矿山压力及其岩层控制试题-百分之百必考

绪论：三个概念第二章：原岩应力概念。原岩应力分布规律第三章：采场覆岩结构假说。老顶断裂形式及初次断裂步距。老顶失稳形式。第四章：矿压显现指标。老顶初次来压及周期来压。采场周围支承压力分布及各自名称。影响矿山压力显现的因素。第五章：老顶分级，直接顶分类。采场支架类型。第六章：关键层及特征。横三带、竖三区。第七章：围岩变形经历的5个阶段。巷道位置类型。巷道围岩控制原理。第八章：无煤柱护巷类型。围岩卸压方法。金属支架。锚杆分类及锚固力。软岩巷道变形力学机制。第九章：影响顶煤冒放性因素。顶煤破坏过程描述。第十一章。煤矿动压现象。分类。冲击地压机理。冲击地压防治。1 .矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在硐周围岩体中形成的作用在巷硐支护物上的力。2. 矿山压力显现：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。3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。4. 原岩应力：存在于地层中未收工程扰动的天然应力。5 原岩应力场：天然存在于怨原岩内而与人为因素无关的应力场。6.构造应力：由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。7.原岩应力分布规律：(1实测铅直应力基本上等于覆岩层重量。(2水平应力普遍大于铅直应力。(3平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小。（4最大水平应力与最小水平应力一般相差较大。8.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。9.伪顶： 在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3 0.5M,极易垮落的柔软岩层。10.老顶：通常把位于直接顶之上对采场矿山压力直接造成影响的厚二坚硬的岩层称为老顶。11.老顶断裂形式：老顶的梁式破断，老顶的板破断。老顶达到初次断裂时的跨距称为初次断裂步距。12.老顶初次断裂后砌体梁失稳形式1）顶扳下沉滑落失稳、变形失稳。13.矿山压力显现程度的指标1）顶扳下沉量：2）顶板下沉速度： 3）顶板的破碎情况程度4）局部冒顶面正常生产的重要因素5）顶板沿工作面煤壁切落或大面积冒顶6）单体支架的变形和折损。14.初次来压的特点：工作面顶板急剧发生下沉；工作面直接顶破碎甚至产生台阶状下沉；煤壁内支承压力增大，煤帮变形与塌落；老顶初次来压较突然，工作面易出现事故；顶板出现断裂裂声，并有顶板掉渣现象，顶板产生裂隙。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。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。简述回采工作面周围支承压力分布规律。煤层开采过程破坏了原岩应力场的平衡状态，引起应力重新分布。对于受到采动影响的巷道，它的维护状况除了受巷道所处位置的自然因素影响以外，主要取决于采动影响。煤层开采以后，采空区上部岩层重量将向来空区周围新的支承点转移，从而在采空区四周形成支承压力带。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，称为移动性支承压力或临时支承压力。工作面沿倾斜和仰斜方向及开切眼侧煤体上形成的支承压力，在工作面采过一段时间后，不再发生明显变化，称为固定支承压力或残余支承压力。回采工作面推过一定距离后，采空区上覆岩层活动将趋于稳定，采空区内某些地带冒落矸石被逐渐压实，使上部未冒落岩层在不同程度上重新得到支撑。因此，在距工作面一定距离的采空区内，也可能出现较小的支承压力，称为采空区支承压力。 支承压力的显现特征通过支承压力分布范围、分布形式和应力峰值表示。工作面超前支承压力峰值位置距煤壁一般为48m，相当235倍回采高度。影响范围为4060m，少数可达6080m，应力增高系数为253。工作面倾斜方向固定性支承压力影响范围一般为1530m，少数可达3540 m，支承压力峰值位置距煤壁一般为1520m、应力增高系数为23。采空区支承压力血力增高系数通常小于l，个别情况下达到13。相邻的采空区所形成的支承压力会在某些地点发生相互叠加，称为叠合支承压力。例如，在上下区段之间，少区段采空区形成的残余支承压力与下区段工作面超前支承压力叠加、在煤层向采空区凸出的拐角、形成很高的叠合支承压力，应力增高系数可达57，有时甚至更高。影响采场矿山压力显现的主要因素：采高与控顶距；工作面推进速度；开采深度；煤层倾角；分层开采。老丁分级，不明显，明显，强烈，非常强烈。直接顶分类，不稳定，中等，稳定，非常稳定。支柱的工作特性类型：急增阻式微增阻式恒阻式。采场支架类型，单体，液压。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。