2013矿压考试复习题集与答案.doc

一、 填空题1、岩体受外力作用而产生弹性变形时，在岩体内部所储存的能量，称为 弹性应变能 。2、在顶板压力作用下，活柱开始下缩的瞬间支柱上所反映出来的力称为 始动阻力 。3、工作面观测中的“三量”包括 顶底板移动量 、 支架载荷量 、 支柱下缩量（活柱下缩量） 。4、当巷道埋深大于某一开采深度时，围岩产生明显的塑性大变形；当巷道埋深小于该开采深度时，巷道围岩不出现明显变形。这一深度称 软化临界深度 。5、 自重应力场 、 构造应力场 是原岩应力场的主要组成部分。6、由开切眼到老顶初次来压时工作面推进的距离称为 老顶的初次来压步距 。7、支架支设时，最初形成的主动力称为支柱的 _初撑力_。8、老顶岩层结构失稳的基本形式包括 结构的滑落失稳 、结构的变形失稳 。9、煤矿动压现象的三种形式 冲击矿压 、 顶板大面积来压 、 煤及瓦斯突出 。10、采煤工作面直接顶类别按其在开采过程中变形的稳定程度分为 不稳定顶板 、 中等稳定顶板 、 稳定顶板 、 非常稳定顶板 等四类。11、当采空区尺寸(长度和宽度)相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为 充分采动 。12、根据实测，浅埋煤层可分为两种类型： 典型的浅埋煤层 、 近浅埋煤层 。13、根据钻屑量预测冲击矿压危险时，常采用_钻出煤粉量_与正常排粉量之比，作为衡量冲击危险的指标。14、由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为 矿山压力显现 。15、岩体与岩石有许多区别，其中较为明显的基本特征为 岩体的非均质性 、岩体的各向异性 、岩体的非连续性 。16、地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体称为 原岩体 。17、工作面前方形成 超前 支承压力，它随着工作面推进而向前移动。18、 赋存在煤层之上的岩层称为 顶板 ，位于煤层下方的岩层称为 底板 。19、根据采空区覆岩移动破坏程度，可分为“三带”，即 垮落带 、裂缝带 、 弯曲带 。20、根据冲击的显现强度，冲击矿压可分为 弹射 、 矿震 、 弱冲击 、 强冲击 四类。21、 根据液压支架的支撑与结构特点，液压支架一般可分为 支撑式 、 掩护式 、 支撑掩护式 。22、 根据围岩压力的成因，围岩压力可分为以下四种类型： 松动围岩压力 、 变形围岩压力 、 膨胀围岩压力 、 冲击和碰撞围岩压力 。23、由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力为 矿山压力 。24、一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力 。25、由开切眼到初次来压时工作面推进的距离称为老顶的 初次来压步距 。26、 回采工作面支架必须具备以下两个特性：一是必须具备一定的可缩性 ，二是必须具有良好的 支撑性能 。27、支架底座对单位面积底板上所造成的压力称为 底板载荷集度 。28、巷道轴向与构造应力方向 水平 时，构造应力对巷道的稳定性影响最小；巷道轴向与构造应力方向 垂直 时，影响最大。29、衡量岩石透水性的指标为 渗透系数 。30、老顶的分级指标是 老顶的初次来压（平均）当量 。31、 比原岩应力下的压力区是 减压区 ，比原岩应力高的压力区是 增压区 。32、单体液压支柱按其注油方式可分为 内注油式 、 外注油式 。33、自裂隙带顶界到地表的所有岩层称为 弯曲带 。34、 安设锚杆时，对锚杆进行拉张而使其具有的作用于围岩的力称为 初锚力 。二、 名词解释1、关键层：将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。 2、岩石的空隙度：是指岩石中各种空洞和裂隙体积总和与岩石总体积之比，也叫孔隙率。 3、直接顶初次跨落: 煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落,回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大,当达到其极限垮距时开始垮落。