矿压复习资料及答案

1、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(支柱的阻力)。3、工作面观测中的“三量”包括 顶板移近量、 支架载荷量 、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

2、稳的基本形式包括 变形失稳 、 滑落失稳 。9、煤矿动压现象的三种形式 冲击矿压 、 顶板大面积来压 、 煤和瓦斯突出 。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

3、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 冒落带 、 裂隙带 、 弯曲下沉带 。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

4、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 、 冲击和撞击围岩压力 。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 支撑力 。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 支撑能力 。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 平行 时，构造应力对巷道的稳定性影响

5、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 老顶初次来压当量 。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 弯曲下沉带 。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 ：岩石中各种孔洞和裂隙体积总和与岩石总体积之比。也称孔隙率。 3、直接顶初次跨落

6、：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：同1。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,一般由页岩、砂页岩、粉砂岩组成。7、周期来压 ：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：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

7、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：锚杆托锚力包括安装锚杆时，通过拧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，使托盘对围岩产生的预紧力、以及锚杆托板阻止围岩向巷道内位移时，对围岩施加的径向支护力。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）。

8、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，支架的前梁端部到煤壁之间的距离，也称之为梁端距。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、冲击矿压

9、：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、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 。19、典型浅埋煤层 ：对于基岩比较薄、松散载荷层厚度比较大的浅埋煤层，其顶板破断运动表现为整体切落形式，易于出现顶

10、板台阶下沉。此类厚松散层浅埋煤层称为典型的浅埋煤层，其特征可以概括为埋藏浅、基载比小、老顶为单一关键层结构的煤层。20、支架初撑力：支架支设时，最初形成的主动力称为支柱的初撑力21、岩石碎胀系数 ：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体积的比值。（岩体破碎后与破碎前体积的比值）22、顶板大面积来压 ：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。23、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。

11、这些现象统称为煤矿动压现象。24、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？ （1）.顶板基岩沿全后切落，基岩破断角较大，破断直接波及地表。来压期间有明显的顶板台阶下沉和动载现象。工作面覆岩基本上分冒落带和裂隙带“两带”。 （2）.浅埋煤层工作面顶板一般为单一主关键层类型，老顶岩块不易形成稳定的“砌体梁” （3）.基岩与载荷层厚度之比，对来压显现有重要影响。2、影响冲击地压发生的主要

12、因素？ （1）.自然地质因素：最基本的因素是原岩应力，在一定的采深条件下，比较强烈的冲击矿压一般会出现在煤系地层中强度高的岩层，特别是在煤层顶板中有坚硬厚层砂岩的情况。 （2）.开采技术因素：首先是开采引起的局部应力集中。生产的集中化程度越高越易发生冲击矿压。 （3）.组织管理措施的综合因素：生产作业和投资没有到位。3、简述开采支架与围岩关系的特点？ （1）.支架围岩是相互作用的一对力， （2）.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。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一致的，恒阻式支架的受力比较均匀。 （3）.支架

13、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、岩石破碎后的膨胀系数特征在控制顶板压力中的作用？ 答：岩石的碎胀性是指岩石破碎后散乱堆积的体积比破碎前整体状态下增大的特征，一般用碎胀系数Kp表示。对于岩层控制来说，碎胀性有重要作用，当煤层才出形成采空区后，顶板处于悬漏状态，就会发生破坏堵蒂，并给工作面顶板管理造成影响益智危害，由于顶板岩石有碎胀性，跨落后体积增大，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。因此，碎胀性对工作预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

14、的规律。 答：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。沿空留巷矿压显现特征（1）、采动时期。沿空巷道位于采空区边缘，保留期间经历上区段工作面的采动影响，巷道顶板的下沉、破坏必然受到采空区上覆岩层沉降总规律的制约。上区段工作面采过后，老顶发生断裂失稳，然后回转下沉压实采空区。在这个过程中，沿空巷道煤帮及巷道支护发生剧烈变形。沿空留巷的围岩应力主要取决于规则移动带岩层中块体B取得平衡之前，引起的附加载荷。（2）、上区段工作面采动影响稳定后，沿空留巷煤帮的承载能力与支承压力很快处于平衡状态。围岩变形显著下降并趋于稳定。（3）、本区段工作面回采时，规则

