖擊地壓，減輕瓦斯的