礦山壓力課后答案

1、礦山壓力與控制課后題參考答案礦山壓力：開(kāi)掘巷道或進(jìn)行回采工作時(shí)，破壞了原來(lái)的應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起巖體內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，直至形成新的平衡狀態(tài)。這種由于礦山開(kāi)采活動(dòng)的影響，在巷硐周圍巖體中形成的和作用在巷硐支護(hù)物上的力定義為礦山壓力。礦山壓力顯現(xiàn)：在礦山壓力作用下，會(huì)引起各種力學(xué)現(xiàn)象，如巖體的變形、破壞、塌落，支護(hù)物的變形、破壞、折損，以及在掩體中產(chǎn)生的動(dòng)力現(xiàn)象。這些由于礦山壓力作用使巷硐周圍巖體和支護(hù)物產(chǎn)生的種種力學(xué)現(xiàn)象，統(tǒng)稱為礦山壓力顯現(xiàn)。礦山壓力控制：為使礦山壓力顯現(xiàn)不致影響采礦工作正常進(jìn)行和保障安全生產(chǎn)、必須采取各種技術(shù)措施吧礦山壓力顯現(xiàn)控制在一定范圍內(nèi)。對(duì)于有利于采礦生產(chǎn)的礦山壓力也應(yīng)當(dāng)

2、合理利用，所有減輕、調(diào)節(jié)、改變和利用礦山壓力作用的各種方法，均叫做礦山壓力控制。原巖應(yīng)力：存在于地層中未受工程擾動(dòng)的天然應(yīng)力稱為原巖應(yīng)力，也稱為巖體初始應(yīng)絕對(duì)應(yīng)力或地應(yīng)力。支承壓力：在巖體內(nèi)開(kāi)掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改變后的切應(yīng)力增高部分稱為支撐應(yīng)力。老頂：通常吧位于直接頂之上（有時(shí)直接位于煤層之上）對(duì)采場(chǎng)礦山壓力直接造成影響的厚而堅(jiān)硬的巖層稱為老頂。直接頂：一般把直接位于煤層上方的一層或幾層性質(zhì)相近的巖層稱為直接頂。直接頂初次垮落：煤層開(kāi)采后，將首先引起直接頂?shù)目迓?。回采工作面從開(kāi)切眼開(kāi)始向前推進(jìn)，直接頂懸露面積增大，當(dāng)達(dá)到其極限跨距時(shí)開(kāi)始垮落。直接頂?shù)牡谝淮未?/p>

3、面積垮落稱為直接頂初次垮落。頂板下沉量：一般指煤壁到采空區(qū)邊緣裸露的頂?shù)装逑鄬?duì)移近量。隨著工作面推進(jìn)，頂?shù)装逄幱诓粩嘁M(jìn)的狀態(tài)。由于在緩斜及傾斜工作面底板鼓起量比較小，因而常?？梢院雎圆挥?jì)，為此頂?shù)装逡平亢?jiǎn)稱為頂?shù)装逑鲁亮?。老頂初次?lái)壓：當(dāng)老頂懸露達(dá)到極限跨距時(shí)，老頂斷裂形成三鉸拱式的平衡，同時(shí)發(fā)生已破斷的巖塊回轉(zhuǎn)失穩(wěn)（變形失穩(wěn)）。有時(shí)可能伴隨滑落失穩(wěn)（頂板的臺(tái)階下沉），從而導(dǎo)致工作面頂板的急劇下沉。此時(shí)，工作面支架呈現(xiàn)受力普遍加大現(xiàn)象。即稱為老頂?shù)某醮蝸?lái)壓。周期來(lái)壓：隨著回采工作面的推進(jìn)，在老頂初次來(lái)壓以后，裂隙帶巖層形成的結(jié)構(gòu)將始終經(jīng)歷“穩(wěn)定-失穩(wěn)-穩(wěn)定”的變化，這種變化將呈現(xiàn)周而復(fù)始的

4、過(guò)程。由于結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)導(dǎo)致了工作面頂板的來(lái)壓，這種來(lái)壓也將隨著工作面的推進(jìn)而呈周期性出現(xiàn)。因此，由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來(lái)壓現(xiàn)象稱之為工作面頂板的周期來(lái)壓。關(guān)鍵層：在直接頂上方存在厚度不等、強(qiáng)度不同的多層巖層。其中一層至數(shù)層厚硬巖層在采場(chǎng)上覆巖層活動(dòng)中起主要的控制作用。將對(duì)采場(chǎng)上覆巖層局部或直至地表的全部巖層活動(dòng)起控制作用的巖層稱為關(guān)鍵層。沿空留巷：沿空留巷是在上區(qū)段工作面采過(guò)后，通過(guò)加強(qiáng)支護(hù)或采用其他有效方法，將上區(qū)段工作面運(yùn)輸平巷保留下來(lái)，供下區(qū)段工作面回采時(shí)作為回風(fēng)平巷。沿空掘巷：巷道一側(cè)為煤體另一側(cè)為采空區(qū)，如果采空區(qū)一側(cè)采動(dòng)影響已經(jīng)穩(wěn)定后，沿采空區(qū)邊緣掘進(jìn)的巷道稱為煤體無(wú)煤

5、柱（沿空掘進(jìn)）巷道。錨固力：錨桿對(duì)圍巖的約束力。（1）根據(jù)錨桿對(duì)圍巖的約束力方式定義錨固力可分為托錨力、粘錨力、切向錨固力；（2）根據(jù)錨桿的錨固作用階段定義錨固力可分為初錨力、工作錨固力、殘余錨固力。軟巖：軟巖定義分為地質(zhì)軟巖和工程軟巖。（1）地質(zhì)軟巖指強(qiáng)度低、孔隙較大、膠結(jié)程度差、受構(gòu)造面切割及風(fēng)化影響顯著或含有大量膨脹粘土的松、散、軟、若巖層的總稱；（2）工程軟巖時(shí)指在巷道工程力作用下，能產(chǎn)生顯著變形的工程巖體。巷道工程力時(shí)指作用在巷道工程巖體上的力的總和。工程軟巖的定義揭示了軟巖的相對(duì)性實(shí)質(zhì)。煤礦動(dòng)壓現(xiàn)象：煤礦在開(kāi)采過(guò)程中，在高應(yīng)力狀態(tài)下積聚有大量彈性能的煤或巖體，在一定的條件下突然發(fā)生

6、破壞、冒落或拋出，使能量突然釋放，呈現(xiàn)聲響、震動(dòng)以及氣浪等明顯的動(dòng)力效應(yīng)。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為煤礦動(dòng)壓現(xiàn)象。沖擊礦壓：沖擊礦壓是聚積在礦井巷道和采場(chǎng)周圍煤巖體中的能量突然釋放，在井巷發(fā)生爆炸性事故，產(chǎn)生的動(dòng)力將煤巖拋向巷道，同時(shí)發(fā)出強(qiáng)烈聲響。造成煤巖體振動(dòng)和煤巖體破壞，支架與設(shè)備損壞，人員傷亡，部分巷道垮落破壞等。沖擊能指數(shù)：沖擊能指數(shù)Ke在單軸壓縮狀態(tài)下，煤樣全“應(yīng)力-應(yīng)變”曲線峰值C前所積聚的變形能Es與峰值后的變形能Ex之比值。它是包含試件“應(yīng)力-應(yīng)變”全部變化過(guò)程的曲線，直觀和全面反映了蓄能、耗能的全過(guò)程，顯示了沖擊傾向的物理本質(zhì)。淺埋煤層：開(kāi)采區(qū)域大部分集中于埋深在100-150m以內(nèi)的淺

7、部，煤層的典型賦存特點(diǎn)時(shí)埋深淺、基巖頂板較薄、表土覆蓋層較厚。由于此類煤層的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律具有明顯的特點(diǎn)，為了區(qū)別于其他煤層，通常將具有淺埋深、基巖薄、上覆厚松散層賦存特征的煤層稱為淺埋煤層。1、簡(jiǎn)述原巖應(yīng)力場(chǎng)的概念及主要組成部分？答：原巖應(yīng)力場(chǎng)的概念：天然存在于原巖內(nèi)而與人為因素?zé)o關(guān)的應(yīng)力場(chǎng)稱為原巖應(yīng)力場(chǎng)。 原巖應(yīng)力場(chǎng)的主要組成部分：自重應(yīng)力場(chǎng)、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)。2、原巖應(yīng)力分布的基本特點(diǎn)？答：1、實(shí)測(cè)鉛直應(yīng)力基本上等于上覆巖層重量 2、水平應(yīng)力普遍大爺鉛直應(yīng)力 3、水平應(yīng)力與鉛直應(yīng)力的比值歲深度增加而減小 4、最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力一般相差較大3、煤柱下方底板巖層中應(yīng)力分布特點(diǎn)及其實(shí)際意義