15、移动带岩层原有的平衡状态将受到强烈影响。在超前支承压力作用下，规则移动带岩层将有一定的回转下沉，造成围岩应力再次重新分布集中，巷道围岩表现出强烈变形。（4）、（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，其发展是自上而下的，上部具有明显的滞后笥，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。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。（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）瓦斯抽放形成“煤与瓦斯共采”技术（4）每层巷道支护技术与减少矸石排

16、放技术（5）地下气化技术。7、裂隙带岩层沿工作面推进方向的三个分区？（p185) （1）煤壁支撑影响区 （2）离层区 （3）重新压实区8、巷道变形量主要包括哪些？（p204） （1）巷道顶板下沉量（2）底板鼓起量（3）巷帮移近量 （4）深部围岩移近量（5）巷道剩余断面积9.、按锚固方式锚杆最基本的分类？（p244） （1）机械锚固式包括张壳式锚杆，倒楔式锚杆，楔缝式锚杆。 （2）黏结锚固式包括树脂锚杆，快用水泥卷锚杆，水泥砂浆锚杆。 （3）摩擦锚固式包括风管式锚杆，水涨式管状锚杆等。10、为何放顶煤工作面支承压力峰值点前移？（p278） 答：由于顶煤强度低，因此在直接顶与老顶的载荷作用下，靠近

17、工作面的顶煤首先发生破坏，进入塑性区。破坏的顶煤刚度迅速降低，变成弹塑性介质。当载荷继续增加，大于顶煤残余强度时，顶煤不再具有抗载能力，致使顶板载荷向远处逐渐转移，煤体内形成塑性区的范围大，载荷向前方转移的距离较远。11.跨巷回采卸压的基本原理？（227） 答：煤层开采以后，在煤层底板小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而进行跨采，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

18、的相对位置，即巷道与上部回来煤层间的法向距离z，巷道与上部问采煤层煤柱(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。 （1）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。特征：通风断面大、行人方便、结构简单及重量轻等特点。一般应用于直接顶比较完整的工作面，周期来压比较剧烈时更适用。 （2）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。适用于直接顶比较破碎的工作面中。 （3）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。适用于老顶

19、来压能力强，工作空间大，挡矸效果好的工作面。13、常用的巷道卸压方法有哪些？ （1）巷道围岩开槽卸压及松动卸压。（2）利用卸压巷硐进行巷道卸压。14、采场上覆岩层中的关键层主要特征？ （1）几何特征：相对其他同类岩层单层厚度较厚。 （2）变形特征：关键层下沉变形时，其上覆或全部岩层下沉量同步协调。 （3）破断特征：关键层的破断特征将导致全部或局部上覆岩层的同步破断。 （4）承载特征：关键层破断前以板的结构形式作为全部岩层或局部岩层的承载主体，破断后则成为 砌体梁结构，继续成为承载主体。15.如何根据锚杆对围岩的约束方式定义锚杆锚固力？（242） （1）托锚力：托锚力包括安装锚杆时，通道拧紧螺区

20、产生的懒杆托板对围出的加紧力，水胀式管状锚杆杆休纵向收缩，使托盘对围岩产牛预紧力，以及描杆托扳阻止围岩向苍道内仿移时，对围岩施加的径向文护力。 （2）粘锚力：粘结剂将围岩与锚杆粘结成整体，由于围片深部与浅部变形的差异，锚杆通过粘结剂对园岩施加粘结力来抑制围岩变形。粘锚力就是锚杆杆体的铀力。摩擦锚因式锚秆通过杆休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而滑动或张开。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。 （1）构造应力主要是水平应力，而且地壳运动趋势是相互挤