直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。4、老顶: 通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。一般是由砂岩、石灰岩及砂砾岩等岩层组成。 5、关键层: 将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。 6、直接顶: 一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。 7、周期来压: 随着回采工作面的推进，在老顶初次来压以后，裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定一失稳一再稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。出于结构的失稳导致了工作面顶板的来压，这种来压也将随着工作面的推进而呈周期性出现。因此，由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。 8、矿山压力: 地下岩体在受到开挖以前，原岩应力处于平衡状态。开掘巷道或进行回采工作时，破坏了原始的应力平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布，直至形成新的平衡状态。这种由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，在相关学科中也称为二次应力或工程扰动力。 9、支承压力: 在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。 10、锚杆托锚力: 包括安装锚杆时，通过拧紧螺母产生的锚杆托板对围岩的预紧力。11、原岩应力: 存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。 12、老顶初次来压: 当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳(变形失稳)，有时可能伴随滑落失稳(顶板的台阶下沉)，从而导致工作面顶板的急剧下沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称为老顶的初次来压。 13、工程软岩: 指在巷道工程力作用下，能产生显著变形的工程岩体。巷道工程力是指作用在巷道工程岩体上的力总和，工程软岩的定义揭示了软岩的相对性质。 14、端面距: 就是工作面在移架后，支架的前端到煤壁之间的距离。 15、沿空留巷: 如果通过加强支护或采用其他有效方法，将相邻区段巷道保留下来，供本区段工作面回采时使用的巷道，称为沿空保留(煤体无煤柱)巷道。 16、矿山压力控制: 所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。 17、冲击地压: 冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏等。冲击矿压还会引发或可能引发其他矿井灾害，尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，干扰通风系统，严重时造成地面震动和建筑物破坏等。因此，冲击矿压是煤矿重大灾害之一。18、矿山压力显现: 在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏、塌落，支护物的变形、破坏、折损，以及在岩体中产生的动力现象。这些由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。19、地质软岩: 指强度低，孔隙度大，胶结程度差，受结构面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层的总称。 20、典型浅埋煤层: 对于基岩较薄、松散载荷层厚度较大的浅埋煤层，其顶板破断运动表现为整体切落形式，易于出现顶板台阶下沉。此类厚松散层浅埋煤层。