8、？答：4、簡(jiǎn)述巖石破碎后的碎脹特征及其在控制頂板壓力中的作用?答：巖石破碎后，雜亂堆積，巖體的總體力學(xué)特性類似于散體。由于巖層破碎后體積將產(chǎn)生膨脹，因此直接頂跨落后，堆積的高度要大于直接頂巖層原來(lái)的厚度。影響碎脹系數(shù)的重要因素是巖石破碎后塊度的大小及其排列狀態(tài)。例如，堅(jiān)硬巖層成大塊、破斷且排列整齊，因而碎脹系數(shù)較小；若巖石破碎后塊度較小且排列較亂，則碎脹系數(shù)較大。巖石破碎后，在其自重及外加載荷的作用下漸趨壓實(shí)，碎脹系數(shù)變小，壓實(shí)后的高度將取決于巖石的殘余碎脹系數(shù)Kp。5、分析采場(chǎng)上覆巖層機(jī)構(gòu)失穩(wěn)條件？答：1、結(jié)構(gòu)的滑落失穩(wěn)，剪切力大于咬合點(diǎn)出的摩擦力，此結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)滑落失穩(wěn)。即失穩(wěn)的與否取決于老

9、頂破斷巖塊的高長(zhǎng)比，高長(zhǎng)比較小，結(jié)構(gòu)抗滑落失穩(wěn)能力越大，一般情況下，失穩(wěn)巖塊的高長(zhǎng)比要大于0.4-0.5； 2、結(jié)構(gòu)的變形失穩(wěn)，這時(shí)指在巖塊的回轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于擠壓處局部應(yīng)力集中，致使該處進(jìn)入塑性狀態(tài)，甚至局部受拉而使咬合處破壞造成巖塊回轉(zhuǎn)進(jìn)一步加劇，從而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，當(dāng)巖梁破斷后，巖塊互相咬合中間下沉量到達(dá)時(shí)，即形成巖塊結(jié)構(gòu)變形失穩(wěn)。6、分析加快工作面推進(jìn)速度與改善頂板狀況的關(guān)系？答：加快工作面推進(jìn)速度只是縮短落煤與放頂兩個(gè)主要生產(chǎn)過(guò)程的時(shí)間間隔，能減少頂板下沉量，但同時(shí)也使頂板下沉速度加劇，只有在原先的工作面推進(jìn)速度比較緩慢的條件下，加快工作面推進(jìn)速度，才會(huì)對(duì)工作面頂板狀況有所改變，當(dāng)工

10、作面推進(jìn)速度提高到一定積變以后，頂板下沉量的變化將逐漸減小，并不能甩掉頂板壓力。7、試分析開(kāi)采深度對(duì)采場(chǎng)礦山壓力及其顯現(xiàn)的影響？答：開(kāi)采深度對(duì)巷道礦山壓力顯現(xiàn)的影響可能比較明顯，如在松軟巖層中開(kāi)掘巷道，隨著深度的增加，巷道圍巖的“擠、壓、鼓”現(xiàn)象將更為嚴(yán)重。隨著深度增加，巷道圍巖的變形與支架上承受的壓力都將增加。巖層受重力而變形，它所積聚的能量與深度的平方成正比。因此，對(duì)有沖擊礦壓危險(xiǎn)的礦井，隨著深度的增加，發(fā)生沖擊礦壓的次數(shù)與強(qiáng)度將顯著增加。但開(kāi)采深度對(duì)采場(chǎng)頂板壓力大小的影響并不突出，因而對(duì)礦山壓力顯現(xiàn)的影響也不明顯，尤其是對(duì)頂板下沉量的影響。隨著采深增加，支承壓力必然增加，從而導(dǎo)致煤壁片幫

11、及底板鼓起的幾率增加，由此也可能導(dǎo)致支架載荷增加。8、簡(jiǎn)述我國(guó)緩傾斜煤層工作面分類方案？答：直接頂分類：1不穩(wěn)定頂板：r8 、2中等穩(wěn)定頂板：8r18 、3穩(wěn)定頂板：18r28 、4非常穩(wěn)定頂板：28r50 其中r為直接頂平均初次垮落距；老頂分類：1不明顯：Pe895 、2明顯：895Pe975 、3強(qiáng)烈：975Pe1075 、4非常強(qiáng)烈：1075Pe 其中Pe為老頂初次來(lái)壓當(dāng)量，kPa.9、解釋支撐式、掩護(hù)式、支撐掩護(hù)式液壓支架結(jié)構(gòu)特征及適用范圍？答：指在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有掩護(hù)梁，對(duì)頂板的作用是支撐的支架； 掩護(hù)式支撐式：指在結(jié)構(gòu)上有掩護(hù)梁，單排立柱連接掩護(hù)梁或直接支撐頂梁對(duì)頂板起支撐作用的支架；

12、支撐掩護(hù)式：指具有雙排或多排立柱及掩護(hù)梁結(jié)構(gòu)的支架，支柱大部或全部通過(guò)頂梁對(duì)頂板起支撐作用，可能有部分支柱是通過(guò)掩護(hù)梁對(duì)頂板起作用。10、簡(jiǎn)述采場(chǎng)支架與圍巖關(guān)系特點(diǎn)？答：1、支架與圍巖時(shí)相互作用的一對(duì)力；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)；3、支架結(jié)構(gòu)及尺寸對(duì)頂板壓力的影響。11、分析采場(chǎng)支架工作阻力與頂板下沉量的“P-L”曲線關(guān)系？答：12、簡(jiǎn)述開(kāi)采后引起的上覆巖層的破壞方式及其分區(qū)？答：根據(jù)采空區(qū)覆巖移動(dòng)破壞程度，可分為“三帶”：（1）跨落帶。破斷后的巖塊呈不規(guī)則跨落，排列也極不整齊，松散系數(shù)比較大，一般可達(dá)1.31.5。但經(jīng)重新壓實(shí)后，碎脹系數(shù)可降到1.03左右。

13、此區(qū)域與所開(kāi)采的煤層相毗連，很多情況下是由于直接頂巖層冒落后形成的.（2）裂縫帶。巖層破斷后，巖塊仍然排列整齊的區(qū)域即為裂縫帶。它位于冒落帶之上，由于排列比較整齊，因此碎脹系數(shù)較小。關(guān)鍵層破斷塊體有可能形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)?？缏鋷c裂隙帶合稱“兩帶”，又稱為 “導(dǎo)水裂縫帶”，意指上覆層含水層位于“兩帶”范圍內(nèi)，將會(huì)導(dǎo)致巖體水通過(guò)巖體破斷裂縫流入采空區(qū)和回采工作面。（3）彎曲帶。自裂縫帶頂界到地表的所有巖層稱為彎曲帶。彎曲帶內(nèi)巖層移動(dòng)的顯著特點(diǎn)是，巖層移動(dòng)過(guò)程的連續(xù)和整體性，即裂縫帶頂界以上至地表的巖層移動(dòng)是成層地、整體性地發(fā)生，在垂直剖面上，其上下各部分的下沉量很小。若存在厚硬的關(guān)鍵層，則可能在

14、彎曲帶內(nèi)出現(xiàn)離層區(qū)。A區(qū)域：煤層上方的巖層在開(kāi)采的影響下，一般在回采工作面前方3040m處就開(kāi)始變形。其特點(diǎn)是水平移動(dòng)較為劇烈，但垂直移動(dòng)甚微。在有些場(chǎng)合垂直位移量還會(huì)出現(xiàn)負(fù)值（即巖層有上升現(xiàn)象）。當(dāng)工作面推過(guò)此區(qū)域，才引起垂直位移急劇增加。B區(qū)域：回采工作推過(guò)鉆孔48m后，垂直位移急劇增加，但各層位移速度不盡相同。其特點(diǎn)為越向上越緩慢，在此區(qū)域內(nèi)形成層間離層，且此區(qū)域的巖層早已斷裂成巖塊。C區(qū)域：已斷裂的巖層重新受到已冒落矸石支撐時(shí)，變形曲線又趨于緩和。在此區(qū)域內(nèi)，各層移動(dòng)速度的特點(diǎn)是鄰近煤層巖層的運(yùn)動(dòng)速度要緩于其上覆巖層，各巖層又進(jìn)入互相壓合的過(guò)程。13、簡(jiǎn)述綠色開(kāi)采技術(shù)體系？答：14、簡(jiǎn)