21、压，所以水平运动以压应力占绝对优势。 （2)构造应力分布不均匀，在地质构造变化比较剧烈的地区，最大主应力的大小和方向往往有很大变化。 （3）岩体中的构造应力具有明显的方向性，最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大。 （4）构造应力在坚硬岩层中出现一般比较普遍，在软岩中储存构造应力很少。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？ 答：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。其中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

22、态的变化进行有效监侧与控制，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、岩层移功与地表沉陷、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.根据生产实例列举采场岩石移动造成的采动伤害，并用云关键层理论解释采空区上方岩层破断及地表沉陷的形成 答：(1)采动损害：形成矿山压力显现，引起采场和巷道顶板的下沉、垮落和来压，甚至引发冲击矿压地 压等强烈的矿压显现，危及井下人员和设备的安全。形成采动裂隙，引起周围煤体中的水与瓦斯的流动，导致

23、井下瓦斯事故与突水事故。岩层移动发展到地表引起地表沉陷，导致农田、建筑设施的毁坏。用关键层理论解释： 岩层移动由下向上成组运动，岩层移动的动态过程受控与覆岩关键层的破断运动。当老顶岩层所控制的上覆岩层组与之同步破断运动，如此往上发展直至覆岩主关键层。主关键层的破断导致上覆所有岩层直至地表的同步下沉。3.回采工作面回采时上覆岩层的破坏方式及其分区？答：根据采空区覆岩移动破坏程度，可分为“三带”：1、垮落带。当煤层开采后，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叫垮落带2、裂隙带。垮落带以上的顶板岩层由于其下部自由空间较

24、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叫做裂隙带。3、弯曲下沉带。再向上直至地表的岩层只有弯曲下沉而无断裂这一带叫弯曲下沉带。4、 采区平巷在其服务期内沿走向的矿压规律有哪些？采动影响带的前影响区和后影响区内矿压显现试件和机理有何不同？ 答：采区巷道从开掘到报废，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。（1）、巷道掘进影响阶段。煤体内开掘巷道后，巷道围岩出现应力集中，在形成塑性区的过程中，围岩向巷道空间显著位移。随着巷道掘出时间的行长，围岩变形速度逐渐衰减，趋向缓和。巷

25、道的围岩变形量主要取决于巷道埋藏和围岩性质。（2）、掘进影响稳定阶段。掘进引起的围岩应力重新分布趋于稳定，由于煤岩一般具有流变性，围岩变形还会随时间而缓慢增长，但其变形速度比掘巷初期要小得多，巷道的围岩变形速度仍取决埋藏深度和围岩性质。（3）、采动影响阶段。前影响区时，巷道受上区段工作面（A）的回采影响后，在回采引起的超前移动支承压力作用下，巷道围岩应力重新分布，塑性区显著扩大，围岩变形急剧增长。在后影响区时，在工作面（A）后方附近，由巷道上方和采空区一侧顶板弯曲下沉和显著运动使得支承压力和巷道围岩变形速度都达到最大值。远离工作面后方，巷道围岩变形速度逐渐衰减。巷道围岩性质、护巷煤柱宽度或巷旁

26、支护方式、工作面顶板岩层结构对此时期围岩变形量影响很大。（4）、采动影响稳定阶段。回采引起的应力重新分布走向稳定后，巷道围岩变形速度再一次显著降低，但仍然高于掘进影响稳定阶段时变形速度，围岩变形量按流变规律不断缓慢地增长。（5）、二次采动影响阶段。巷道受本区段回采工作面B影响时，由于上共段残余支承压力，本区段工作面超前支承压力相互叠加，巷道围岩应力急剧增高，引起围岩应力又一次重新分布，塑性区进一步扩大，应力的反复扰动使围岩变形比受一次采动影响进更加强烈。5、 无煤柱护巷有利于提高煤炭回采率，分析沿空留巷巷道围岩从开挖到废弃所经历的变形阶段，并从围岩控制的角度谈一谈巷道布置时所注意的问题。答：未找到答案，大家自己试着找一下，要是可以找到希望能整理好发到群共享里面。6、试从巷道围岩控制的基本原理，论述巷道围岩控制的主要技术方法。答：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。基本原理：人们根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间相互关系，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、