21、支架初撑力:是指在泵站工作压力作用下，支架全部立柱升起，顶梁和顶板接近时，支架对顶板的支撑力。 22、岩石碎胀系数: 岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比。 23、顶板大面积来压: 主要是由于坚硬顶板被采空的面积超过一定的极限值，引起大面积冒落而造成的剧烈动压现象。 24、煤矿动压现象: 煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应。这些现象统称为煤矿动压现象。 25、矿压显现: 在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏、塌落，支护物的变形、破坏、折损，以及在岩体中产生的动力现象。这些由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。 三、简答题1、浅埋煤层上覆岩层运动的主要特征？当煤层开采以后，由于直接顶下部形成较大的空间，直接顶破断后，岩块呈不规则垮落，排列极不整齐，其松散系数较大。一般将具有这种破坏方式的岩层称为冒落带。冒落带以上的顶板岩层由于其下部自由空间较小，岩层断裂后，其向下移动时受到相互牵制，岩层只是断裂下沉而无翻转，通常将这个区域叫做裂隙带。再向上直至地表的岩层只有弯曲下沉而无断裂，这一带常称为弯曲下沉带。2、影响冲击地压发生的主要因素？自然地质因素、开采技术因素、组织管理措施。P2973、简述采面支架与围岩关系的特点。所谓“支架与围岩关系”就是工作面支架和工作面顶、底板之间的相互作用和相互影响，即支架对围岩既要支撑又要适应的关系。从目前掌握的资料来看，采场支架与围岩关系有如下几个特点：支架围岩是相互作用的一对力。支架受力大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关。还与支架与围岩支撑系统的总体特性有关。事实证明，刚性、急增阻式、微增阻式或恒阻式支架受力在工作面的分布状态是不一致的，恒阻式支架的受力比较均匀。支架结构及尺寸不同对顶板压力影响和维护效果不同。实际生产中证明在支架架型选择合适时，可以用最小的工作阻力维护好顶板。4、岩石破碎后的碎胀特征在控制顶板压力中的作用？岩石的碎胀性是指岩石破碎后散乱后堆积的体积比破碎前整体状态下增大的特性，一般用碎胀系数KP表示。影响碎胀系数KP的重要因素是岩石破碎后块度的大小及其排列状态。例如，坚硬岩层成大块破断且排列整齐，因而碎胀系数较小；若岩石破碎后块度较小且排列较乱，则碎胀系数较大，岩石破碎后，在其自重及外加载荷的作用下渐趋压实，碎胀系数变小，压实后的高度将取决于岩石的残余碎胀系数KP，。若直接顶岩层的垮落厚度为h，则垮落后堆积的高度为Kph，它与老顶之间可能留下的空隙为：hMKp*h=M-h*（Kp-1）当Mh（Kp-1）时，=0，即冒落的直接顶将充满采空区。此时下沉量较小，常可忽略不计。因此，形成充满采空区所需直接顶的厚度为： 随着老顶初次断裂，老顶破断岩块的变形迫使直接顶变形而向支架方向加载荷，此时直接顶就不再可能形成初次放顶时可能发生的离层状态。但是老顶破断岩块形成的变形失稳与滑落失稳将对直接顶的稳定性产生影响。对于岩层控制来说，碎胀性有重要作用，当煤层采出形成采空区后，顶板处于悬露状态，就会发生破坏堵蒂，并给工作面顶板管理造成影响以至危害。由于顶板岩石有碎胀性，垮落后体积增大，能充填部分因煤层采出后形成的采空区，其上覆岩层的活动对工作面就没有明显的动压影响了。因此，碎胀性对工作面顶板管理有重要意义5、简述沿空留巷与沿空掘巷的主要区别和受采动影响的规律。沿空留巷的顶板下沉规律回采工作面推进引起的上覆岩层运动、其发展是自下而上的，上部具有明显的滞后现象、沿空留巷的顶板会在较长时间内受到老顶上覆岩层运动的影响。(1)采面前2040m处煤层上覆岩层开始运动，但下沉速度很小，为岩层起始沉降期。(2)煤层开采后，垮落带岩层冒落，规则移动带岩层及上覆岩层急剧沉降，在工作面后方1020m处，下沉速度最大。在工作面后方060m范围内，下沉量占最终下沉且的80左右，称为岩层强烈沉降期。