15、述開(kāi)采后上覆巖層的破壞方式及分區(qū)？答：根據(jù)采空區(qū)覆巖移動(dòng)破壞程度，可分為“三帶”：（1）跨落帶。破斷后的巖塊呈不規(guī)則跨落，排列也極不整齊，松散系數(shù)比較大，一般可達(dá)1.31.5。但經(jīng)重新壓實(shí)后，碎脹系數(shù)可降到1.03左右。此區(qū)域與所開(kāi)采的煤層相毗連，很多情況下是由于直接頂巖層冒落后形成的.（2）裂縫帶。巖層破斷后，巖塊仍然排列整齊的區(qū)域即為裂縫帶。它位于冒落帶之上，由于排列比較整齊，因此碎脹系數(shù)較小。關(guān)鍵層破斷塊體有可能形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)?？缏鋷c裂隙帶合稱“兩帶”，又稱為 “導(dǎo)水裂縫帶”，意指上覆層含水層位于“兩帶”范圍內(nèi)，將會(huì)導(dǎo)致巖體水通過(guò)巖體破斷裂縫流入采空區(qū)和回采工作面。（3）彎曲帶。自

16、裂縫帶頂界到地表的所有巖層稱為彎曲帶。彎曲帶內(nèi)巖層移動(dòng)的顯著特點(diǎn)是，巖層移動(dòng)過(guò)程的連續(xù)和整體性，即裂縫帶頂界以上至地表的巖層移動(dòng)是成層地、整體性地發(fā)生，在垂直剖面上，其上下各部分的下沉量很小。若存在厚硬的關(guān)鍵層，則可能在彎曲帶內(nèi)出現(xiàn)離層區(qū)。A區(qū)域：煤層上方的巖層在開(kāi)采的影響下，一般在回采工作面前方3040m處就開(kāi)始變形。其特點(diǎn)是水平移動(dòng)較為劇烈，但垂直移動(dòng)甚微。在有些場(chǎng)合垂直位移量還會(huì)出現(xiàn)負(fù)值（即巖層有上升現(xiàn)象）。當(dāng)工作面推過(guò)此區(qū)域，才引起垂直位移急劇增加。B區(qū)域：回采工作推過(guò)鉆孔48m后，垂直位移急劇增加，但各層位移速度不盡相同。其特點(diǎn)為越向上越緩慢，在此區(qū)域內(nèi)形成層間離層，且此區(qū)域的巖層早

17、已斷裂成巖塊。C區(qū)域：已斷裂的巖層重新受到已冒落矸石支撐時(shí)，變形曲線又趨于緩和。在此區(qū)域內(nèi)，各層移動(dòng)速度的特點(diǎn)是鄰近煤層巖層的運(yùn)動(dòng)速度要緩于其上覆巖層，各巖層又進(jìn)入互相壓合的過(guò)程。15、簡(jiǎn)述控制巖層移動(dòng)的技術(shù)？答：巖層移動(dòng)控制技術(shù)可分為三類：（1）留設(shè)煤柱控制巖層移動(dòng)（2）充填法控制巖層移動(dòng)（3）調(diào)整開(kāi)采工藝及參數(shù)控制巖層，如限厚開(kāi)采、協(xié)調(diào)開(kāi)采、上行開(kāi)采等。一、留煤柱控制巖層移動(dòng)1、部分開(kāi)采。部分開(kāi)采包括：條帶開(kāi)采：是沿煤層的走向或傾向，將開(kāi)采區(qū)劃分為若干個(gè)寬度相等或不相等的條帶，開(kāi)采一條，保留一條，利用留下的條帶煤柱支撐頂板，以減小地表沉陷的目的。條帶開(kāi)采可劃分為走向條帶開(kāi)采和傾向條帶開(kāi)采。

18、房柱式開(kāi)采：2、留設(shè)保護(hù)煤柱。二、充填法控制巖層移動(dòng)1、采空區(qū)充填。充填開(kāi)采就是用充填材料來(lái)充填己采空間，這相當(dāng)于減小了煤層開(kāi)采厚度，從而減少采空區(qū)上覆巖層的變形與破壞。礦山充填分為三種類型：水力充填：以水為輸送介質(zhì)，利用自然壓頭和泵壓，從制備站沿管道或與管道相連的鉆孔，將河砂等水力充填材料輸送到采空區(qū)。干式充填：采用人力、重力、機(jī)械式風(fēng)力等方式將砂石等干式充填材料運(yùn)送到待充填采空區(qū)，開(kāi)成可壓縮的松散充填體。膠結(jié)充填：將采集和加工的細(xì)砂等充填材料摻入適量的膠凝材料如水泥，加水混合攪拌制備成膠結(jié)充填料漿，沿鉆孔、管道向采空區(qū)輸送，充填材料膠結(jié)后形成具有一定強(qiáng)度和完整性的充填體。2、覆巖離層區(qū)充填

19、。覆巖離層區(qū)充填減沉的基本原理是利用巖移過(guò)程中覆巖內(nèi)形成的離層空洞，從鉆孔向離層空洞充填外來(lái)材料來(lái)支撐覆巖，從而減緩覆巖移動(dòng)往地表的傳播。16、簡(jiǎn)述回采工作面周圍支承壓力應(yīng)力狀況？答：煤層開(kāi)采以后，采空區(qū)上部巖層重量將向采空區(qū)周圍新的支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)移，從而在采空區(qū)周圍形成支承壓力帶，工作面沿傾斜和傾斜方向及開(kāi)切眼一側(cè)煤體上形成的支承壓力，在工作面采過(guò)一段時(shí)間后，不再發(fā)生明顯變化，稱為固定支撐壓力，回采工作面推過(guò)一段距離后，采空區(qū)上覆巖層活動(dòng)趨于穩(wěn)定，因此，在距工作面一定距離的采空區(qū)，也可能出現(xiàn)較小的支承壓力，稱為采空區(qū)支承壓力。17、采區(qū)平巷在其服務(wù)期內(nèi)沿走向的礦壓規(guī)律有哪些？采動(dòng)影響帶的前影響區(qū)和

20、后影響區(qū)內(nèi)礦壓顯現(xiàn)試件和機(jī)理有何不同？答：采區(qū)巷道從開(kāi)掘到報(bào)廢，經(jīng)歷采動(dòng)造成的圍巖應(yīng)力重新分布過(guò)程，圍巖變形會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)和變化。以受到相鄰區(qū)段回采影響的工作面回風(fēng)巷為例，圍巖變形要經(jīng)歷五個(gè)階段。1、巷道掘進(jìn)影響階段。煤體內(nèi)開(kāi)掘巷道后，巷道圍巖出現(xiàn)應(yīng)力集中，在形成塑性區(qū)的過(guò)程中，圍巖向巷道空間顯著位移。隨著巷道掘出時(shí)間的行長(zhǎng)，圍巖變形速度逐漸衰減，趨向緩和。巷道的圍巖變形量主要取決于巷道埋藏和圍巖性質(zhì)。2、掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段。掘進(jìn)引起的圍巖應(yīng)力重新分布趨于穩(wěn)定，由于煤巖一般具有流變性，圍巖變形還會(huì)隨時(shí)間而緩慢增長(zhǎng)，但其變形速度比掘巷初期要小得多，巷道的圍巖變形速度仍取決埋藏深度和圍巖性質(zhì)。3、采動(dòng)影

21、響階段。前影響區(qū)時(shí)，巷道受上區(qū)段工作面（A）的回采影響后，在回采引起的超前移動(dòng)支承壓力作用下，巷道圍巖應(yīng)力重新分布，塑性區(qū)顯著擴(kuò)大，圍巖變形急劇增長(zhǎng)。在后影響區(qū)時(shí)，在工作面（A）后方附近，由巷道上方和采空區(qū)一側(cè)頂板彎曲下沉和顯著運(yùn)動(dòng)使得支承壓力和巷道圍巖變形速度都達(dá)到最大值。遠(yuǎn)離工作面后方，巷道圍巖變形速度逐漸衰減。巷道圍巖性質(zhì)、護(hù)巷煤柱寬度或巷旁支護(hù)方式、工作面頂板巖層結(jié)構(gòu)對(duì)此時(shí)期圍巖變形量影響很大。4、采動(dòng)影響穩(wěn)定階段?；夭梢鸬膽?yīng)力重新分布走向穩(wěn)定后，巷道圍巖變形速度再一次顯著降低，但仍然高于掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段時(shí)變形速度，圍巖變形量按流變規(guī)律不斷緩慢地增長(zhǎng)。5、二次采動(dòng)影響階段。巷道受本區(qū)