研究关键层的意义：实验证明，岩层移动由下向上成组运动，岩层移动的动态过程受控于覆岩关键层的破断运动；关键层理论进一步表明覆岩层关键层不仅对地表动态下沉过程起控制作用还对地表移动曲线特性产生影响，地表下沉是关键层与覆土耦合作用的结果；关键层的变形破断及其运动规律，在运动过程中与软岩层间为相互耦合作用关系；为煤矿绿色开采技术提供了新的理论平台。三区：煤壁支撑影响区：水平移动较为剧烈，垂直位移甚微。离层区：回采工作面推过钻孔48米后，垂直位移急剧增加，但各位移速度不尽相同，其特点是越往上越缓慢。重新压实区：邻近煤层岩层的运动速度要缓于上覆岩层，各岩层进入了相互压合过程。三带：垮落带：破断后的岩块呈不规则垮落，排列极不整齐，松散系数比较大，一般可达1.31.5,重新压实后可降到1.03左右。裂隙带：岩层破碎后岩块仍然排列整齐，碎胀系数较小。弯曲带：自裂隙带顶至地表的所所岩层称为弯曲带，其特点是岩层在移动过程中具有连续和整体性，在垂直剖面上下各部分下沉差值很小，若有厚硬的关键层，则可能出现离层现。巷道围岩变形规律：采准巷道从开掘到报废，经历采动造成的围岩应力重新分布过程，围岩变形会持续增长和变化。以受到相邻区段回采影响的工作面回风巷为例，围岩变形要经历五个阶段-掘巷影响区；-掘巷影响稳定区；-采动影响区；-采动影响稳定区；-二次采动阶段影响区。巷道围岩控制原理：巷道围岩控制是指控制巷道围岩的矿山压力和周边位移所采取措施的总和。其基本原理是：人们根据巷道围岩应力、围岩强度及他们之间的相互关系，选择合适的巷道布置和保护及支护方式。降低围岩应力，增加围岩强度，改善围岩受力条件和赋存环境，有效地控制围岩的变形、破坏。简述影响顶煤冒放性的主要因素,提高顶煤冒放性的主要措施。主要因素：煤体强度、煤体裂隙分布影响、放顶厚度、夹矸影响。主要措施：对于裂隙不发育的坚硬厚煤层(f35)，实施综放开采时，通常需采用顶煤爆破或注水方法改善顶煤的冒落形态和冒落块度。在工作面顶煤中沿顶板掘进两条平行煤巷，在巷内钻进平行于采面的深孔，在工作面支承压力区前方利用深孔实施顶煤预爆破，在顶煤中形成爆破裂隙和扩展煤体中的原有裂隙，增大裂隙密度，从而在整体上改变了顶煤的性质，衰减了顶煤整体强度，然后在支承压力作用下，对顶煤进行压裂和破碎，使之具有较好的冒落形态和冒落块度，易于顶煤放出。在产量较低的工作面，也可在支架间向放顶煤钻空进行爆破，破碎支架上方顶煤。采用注水软化顶煤时，可在顶煤中开掘专用注水施工巷道，向两侧顶煤中钻进注水钻孔，也可利用工作面两巷道施工注水钻孔。跨巷回采卸压的机理 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。简述软岩巷道变形力学机制。从理论上分析软岩巷道围岩变形力学机制，可分为三种形式，即物化膨胀类型(也称低强度软岩)、应力扩容类型和结构变形类型。(1)膨胀变形机制，膨胀岩含有蒙脱石、高岭土和伊利石等强亲水粘土矿物，这几类矿物由于其晶体结构特殊，能将水分子吸附在晶层表面和晶层内。既具有矿物颗粒内部分子膨胀，又具有矿物颗粒之间的水膜加厚的胶体膨胀。同时通过毛细作用吸水，使岩石体积膨胀。(2)应力扩容变形机制，变形机制与力源有关，软岩在构造应力、地下水、重力、工程偏应力作用下。岩体产生破坏变形，微裂活动迅速加剧，形成拉伸破坏和剪切面，体积扩胀。工程偏应力即本书中的矿山压力、是应力扩容变形中不可忽视的力源。(3)结构变形机制，变形机制与硐室结构和岩体结构面的组合特征有关。结构面的成因类型结构面的结合特征，结构面的力学性质，结构面相对于硐室的空间分布规律及它制约下形成的岩体结构控制着软岩变形、破坏规律。巷道支架支护原理，巷道支架的工作特征与一般地面工程结构有着根本性区别，支架受载的大小不仅取决于本身的力学特性（承载能力、刚度和结构特征），而且与其支护对象围岩本身的力学性质和结构有密切关系，也就是“支架-围岩”相互作用关系。 锚杆分类，机械式，摩擦式，粘结式，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2、粘锚力3、切向锚固力 【根据锚杆的锚固作用阶段定义锚固力：1、初锚力2、工作锚固力3、残余锚固力架设金属单体支架的技术要求：确保金属支柱的工作性能，失效支柱应及时运至地面检查；在支设金属支柱时，应采用升柱器，使之具有一定的初撑力；严禁在一个工作面使用两种或两种以上不同性能的基本支柱；金属支柱必须与金属铰接顶梁配套使用；不宜让支柱受偏心载荷；必须保证支柱的支设质量，不能将支柱打在浮矸上。单体支架：木支架木柱+木梁；摩擦金属支架摩擦木柱+铰接金属梁；单体液压支架液压柱+铰接金属梁。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。按成因，机理和表现形式综合分析可归纳为三类：即冲击矿压，顶板大面积来压，煤及瓦斯突然喷出。冲击矿压的防治的基本原理和主要方法。 初据冲击矿压的成因和机理，发生冲击矿压必须具备两个方面的因素：一是高应力或集中高能量，这种状况可能是由于岩体自重在开采条件下形成的应力集中，也可能是由于构造应力的积聚，二是煤岩本身具有冲击倾向性。其防治措施也就应从两个方面考虑：一是降低应力(或能量)的集中程度；二是改变煤、岩体的物理力学性质，以降低其冲击的倾向性。 防治冲击矿压的主要措施有：1降低应力集中程度 1)开采解放层。在煤层群条件下，首先开采没有冲击危险或危险性较小的煤层，使构 造应力得到解除，并且使岩层经过一次扰动。在此范围