(3)在工作面后方约60m以外，规则移动带及上覆岩层沉降速度逐渐衰减，在工作面后100m左右，岩层运动基本稳定。这个时期内岩层的下沉量占最终下沉量的15左右，称为岩层沉降衰减期。(4)如果直接顶板冒落能够填满采空区，使老顶处于平衡状态，采动期间沿空留巷的顶板下沉量与煤层采厚呈正比关系、般为采高的1020，基本上属于“给定变形”。沿空巷道的顶板往往明显地向采空区方向倾斜，倾角一般为3。一6。主要区别：沿空留巷与沿空掘巷最大的区别在于沿空留巷经历两次采动影响，并且留巷需要巷旁支护。6、由于传统开采模式引起的采动损害与环境问题日益突出，煤炭行业提出“绿色开采”的概念，试简述绿色开采及绿色开采主要技术。针对煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，“绿色开采技术”主要包括以下内容：1、水资源保护形成“保水开采”技术；2、土地与建筑物保护形成离层注浆、充填与条带开采技术；3、瓦斯抽放一形成“煤与瓦斯共采”技术；4、煤层巷道支护技术与减少矸石排放技术；5、地下气化技术。这些内容构成的绿色开采技术体系简要表达如图所示。由于成岩时间及矿物成分不同，煤系地层形成了厚度不等、强度不同的多层岩层。其上覆岩关键层将对采场上覆岩层活动起主要的控制作用。为了弄清岩层移动由下往上传递的动态过程，并对岩层移动过程中形成的采场矿压显现、煤岩体中水与瓦斯的流动和地表沉陷等状态的变化进行有效监测与控制，关键在于弄清关键层的变形破断及其运动规律，以及其运动过程中与软岩层间的相互耦合作用关系。关键层理论的提出实现了矿山压力、岩层移动与地表沉陷、采动煤岩体中水与瓦斯流动研究的有机统一为更全面深入地解释采动岩体活动规律与采动损害现象奠定了基础，为煤矿绿色开采技术研究提供了理论平台。7、裂隙带岩层沿工作面推进方向的三个分区？根据裂隙带内岩层的移动特点，沿工作面推进方向可将其分为以下几个区域：1.A区域，即煤壁支撑影响区，这个区域在煤壁前方3040m的范围内。该区域内岩层有较明显的水平位移，而垂直移动甚小，有事岩层还可能出现上升现象。2.B区域，也称为离层区。这个区域是在回采工作面推过以后的采空区上方。这个区的岩层移动特点是：破断岩层的垂直位移急剧增大，其下部岩层的垂直移动速度大于上部岩层的垂直移动速度，因而下部岩层和上部岩层发生离层。3.C区域，称为重新压实区。这个区域内裂隙带的岩层重新受到已冒落矸石的支撑，垂直移动减缓，其下部岩层的垂直移动速度下雨上部岩层，因而使岩层离层时出现的层间空隙又重新闭合。8、巷道变形量主要包括哪些？顶底板移近量、两帮移近量。9、按锚固方式锚杆最基本的分类？机械锚固式、黏结锚固式、摩擦锚固式、P24510、为何放顶煤工作面支承压力峰值点前移？顶煤强度较低引起的。P27811、跨巷回采卸压的基本原理？煤层开采以后，在煤层底板中形成一定范围的应力增高区和应力降低区。位于煤层底板的巷道，若处于应力增高区，将承受较大的集中应力而遭到破坏；处于应力降低区，则易于维护。根据采面不断移动的特点以及巷道系统优化布置的原则，可在巷道上方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，跨采的效果主要取决于巷道与上方跨采面的相对位置，即巷道与上部回采煤层间的法向距离z，巷道与上部回采煤层煤柱(体)边缘的水平距离x。12、液压支架分为哪几类，各自的适用条件如何？支撑式：指在结构上没有掩护梁，对顶板的作用是支撑的支架称为支撑式支架。掩护式：指在结构上有掩护梁，单排立柱连接掩护梁或直接支撑顶梁对顶板起支撑作用的支架支撑掩护式：指具有双排或多排立柱及掩护梁结构的支架，支柱大部或全部通过顶梁对顶板起支撑作用，可能有部分支柱是通过掩护梁对顶板起作用。支撑式支架适应直接顶较完整的条件，若周期来压又较强烈则更适应。但由于支架结构不能抗水平推力，当顶板特别坚硬、破断形成的强大的水平推力又会损坏支撑式支架；掩护式支架适用于直接顶破碎，来压不明显的条件。不适用于直接顶坚硬而老顶周期来压强烈的条件；支顶式掩护支架优先适用于直接顶为1、2、3类，老顶、级，底板为2类以上的条件。 13、常用的巷道卸压方法有哪些？一、跨巷回采进行巷道卸压跨巷回采卸压的机理。跨采的效果主要取决于巷道与上方跨采面的相对位置。包括垂距和采空区边缘距巷道的水平距离。