22、段回采工作面B影響時(shí)，由于上共段殘余支承壓力，本區(qū)段工作面超前支承壓力相互疊加，巷道圍巖應(yīng)力急劇增高，引起圍巖應(yīng)力又一次重新分布，塑性區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大，應(yīng)力的反復(fù)擾動(dòng)使圍巖變形比受一次采動(dòng)影響進(jìn)更加強(qiáng)烈。18、沿留空巷礦壓顯現(xiàn)基本特征？與沿空掘巷礦壓顯現(xiàn)的主要區(qū)別？答：沿空留巷礦壓顯現(xiàn)特征1、采動(dòng)時(shí)期。沿空巷道位于采空區(qū)邊緣，保留期間經(jīng)歷上區(qū)段工作面的采動(dòng)影響，巷道頂板的下沉、破壞必然受到采空區(qū)上覆巖層沉降總規(guī)律的制約。上區(qū)段工作面過(guò)后，老頂發(fā)生斷裂失穩(wěn)，然后回轉(zhuǎn)下沉壓實(shí)采空區(qū)。在這個(gè)過(guò)程中，沿空巷道煤幫及巷道支護(hù)發(fā)生劇烈變形。沿空留巷的圍巖的圍巖應(yīng)力主要取決于規(guī)則移動(dòng)帶巖層中塊體B取得平衡之前，

23、引起的附加載荷。2、上區(qū)段工作面采動(dòng)影響穩(wěn)定后，沿空留巷煤幫的承載能力與支承壓力很快處于平衡狀態(tài)。圍巖變形顯著下降并趨于穩(wěn)定。3、本區(qū)段工作面回采時(shí)，規(guī)則移動(dòng)帶巖層原有的平衡狀態(tài)將受到強(qiáng)烈影響。在超前支承壓力作用下，規(guī)則移動(dòng)帶巖層將有一定的回轉(zhuǎn)下沉，造成圍巖應(yīng)力再次重新分布集中，巷道圍巖表現(xiàn)出強(qiáng)烈變形。沿空留巷的頂板下沉規(guī)律4、回采工作面推進(jìn)引起的上覆巖層運(yùn)動(dòng)，其發(fā)展是自上而下的，上部具有明顯的滯后笥，沿巷留巷的頂板會(huì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)受到老頂上覆巖層運(yùn)動(dòng)的影響。主要區(qū)別：沿空留巷與沿空掘巷最大的區(qū)別在于沿空留巷經(jīng)歷兩次采動(dòng)影響，并且留巷需要巷旁支護(hù)。19、跨巷回采卸壓的基本原理？答：煤層開(kāi)采以后，

24、在煤層底板中形成一定范圍的應(yīng)力增高區(qū)和應(yīng)力降低。位于煤層底板的巷道，若處于應(yīng)力增高區(qū)，將承受較大的集中應(yīng)力而遭到破壞。處于應(yīng)力降低區(qū)，則易于維護(hù)。根據(jù)采面不斷移動(dòng)的特點(diǎn)以及巷道系統(tǒng)優(yōu)化布置的原則，可在巷道上方的煤層工作面進(jìn)行跨采，使巷道經(jīng)歷一段時(shí)間的相的高應(yīng)力作用后，長(zhǎng)期處于應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)。跨采的效果主要取決于巷道與上方跨采面的相對(duì)位置，即巷道與上部回采煤層間的法向距離z，巷道與上部回采煤層煤柱邊緣的水平距離x。20、如何根據(jù)錨桿對(duì)圍巖的約束方式定義錨桿錨固力？答：根據(jù)錨桿對(duì)圍巖的約束力方式定義錨固力1 托錨力 ：托錨力包括安裝錨桿時(shí)，通過(guò)擰緊螺母產(chǎn)生的錨桿托板對(duì)圍巖的預(yù)緊力，水漲式管狀錨桿桿體

25、縱向收縮，使托盤對(duì)圍巖產(chǎn)生預(yù)緊力，以及錨桿托板阻止圍巖向巷道內(nèi)位移時(shí)，對(duì)圍巖施加的徑向支護(hù)力。2 粘錨力 ：粘結(jié)劑將圍巖與錨桿粘結(jié)成整體，由于圍巖深部與淺部變形的差異，錨桿通過(guò)粘結(jié)劑對(duì)圍巖施加粘結(jié)力來(lái)抑制圍巖變形。粘結(jié)力就是錨桿桿體的軸力。摩擦錨固式錨桿通過(guò)桿體與圍巖之間的摩擦力對(duì)圍巖施加錨固力來(lái)抑制圍巖變形。3 切向錨固力 ：圍巖的變形大多從圍巖的弱面開(kāi)始，在圍壓作用下圍巖沿弱面滑動(dòng)或張開(kāi)。錨桿體貫穿弱面，限制圍巖沿弱面滑動(dòng)或張開(kāi)，這種限制力稱為切向錨固力。21、為什么說(shuō)錨注支護(hù)時(shí)軟巖巷道支護(hù)的新途徑？答：錨桿支護(hù)的錨固力在很大程度上取決于巖體的力學(xué)性能，軟巖巷道可錨性差是造成錨桿錨固力低和

26、失效的重要原因。利用錨桿兼做注漿管，實(shí)現(xiàn)錨注一體化，是軟巖巷道支護(hù)的一個(gè)新途徑。對(duì)于節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體，注漿可改變圍巖的松散結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，封閉裂隙，顯著提高巖體強(qiáng)度。注漿加固為錨桿提供可靠的著力基礎(chǔ)，使錨桿對(duì)松碎圍巖的錨固作用得以發(fā)揮，進(jìn)一步提高巖體強(qiáng)度。采取錨桿與注漿相結(jié)合的發(fā)法，使錨桿和注漿的作用在各自適用的范圍內(nèi)得到充分發(fā)揮，可提高對(duì)軟巖的支護(hù)效果。22、簡(jiǎn)述軟巖巷道變形力學(xué)機(jī)制？答：從理論上分析軟巖巷道變形力學(xué)機(jī)制，可分為三種形式，即物化膨脹類型（也稱低強(qiáng)度軟巖）、應(yīng)力擴(kuò)容類型和結(jié)構(gòu)變形類型。(1)膨脹類型機(jī)制 膨脹巖含有蒙脫石、高嶺土和伊利石等強(qiáng)親水粘土礦物，這幾類礦物

27、由于其晶體結(jié)構(gòu)特殊，能將水分子吸附在晶層表面和晶層內(nèi)。既具有礦物顆粒內(nèi)部分子膨脹，又具有礦物顆粒之間的水膜加厚的膠體膨脹。同時(shí)通過(guò)毛細(xì)作用吸入水，使巖石體積膨脹。（2）應(yīng)力擴(kuò)容變形機(jī)制 變形機(jī)制與力源有關(guān)，軟巖在結(jié)構(gòu)應(yīng)力、地下水、重力、工程偏應(yīng)力作用下，巖體產(chǎn)生破壞變形，微裂活動(dòng)迅速加劇，形成拉伸破壞和剪切面，體積擴(kuò)脹。工程偏應(yīng)力即本書(shū)中的礦山壓力，是應(yīng)力擴(kuò)容變形中不可忽略的力源。（3）變形機(jī)制 變形機(jī)制與硐室結(jié)構(gòu)和巖體結(jié)構(gòu)面的組合特征有關(guān)。結(jié)構(gòu)面的成因類型，結(jié)構(gòu)面的結(jié)合特征，結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)，結(jié)構(gòu)面相對(duì)于硐室的空間分布規(guī)律及它制約下形成的巖體結(jié)構(gòu)控制著軟巖變形、破壞規(guī)律。23、簡(jiǎn)述影響頂煤冒

28、放性的主要因素，提高頂煤冒放性的主要措施？答：24、簡(jiǎn)述沖擊礦壓防治措施的基本原理和主要方法？答： 基本原理：選擇合理的開(kāi)拓布置和開(kāi)采方式；開(kāi)采解放層。合理的開(kāi)拓布置和開(kāi)采方式對(duì)于避免應(yīng)力集中和疊加，防止沖擊礦壓關(guān)系極大。故合理的開(kāi)拓布置和開(kāi)采方式是防治沖擊礦壓的根本性措施。主要原則是：（1）開(kāi)采煤層群時(shí)，開(kāi)拓布置應(yīng)有利于解放層開(kāi)采。（2）劃分采區(qū)時(shí)，應(yīng)保證合理的開(kāi)采順序，最大限度地避免形成煤柱等應(yīng)力集中區(qū)。（3）采區(qū)或盤區(qū)的采面應(yīng)朝一個(gè)方向推進(jìn)，避免相向開(kāi)采，以免應(yīng)力疊加。（4）在地質(zhì)構(gòu)造等特殊部位，應(yīng)采取能避免或減緩應(yīng)力集中和疊加的開(kāi)采程序。（5）有沖擊危險(xiǎn)的煤層的開(kāi)拓或準(zhǔn)備巷道、永久硐室

29、、主要上（下）山、主要溜煤巷和回風(fēng)巷應(yīng)布置在底板巖層或無(wú)沖擊危險(xiǎn)煤層中，以利于維護(hù)和減小沖擊危險(xiǎn)。（6）開(kāi)采有沖擊危險(xiǎn)的煤層，應(yīng)采用不留煤柱跨落法管理頂板的長(zhǎng)壁開(kāi)采法。（7）頂板管理采用全部跨落法，工作面支架采用具有整體性和防護(hù)能力的可縮性支架。開(kāi)采解放層是防治沖擊礦壓的有效和帶有根本性的區(qū)域性防范措施。一個(gè)煤層（或分層）先采，能使臨近煤層得到一定時(shí)間的卸壓。對(duì)于下部煤層，由于受到解放層開(kāi)采時(shí)的前、后支承壓力產(chǎn)生的加載和卸載交替作用，在很大程度上改變了下部煤層的結(jié)構(gòu)和層間巖石的性質(zhì)，特別是改變了它們的裂隙度和透氣性，改變了煤巖結(jié)構(gòu)和屬性，釋放了彈性能，消除或減緩了沖擊礦壓危險(xiǎn)。 沖擊危險(xiǎn)的解危

30、措施主要有：卸壓爆破、煤層注水、鉆孔卸壓和定向裂縫法等。25、簡(jiǎn)述大面積來(lái)壓的機(jī)理和防治措施？答：機(jī)理：防治措施：（1）、頂板高壓注水：從工作面兩巷向頂板打深孔，進(jìn)行高壓注水；（2）、強(qiáng)制放頂：用爆破的方法認(rèn)為地將頂板切斷，并使頂板冒落形成矸石墊層?！把h(huán)式”淺孔放頂“步距式”深孔放頂臺(tái)階式放頂超前深孔松動(dòng)爆破地面深孔放頂；（3）預(yù)防暴風(fēng)措施。 礦山壓力及其控制方面歷史上主要存在幾種假說(shuō)？主要的有代表性的假說(shuō)具體如下：（一）掩護(hù)“拱”假說(shuō)這類假說(shuō)又分為自然平衡供假說(shuō)和壓力平衡拱假說(shuō)兩種。（二）掩護(hù)“梁”假說(shuō)這類假說(shuō)分為“懸臂梁”假說(shuō)、“預(yù)生裂隙梁”假說(shuō)和鉸接巖塊假說(shuō)三種。（三）在前蘇聯(lián)H.H.

31、庫(kù)茨涅佐夫“鉸接巖塊”基礎(chǔ)上，提出了“砌體梁”學(xué)說(shuō)。(錢鳴高院士 20世紀(jì)70年代）。（四）“傳遞巖梁”理論。（宋振騏院士 20世紀(jì)70年代末80年代初）。（五）薄板理論。朱德仁等 80年代中至90年代初）1、 以上覆巖層運(yùn)動(dòng)為中心的礦壓理論主要要點(diǎn)是什么？要點(diǎn)如下：1） 強(qiáng)調(diào)“礦山壓力”及“礦山壓力顯現(xiàn)”兩個(gè)概念間的差別和練習(xí)。2） 和其它工程不同，煤礦采場(chǎng)始終處在不斷推進(jìn)和發(fā)展的過(guò)程之中，因此，無(wú)論是礦山壓力還是礦山壓力顯現(xiàn)都不是靜止的。3） 影響采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)的巖層范圍是有限的、可知的和可以變化的。4） 關(guān)于直接頂和老頂?shù)亩x和界限不能簡(jiǎn)單的只考慮巖層的冒洛性能，必須從巖層運(yùn)動(dòng)可能的發(fā)

32、展程度，從其運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)壓力顯現(xiàn)的作用和影響，特別是控制要求上的差別，從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面給予更確切的定義。5） 關(guān)于老頂巖梁的結(jié)構(gòu)“屬性”問(wèn)題。老頂巖梁采用“傳遞巖梁”的概念。6） 研究老頂來(lái)壓時(shí)刻的“支架-圍巖”關(guān)系，包括對(duì)直接頂?shù)目刂品绞胶蛯?duì)老頂?shù)目刂品绞?。直接頂采用“給定載荷”控制方式，老頂可采用“給定變形”和“限定變形”控制方式。1、 什么是礦山壓力？什么是礦山壓力顯現(xiàn)？二者的關(guān)系如何？礦山壓力：采動(dòng)后，作用于巖層邊界上或存在于巖層中促使圍巖向已采空間運(yùn)動(dòng)的力（促使圍巖運(yùn)動(dòng)的力）。既是指分布與巖層內(nèi)部各點(diǎn)的應(yīng)力，又包括了作用于圍巖任何一部分邊界上的力。礦山壓力顯現(xiàn)：采動(dòng)后，在礦山壓力的作

33、用下通過(guò)圍巖運(yùn)動(dòng)與支架受力所表現(xiàn)出的礦山壓力現(xiàn)象。二者的關(guān)系：1）礦山壓力的存在是絕對(duì)的，而顯現(xiàn)是相對(duì)的。2）壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈的部位不一定是壓力高峰的位置，但對(duì)某一點(diǎn)是相關(guān)的。礦山壓力的來(lái)源有哪幾個(gè)方面？各自有什么特點(diǎn)？采動(dòng)前原巖中已存應(yīng)力是礦山壓力產(chǎn)生的根源。原巖中各點(diǎn)主應(yīng)力的大小、方向、垂直應(yīng)力與水平應(yīng)力之間的比值等決定了采動(dòng)后圍巖應(yīng)力重新分布的規(guī)律。采動(dòng)前原巖中各點(diǎn)的應(yīng)力，其主要來(lái)源有： (1) 覆蓋巖層的重力； (2) 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用力； (3) 巖體膨脹的作用力，包括巖體因溫度升高或遇水膨脹而產(chǎn)生的力等。其中，覆蓋巖層重量決定的重力場(chǎng)的特點(diǎn)：（1）垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力都是壓應(yīng)力，且水平應(yīng)力

34、是由垂直應(yīng)力所引起的。（2）垂直壓應(yīng)力隨著深度的增加呈正比例增加。（3）在采動(dòng)前，巖層中任何點(diǎn)的垂直平面和水平面上都不存在剪應(yīng)力分量。（4）重力場(chǎng)基本上是一個(gè)比較均一的穩(wěn)定應(yīng)力場(chǎng)。構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的特點(diǎn)：（1）應(yīng)力分布很不均勻的而且在一定程度受到時(shí)間影響的應(yīng)力場(chǎng)；（2）存在很大水平擠壓應(yīng)力。（3）最大主應(yīng)力方向受構(gòu)造作用控制。（4）巖石強(qiáng)度越高，完整性越好，應(yīng)力的量級(jí)也越大。（5）埋藏深度越大的巖層，構(gòu)造應(yīng)力的量級(jí)也越大。（6）巖層中有較多的斷裂破壞是經(jīng)歷過(guò)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的標(biāo)記，也是確定構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)以及最大主應(yīng)力可能方向判據(jù)。巖體膨脹的作用力的特點(diǎn)：（1）由溫度升高引起的巖石膨脹而產(chǎn)生的應(yīng)力主要與開(kāi)采深度有

35、關(guān)。（2）泥質(zhì)巖石雨水膨脹可以產(chǎn)生很高的膨脹應(yīng)力，是巷道礦山壓力的一個(gè)重要來(lái)源。2、 關(guān)于臨界采深與支護(hù)反力的有關(guān)計(jì)算公式。兩幫巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的采深（不支護(hù)） 通過(guò)假設(shè)支架，增加3，則需要的支護(hù)反力為：4、=25KN/m3，煤層厚度m=2.5m，內(nèi)摩擦角=25°，C=2×105N/m2，煤層與頂?shù)装宓哪Σ料禂?shù)為f=0.2，支架對(duì)煤壁無(wú)支護(hù)反力，假設(shè)煤層的壓縮角為=9°，試分別用兩種公式計(jì)算塑性區(qū)范圍，并求高峰壓力值。 1）陸士良塑性區(qū)內(nèi)值承壓力：Pi支架對(duì)煤壁阻力K集中系數(shù)2）教材公式1、彎（拉）破壞與剪切破壞的礦壓顯現(xiàn)各有什么特點(diǎn)？彎（拉）破壞的顯現(xiàn)特點(diǎn)為：

36、運(yùn)動(dòng)由于是逐漸發(fā)展，沖擊不大，相對(duì)（剪切運(yùn)動(dòng)）其礦壓顯現(xiàn)比較緩和。剪切破壞的顯現(xiàn)特點(diǎn)：對(duì)采場(chǎng)產(chǎn)生明顯的動(dòng)壓沖擊，支架阻力不夠易產(chǎn)生沿煤壁切下的重大冒頂事故，即使不垮也會(huì)出現(xiàn)臺(tái)階下沉。2、彎、剪破壞的控制要求各為什么？彎（拉）破壞的控制要求：為保證巖層運(yùn)動(dòng)時(shí)的采場(chǎng)安全，支架必須承擔(dān)控頂區(qū)上方冒落巖層的全部巖重，并且把“假塑性巖梁”的運(yùn)動(dòng)控制在要求的位置上。當(dāng)然，當(dāng)不需要對(duì)“假塑性巖梁”沉降進(jìn)行控制時(shí)，支撐這部分巖層的支架阻力可以為零，最大不必要超過(guò)巖梁跨度四分之一的巖重。剪切破壞的控制要求：采場(chǎng)支架必須有高初撐力，其阻力能抗衡頂板沿煤壁切下，把切斷線推至控頂距之外。支架縮量按照出現(xiàn)臺(tái)階下沉而不能