二、巷道围岩开槽卸压及松动卸压巷道周边开槽（孔）卸压。使原来作用于周边围岩的高应力向卸压区以外的岩体深部转移，在此区内形成自承载结构，承受应力。并保护未遭到完全破坏的卸压区内的围岩。钻孔卸压的机理与开槽卸压基本相同，钻孔卸压的效果主要取决于孔径、孔距、孔深等参数三、利用卸压巷硐进行巷道卸压四、提前预采的应用PPT上面的-3、顶部构建软弱区应力转移原理与技术4、底部构建软弱区应力转移原理与技术5、上行开采的应力转移原理与技术6、巷道底板深部反拱及应力转移原理与技术7、掘进工作面超前钻孔应力转移原理与技术14、采场上覆岩层中的关键层主要特征？5个特征P17715、试简述如何根据锚杆对围岩的约束方式定义锚杆锚固力。1、托锚力：托锚力包括安装锚杆时，通道拧紧螺母产生的锚杆托板对围岩的预紧力，水胀式管状锚杆杆体纵向收缩，使托盘对围岩产生预紧力，以及锚杆托板阻止围岩向巷道内转移时，对围岩施加的径向支护力。2、粘锚力：粘结剂将围岩与锚杆粘结成整体，由于围岩深部与浅部变形的差异，锚杆通过粘结剂对围岩施加粘结力来抑制围岩变形。粘锚力就是锚杆杆体的轴力。摩擦锚固式锚杆通过杆体与围岩之间摩擦力对围岩施加锚固力来抑制围岩变形。3、切向锚固力：围岩的变形大多从岩体的弱面开始，在围压作用下围岩沿弱面滑动或张开。锚杆体贯穿弱面，限制围岩沿弱面滑动或张开，这种限制力称为切向锚固力。16、简述构造应力的基本特点。以水平应力为主，具有区域性和方向性。P43四、论述题1、为什么说关键层理论是煤矿绿色开采技术的理论基础？针对煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，“绿色开采技术”主要包括以下内容：1、水资源保护形成“保水开采”技术；2、土地与建筑物保护形成离层注浆、充填与条带开采技术；3、瓦斯抽放一形成“煤与瓦斯共采”技术；4、煤层巷道支护技术与减少矸石排放技术；5、地下气化技术。这些内容构成的绿色开采技术体系简要表达如图所示。由于成岩时间及矿物成分不同，煤系地层形成了厚度不等、强度不同的多层岩层。其上覆岩关键层将对采场上覆岩层活动起主要的控制作用。为了弄清岩层移动由下往上传递的动态过程，并对岩层移动过程中形成的采场矿压显现、煤岩体中水与瓦斯的流动和地表沉陷等状态的变化进行有效监测与控制，关键在于弄清关键层的变形破断及其运动规律，以及其运动过程中与软岩层间的相互耦合作用关系。关键层理论的提出实现了矿山压力、岩层移动与地表沉陷、采动煤岩体中水与瓦斯流动研究的有机统一为更全面深入地解释采动岩体活动规律与采动损害现象奠定了基础，为煤矿绿色开采技术研究提供了理论平台。2、根据生产实际列举采场岩石移动造成的采动损害，并运用关键层理论解释采空区上方岩层破断及地表沉陷的形成。P1863、回采工作面回采时上覆岩层的破坏方式，及其分区？当煤层开采以后，由于直接顶下部形成较大的空间，直接顶破断后，岩块呈不规则垮落，排列极不整齐，其松散系数较大。一般将具有这种破坏方式的岩层称为冒落带。冒落带以上的顶板岩层由于其下部自由空间较小，岩层断裂后，其向下移动时受到相互牵制，岩层只是断裂下沉而无翻转，通常将这个区域叫做裂隙带。再向上直至地表的岩层只有弯曲下沉而无断裂，这一带常称为弯曲下沉带。根据裂隙带内岩层的移动特点，沿工作面推进方向可将其分为以下几个区域：1.A区域，即煤壁支撑影响区，这个区域在煤壁前方3040m的范围内。该区域内岩层有较明显的水平位移，而垂直移动甚小，有事岩层还可能出现上升现象。2.B区域，也称为离层区。这个区域是在回采工作面推过以后的采空区上方。这个区的岩层移动特点是：破断岩层的垂直位移急剧增大，其下部岩层的垂直移动速度大于上部岩层的垂直移动速度，因而下部岩层和上部岩层发生离层。3.C区域，称为重新压实区。这个区域内裂隙带的岩层重新受到已冒落矸石的支撑，垂直移动减缓，其下部岩层的垂直移动速度下雨上部岩层，因而使岩层离层时出现的层间空隙又重新闭合。4、采区平巷在其整个服务期内沿走向的矿压显现有那些基本规律？(1)煤体煤体巷道服务期间内，围岩的变形将经历巷道掘进影响、掘进影响稳定和采动影响三个阶段。由于巷道在采面后方已经废弃，巷道仅经历采面前方采动影响，围岩变形量比采动影响阶段全过程小得多，一般仅