37、壓死支架考慮。3、彎、剪破壞運(yùn)動(dòng)形式如何進(jìn)行判斷？（公式、判別條件）判別條件：L0LG 時(shí)，巖層在懸跨度的中部被拉壞，形成彎曲破壞形式；L0LG 時(shí)，巖層在端部被剪壞，形成切斷破壞形式。其中，4、傳遞巖梁的概念。傳遞巖梁：把每一組同時(shí)運(yùn)動(dòng)（或近乎同時(shí)運(yùn)動(dòng)）的巖層看成一個(gè)運(yùn)動(dòng)整體，稱為傳遞力的巖梁，簡(jiǎn)稱“傳遞巖梁”。5、巖層在縱向方向上的發(fā)展規(guī)律是什么？1）隨采場(chǎng)推進(jìn)，巖層懸露達(dá)一定跨度彎曲沉降到一定值后，強(qiáng)度低的軟弱夾層或接觸面在軸向剪應(yīng)力作用下破壞，發(fā)生離層，并為下部巖層的自由沉降和運(yùn)動(dòng)向上部巖層發(fā)展創(chuàng)造了條件。2）巖層的縱向運(yùn)動(dòng)總趨勢(shì)大體上是由下而上發(fā)展的。3）離層后上下巖層的運(yùn)動(dòng)組合情況

38、由巖層的強(qiáng)度差別決定，上部巖層強(qiáng)度較下部巖層越高，下部巖層越先于上部巖層運(yùn)動(dòng)，上部巖層運(yùn)動(dòng)滯后的時(shí)間越長(zhǎng)。相反，則同時(shí)運(yùn)動(dòng)。4）巖層的厚度較之巖性對(duì)巖層的離層和運(yùn)動(dòng)組合的影響重要的多。6、巖層在推進(jìn)方向上的運(yùn)動(dòng)發(fā)展分哪幾個(gè)階段？各個(gè)階段的礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)是什么？1）第一次運(yùn)動(dòng)階段包括直接頂初次垮落，老頂初次來(lái)壓。受力狀態(tài)為固定梁。特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)來(lái)壓面積大，強(qiáng)度高，并可能伴隨發(fā)生沖擊地壓。2）周期性運(yùn)動(dòng)階段第一次來(lái)壓完成到工作面采完。（直接頂為懸臂梁，直接頂之上為一端由煤壁支承另一端由老塘矸石支承的不等高傳遞巖梁。）采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)為周期來(lái)壓。 特點(diǎn)：巖層的完整性比第一次運(yùn)動(dòng)前差，運(yùn)動(dòng)步距小。7、開(kāi)采厚煤層

39、下部分層巖層運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有哪些？1）巖層已經(jīng)破壞，巖層運(yùn)動(dòng)發(fā)展比較平緩，強(qiáng)度大大降低。2）各巖梁運(yùn)動(dòng)滯后時(shí)間大大縮短，基本接近整體沉降情況。3）推進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)的周期性仍然存在，只是因?yàn)閹r梁已預(yù)先裂斷，因此來(lái)壓前后強(qiáng)度差別不大，周期來(lái)壓顯現(xiàn)不明顯。1、明顯影響采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)的巖層范圍分為哪兩部分？各部分分別有哪些巖層組成？根據(jù)不同力學(xué)結(jié)構(gòu)和控制要求，將影響采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)的巖層分為兩部分。2、采場(chǎng)劃分成哪幾種類型？各自的巖層組成有什么特點(diǎn)？不是所有的采場(chǎng)都同時(shí)具有直接頂與老頂，可將采場(chǎng)分為以下三類。 1）一般采場(chǎng)： 二者都有，巖層強(qiáng)度由下而上依次遞減。 2）緩沉采場(chǎng)：無(wú)直接頂，直接覆蓋層變形能力超過(guò)采高。

40、3）整體塌垮：有直接頂無(wú)老頂，直接覆蓋層堅(jiān)硬、厚度大、 強(qiáng)度高，巖 層強(qiáng)度由下而上遞增。3、理論上如何確定直接頂?shù)暮穸?？現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際確定有哪幾種方法？開(kāi)采單一煤層或厚煤層頂分層的直接頂厚度理論上的確定方法有：1）不考慮巖梁本身沉降的推斷方法2）考慮巖層沉降的推斷方法式中：mZ直接頂厚度；h采高；K已冒落巖層的碎脹系數(shù)；SA巖梁的實(shí)際沉降值?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際確定直接頂厚度的方法有：1）鉆孔觀測(cè)研究（地面、井下）：該方法通過(guò)鉆孔觀測(cè)各巖層的運(yùn)動(dòng)。（1）注水法。（用流水速度）向鉆孔注水，在工作面后方進(jìn)行，受打鉆時(shí)間影響，誤差大。（2）直接觀測(cè)。在工作面前方超前打鉆，巖層中固定基點(diǎn)直接觀測(cè)。結(jié)果可靠，工藝復(fù)雜，基

41、點(diǎn)數(shù)目受相互牽拉的影響。2）物探方法：（1）電磁法瞬變CT、地質(zhì)雷達(dá)、鉆孔電視、數(shù)字測(cè)井等。（2）微地震法3）井下巖層動(dòng)態(tài)觀測(cè)研究方法。4、確定老頂范圍的工作內(nèi)容有哪些？各如何確定？老頂?shù)姆秶S支架作用力的變化會(huì)發(fā)生一定的變化。約為采高的56倍。確定的工作內(nèi)容有：1）傳遞巖梁的位置及厚度；2）影響采場(chǎng)的傳遞巖梁數(shù)目。前者主要通過(guò)鉆孔柱狀圖或石門剖面所揭示的巖層分布情況根據(jù)組合梁規(guī)律來(lái)判斷。組成老頂巖梁的數(shù)目可以根據(jù)實(shí)測(cè)所得采場(chǎng)頂板下沉量、下沉速度、支柱承載值雨工作面推進(jìn)步距之間的關(guān)系來(lái)確定。5、已知某工作面頂板來(lái)壓前夕，頂板下沉量為200mm，來(lái)壓結(jié)束時(shí)頂板下沉量為500mm，相對(duì)穩(wěn)定步距6m

42、，來(lái)壓步距8m，控頂距為4.5m，采高為2.2m，KA=1.25，試求直接頂厚度？1、工作面支架對(duì)老頂有哪幾種工作方案？各種工作方案有什么特點(diǎn)？1）“給定變形”工作狀態(tài)特點(diǎn)：（1）巖梁運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的位置狀態(tài)（即位態(tài)）由巖梁的強(qiáng)度及梁端支承情況決定。（2）支架只能在一定范圍內(nèi)降低巖梁運(yùn)動(dòng)速度，但不能阻止巖梁運(yùn)動(dòng)。（3）支架作用力與頂板作用力之間關(guān)系： Qi>Ri或Qi>Pi×LR其中： Ri沿傾斜每米支架阻力；Pi采場(chǎng)支架平均阻力。二者之間沒(méi)有直接的關(guān)系方程。此狀態(tài)下巖梁運(yùn)動(dòng)最終狀態(tài)的采場(chǎng)頂板下沉量為：2）“限定變形”工作狀態(tài)指采場(chǎng)支架對(duì)巖梁運(yùn)動(dòng)進(jìn)行必要的限制。（即在支架作用

43、下，巖梁不能沉降至最低狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)采場(chǎng)頂板下沉量由支架阻力決定。頂板下沉量由以下關(guān)系式： 運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)巖梁跨度將大于周期運(yùn)動(dòng)步距C，即Li>Ci，支架阻力與巖梁位態(tài)間存在著必然的力學(xué)關(guān)系。也就是說(shuō)可以建立二者之間的關(guān)系方程。此狀態(tài)下，采場(chǎng)支架的阻力由巖梁的位置狀態(tài)決定，而與支架自身的力學(xué)特性無(wú)關(guān)。且要求控制的巖梁位態(tài)愈高（即頂板下沉量愈?。?，需要的支架阻力越大。2、位態(tài)方程式有哪幾種表達(dá)方式（寫出公式）？各種表達(dá)式的位態(tài)常數(shù)如何計(jì)算？支架控制巖梁位態(tài)在hi時(shí)所受頂板壓力，包括老頂巖梁作用力與直接頂作用力兩部分。式中：PT控制頂板下沉量在hi時(shí)頂板給支架的作用力。A與巖梁位態(tài)無(wú)關(guān)的常數(shù)，

44、即直接頂?shù)淖饔昧Σ糠?。位態(tài)常數(shù)KA的表達(dá)式：（1）直接用巖梁的運(yùn)動(dòng)參數(shù)表達(dá)為：（2）間接表達(dá)式（相對(duì)位態(tài)常數(shù)）用巖梁在某一位態(tài)h0時(shí)實(shí)測(cè)所得采場(chǎng)支架承載值P0代入位態(tài)方程式反推出。位態(tài)h0時(shí)，巖梁跨度為L(zhǎng)0，此時(shí)的位態(tài)常數(shù)為K0，則令：h0= hi， PT=P0 ，則得：K0=P0-A。3、在現(xiàn)場(chǎng)如何建立位態(tài)方程？1）實(shí)測(cè)參數(shù)巖梁步距參數(shù)：b、c來(lái)壓前后支架承載值及頂板下沉量：、P0、h02）確定直接頂厚度mZ及支架支撐直接頂必需的承載值A(chǔ)。3）確定位態(tài)常數(shù)（1）已知巖梁厚度mE，運(yùn)動(dòng)步距C等，則：（2）根據(jù)實(shí)測(cè)的P0值反推若實(shí)測(cè)P0值滿足下式： P0> Pmin=A+K0則位態(tài)常數(shù) K

45、0= P0-A4)寫出位態(tài)方程（1）（2）4、支承壓力的概念？單一重力場(chǎng)的支承壓力表達(dá)式？概念：煤（礦）層采出后，在圍巖應(yīng)力重新分布的范圍內(nèi)，作用在煤（巖）層和矸石上的垂直壓力。式中，y距離煤壁處煤層上的支承壓力；n直接作用于該處的傳遞巖梁的數(shù)目；mi各傳遞巖梁的厚度；i各傳遞巖梁的平均容重；Li各傳遞巖梁的跨度；Cim各傳遞巖梁傳遞至該處的重量比例。5、采場(chǎng)支承壓力在推進(jìn)方向上的發(fā)展變化分為哪幾個(gè)階段？各階段支承壓力與支承壓力顯現(xiàn)的發(fā)展規(guī)律如何？（一）初次運(yùn)動(dòng)階段支承壓力分布與顯現(xiàn)變化劃分為三個(gè)階段：第一階段：采場(chǎng)開(kāi)始推進(jìn)到煤壁支承能力改變之前。壓力分布：一條高峰在煤壁上的單調(diào)下降曲線（負(fù)指

46、數(shù)）。顯現(xiàn)分布：與壓力分布曲線相同。第二階段：從煤壁支承能力改變到老頂巖梁端部斷裂前為止。壓力特點(diǎn)：塑性區(qū)（包括煤體已完全破壞部分）壓力逐漸上升。彈性區(qū)內(nèi)則單調(diào)下降，其壓力高峰在交界處。顯現(xiàn)特點(diǎn)： 總體仍為單調(diào)下降曲線，但是具體講則是塑性區(qū)內(nèi)與壓力分布相反，彈性區(qū)內(nèi)與壓力分布相同。第三階段：從老頂巖梁端部斷裂到巖梁中部觸矸為止。特 點(diǎn)：支承壓力分布與顯現(xiàn)變化劇烈，壓力分布與顯現(xiàn)總體一致。壓力特點(diǎn)：（1）斷裂線附近應(yīng)力集中（2）以斷裂線為界分為兩個(gè)應(yīng)力場(chǎng)（3）兩個(gè)應(yīng)力場(chǎng)中壓力分布背向發(fā)展。顯現(xiàn)特點(diǎn)：（1）巖梁斷裂時(shí)，伴隨壓力的集中，該部位移近速度突增。（2）斷裂擴(kuò)展或顯著沉降，頂?shù)装逡平霈F(xiàn)停滯

47、甚至反彈。（3）斷裂結(jié)束后，內(nèi)外應(yīng)力場(chǎng)中的壓力顯現(xiàn)以斷裂線為界呈背向轉(zhuǎn)移變化。（二）正常推進(jìn)階段每一周期來(lái)壓過(guò)程中分為兩個(gè)過(guò)程。1）相對(duì)穩(wěn)定過(guò)程從上次運(yùn)動(dòng)結(jié)束到工作面推進(jìn)到巖梁端部再次斷裂前夕。壓力分布：內(nèi)應(yīng)場(chǎng)縮小，壓力很小；外應(yīng)力場(chǎng)擴(kuò)大，斷裂前夕壓力達(dá)到最大。顯現(xiàn)分布：壓力大小和分布平緩，顯現(xiàn)平緩。2）顯著變化的發(fā)展過(guò)程從巖梁斷裂前夕至老頂巖梁運(yùn)動(dòng)結(jié)束止。壓力分布：同初次運(yùn)動(dòng)階段中的第二階段。顯現(xiàn)分布：同初次運(yùn)動(dòng)階段中的第二階段。6、工作面兩側(cè)支承壓力發(fā)展規(guī)律與推進(jìn)方向有哪些區(qū)別？1）兩個(gè)方向上單一彈性分布存在的時(shí)間，即塑性區(qū)及出現(xiàn)塑性區(qū)時(shí)工作面推進(jìn)的位置都相同。2）盡管老頂斷裂在兩個(gè)方向上

48、略有先后，但其發(fā)展進(jìn)程和出現(xiàn)的時(shí)間卻是同步的。（任何方向超前支承壓力顯現(xiàn)都可以作為頂板來(lái)壓的依據(jù)）3）與推進(jìn)方向相比的最大差距（1）側(cè)向不存在內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)分布范圍收縮的情況，外應(yīng)力場(chǎng)的擴(kuò)展是通過(guò)內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)擴(kuò)展和煤層再度壓縮破壞而實(shí)現(xiàn)的。（2）老頂中每一“巖板”運(yùn)動(dòng)的影響，對(duì)于任意部位來(lái)說(shuō)都只有一次。7、已知直接頂厚度為3m的細(xì)砂巖，懸頂距為2m，控頂距為4m，老頂厚度為5m，來(lái)壓步距為C=10m，比重E=z=25KN/m3，碎脹系數(shù)K=1.25，采高為2m，試建立位態(tài)方程（處于限定變形狀態(tài)）。根據(jù)題意得支架處于限定變形工作狀態(tài)，可以利用實(shí)測(cè)參數(shù)建立位態(tài)方程。已知巖梁的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，則直接頂?shù)妮d荷為：A=

49、mz zfz=3×25 ×(1+2/4)2=168.75KN/m2位態(tài)常數(shù)為（極限位態(tài)常數(shù)）：8、內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)存在的條件是什么？外應(yīng)力場(chǎng)穩(wěn)定的條件是什么？?jī)?nèi)應(yīng)立場(chǎng)存在的條件：式中，H在既定煤層條件的臨界采深，。在既定煤層條件，不出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的煤層最小單向抗壓強(qiáng)度，。外應(yīng)力場(chǎng)的穩(wěn)定條件有兩個(gè)：（1）采場(chǎng)停止推進(jìn)。（2）老頂運(yùn)動(dòng)停止。1、回采工作面頂板的分類方案？根據(jù)煤層直接覆蓋層強(qiáng)度和變形能力以及上覆巖層排列情況，可以將工作面頂板組成情況分為以下三類：1） 一般類型頂板。這類頂板中直接頂和老頂兩部分同事出現(xiàn)。2） 緩慢下沉頂板。這類頂板中無(wú)直接頂部分。3） 有整體垮塌威脅的頂板這

50、類頂板直接覆蓋層強(qiáng)度高、厚度大、塑性變形能力能力很弱。2、支架類型？ 工作面常用支架有單體支架和液壓支架兩大類。單體支架由頂梁與支柱組成，它的工作特性主要由單體支柱的工作特性和輔助支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓縮特性決定。液壓支架有支撐式、支撐掩護(hù)式、掩護(hù)支撐式和純掩護(hù)式四類。3、支架實(shí)際支撐能力？單體支柱實(shí)際支撐能力計(jì)算公式：式中：KB支柱承載不均勻系數(shù)，支柱工作協(xié)調(diào)程度系數(shù)；KZ衡量支柱支撐能力發(fā)揮程度的系數(shù)；RB支柱回撤時(shí)的阻力。4、頂板事故的類型？常見(jiàn)的頂板事故分為兩大類：（1）局部冒頂事故。（2）大面積切頂事故（或稱垮面事故）。直接頂引起的垮面事故又分為推垮型事故和壓垮型事故。老頂引起的垮面事故分為沖

51、擊推垮型和壓垮型。1、試比較煤層處于彈性狀態(tài)下，沿空留巷與各位置掘巷的優(yōu)缺點(diǎn)？1）沿空留巷：在無(wú)內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的條件下，沿空留巷維護(hù)比較容易，特別是在有相應(yīng)的支護(hù)手段時(shí)應(yīng)該積極采用。2）沿空掘巷：老頂觸矸后沿空掘巷是比較合理的。若在老頂觸矸前掘出，則巷道將由于老頂會(huì)裝而產(chǎn)生較大的變形。3）小煤柱掘巷：巷道處于疊加的支承壓力峰值區(qū)內(nèi)，變形大，且小煤柱可能失去穩(wěn)定性，巷道的變形也會(huì)急劇增加。4）大煤柱掘巷：巷道位于原始應(yīng)力區(qū)內(nèi)，變形量小，但煤柱損失大，且給下部煤層開(kāi)采帶來(lái)不利影響，尤其是深部開(kāi)采和開(kāi)采有沖擊傾向性煤層更加不利。2、試比較煤層進(jìn)入塑性狀態(tài)下，沿空留巷與各位置掘巷的優(yōu)缺點(diǎn)？掘巷位置有幾個(gè)？1

52、）沿空留巷：巷道在采空區(qū)頂板活動(dòng)穩(wěn)定后將長(zhǎng)期位于采空區(qū)邊緣的卸壓區(qū)；少掘一條巷道，降低工程量和費(fèi)用；避免沿空掘巷滯后掘進(jìn)的缺點(diǎn)；避免因地質(zhì)變化而造成的停采待掘現(xiàn)象，有利于提高工作面單產(chǎn)。2）掘巷位置有四個(gè)，分別是內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中的沿空掘巷和小煤柱掘巷、外應(yīng)力場(chǎng)的煤柱掘巷和原始應(yīng)力場(chǎng)的大煤柱掘巷。（1）內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中的沿空掘巷和小煤柱掘巷：內(nèi)應(yīng)立場(chǎng)中的煤體已發(fā)生破壞，處于卸壓狀態(tài)，內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中掘巷不會(huì)引起支承壓力分布和煤體力學(xué)狀態(tài)的明顯變化。老頂觸矸后掘巷，不僅可避免由于老頂顯著運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生很大的巷道頂板下沉，而且在附言穩(wěn)定和壓力疊加過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)的應(yīng)力上升較少，巷道受采動(dòng)影響小。（2）小煤柱掘巷：巷道兩幫煤

53、體由兩向受壓變成單向受壓，在支承壓力峰值的作用下，巷道兩幫煤體必然要發(fā)生塑性破壞，掘巷后即產(chǎn)生較大的變形。尤其在受本工作面采動(dòng)影響時(shí)處于支承壓力峰值疊加區(qū)內(nèi)，巷道難以維護(hù)。（3）大煤柱掘巷：道位于原始應(yīng)力區(qū)內(nèi)，變形量小，但煤柱損失大。3、沿空留巷巷道從掘進(jìn)到報(bào)廢要經(jīng)過(guò)幾個(gè)變形階段？沿空掘巷與沿空留巷的變形階段有什么區(qū)別？從巷道掘進(jìn)到開(kāi)采工作面完全結(jié)束，巷道被廢棄的全過(guò)程中，礦壓顯現(xiàn)要經(jīng)歷五個(gè)階段：（1）巷道掘進(jìn)階段；（2）無(wú)采掘影響階段；（3）一次采動(dòng)影響階段；（4）采動(dòng)影響穩(wěn)定階段；（5）二次采動(dòng)影響階段。沿空掘巷和沿空留巷的變形區(qū)段的區(qū)別在于，沿空掘巷巷道只受采空區(qū)矸石壓縮和下區(qū)段工作面回

54、采的影響 ，沒(méi)有一次采動(dòng)影響階段。4、沿空留巷、沿空送巷的巷道變形量分別有哪幾部分組成？（主要是公式中各個(gè)參數(shù)的意義）1）沿空留巷式中，u0掘巷引起的圍巖變形量；u1超前支承壓力作用的巷道變形量；u2工作面后方巖梁彎曲沉降和顯著運(yùn)動(dòng)過(guò)程的變形量；u3老頂顯著運(yùn)動(dòng)后壓實(shí)矸石過(guò)程的巷道變形量u4巷道復(fù)用時(shí)工作面超前支承壓力作用下的巷道變形量；u5巷道存在期間圍巖流動(dòng)變形總和。2）沿空掘巷公式符號(hào)意義同前。5、如何對(duì)沿空留巷巷道的變形量進(jìn)行預(yù)計(jì)？公式中u2、u3如何根據(jù)巖梁運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算？初始斷面如何確定？沿空留巷的圍巖變形主要是由巖梁彎曲沉降和顯著運(yùn)動(dòng)引起的，正確估計(jì)這部分變形就可以對(duì)留巷的全部

55、變形做出大概的預(yù)計(jì)。 式中，h采高；mz直接頂厚度；C巷道中線與巖梁端部斷裂線之間的水平距離；L巖梁懸跨度；KA巖石碎脹系數(shù)，1.31.5；Kc巖石壓實(shí)后的殘余碎脹系數(shù)，1.001.05。受頂板影響造成的總變形量為6、影響巷道變形破壞的主要因素有哪些？影響巷道變形破壞的主要因素有兩大類：一是自然因素，二是開(kāi)采技術(shù)因素。（一）自然因素（1）圍巖性質(zhì)及其構(gòu)造對(duì)巷道變形破壞的影響。圍巖性質(zhì)對(duì)巷道變形與破壞有決定性影響。強(qiáng)度、裂隙等。（2）巷道埋藏深度對(duì)巷道變形破壞的影響；（3）煤層傾角對(duì)巷道變形與破壞的影響；（4）地質(zhì)構(gòu)造因素對(duì)巷道變形破壞的影響；（5）水對(duì)巷道變形破壞的影響；（6）時(shí)間因素對(duì)巷道變

56、形破壞的影響。（二）開(kāi)采技術(shù)因素（1）采動(dòng)狀態(tài)；（2）巷旁支護(hù)；（3）巷道支護(hù)形式和參數(shù)；（4）斷面形狀和斷面大?。唬?）與工作面的時(shí)空關(guān)系。1、沖擊地壓的概念？沖擊地壓的類型？沖擊地壓破壞的兩種情況？概念：礦山采動(dòng)（采掘工作面）誘發(fā)高強(qiáng)度的煤巖變形能瞬時(shí)釋放，在相應(yīng)采動(dòng)空間引起強(qiáng)烈圍巖震動(dòng)和擠出現(xiàn)象，是我國(guó)煤礦常見(jiàn)的重大災(zāi)害。按照沖擊地壓的力源劃分，沖擊地壓分為三種類型：重力型、構(gòu)造型和重力、構(gòu)造應(yīng)力并有的中間型。沖擊地壓破壞的兩種情況：一是在一定約束條件下，煤體承受的壓力大幅度增加；二是在煤體承受的壓力并沒(méi)有大幅度增加的情況，支撐約束條件發(fā)生了重大變化，使煤體的承載能力明顯降低。2、沖擊地

57、壓發(fā)生機(jī)理的三種假說(shuō)內(nèi)容？1） 能量理論：礦體圍巖系統(tǒng)在其力學(xué)平衡狀態(tài)破壞時(shí)所釋放的能量大于所消耗的能量時(shí)，即產(chǎn)生沖擊地壓。能量判據(jù)公式如下：式中，WR圍巖所釋放的能量；圍巖能量釋放的有效系數(shù)；WE礦體所釋放的能量；礦體能量釋放的有效系數(shù)；Wp消耗于克服礦體圍巖交界處和礦體破壞阻力的能量。2） 剛度理論：該理論認(rèn)為礦山結(jié)構(gòu)的剛度大于礦山負(fù)荷系統(tǒng)的剛度時(shí)產(chǎn)生沖擊地壓的必要條件。3） 沖擊性傾向理論：該理論認(rèn)為具有煤（巖）沖擊傾向性是發(fā)生沖擊地壓的必要條件之一。3、沖擊地壓的預(yù)測(cè)方法有哪些？常用的預(yù)測(cè)方法有：1） 煤粉鉆孔法：煤粉鉆孔法是通過(guò)在煤體中鉆小直徑的鉆孔，根據(jù)鉆孔時(shí)不同深度排出的煤粉量及其變化規(guī)律，以及有關(guān)動(dòng)力現(xiàn)象來(lái)鑒別沖擊危險(xiǎn)的施工方法。2） 地震聲學(xué)法：利用巖體聲學(xué)荷地震聲學(xué)特征的物理方法。