矿山压力与控制

矿山压力与控制1、 矿山压力：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2、 矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷峒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。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，均叫做矿山压力控制。4、 矿山压力与岩层控制的研究方法：矿山压力与岩层控制采用了理论研究，实验室实验，现场观测等不同形式的研究方法。5、 岩石的孔隙性：岩石的孔隙性是岩石中孔洞和裂隙发育程度的指标，常用孔隙度表示，有时也用孔隙比来表示。6、 岩石的碎胀性：岩石的碎胀性是指岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质。7、 岩石的压实性：岩石的压实性是指岩石破碎后，在其自重和外加荷载作用下逐渐压实使体积减小的性质。8、 岩石的软化性：岩石的软化性是指岩石浸水后其强度降低的性质。9、 岩石的吸水性：遇水不崩解的岩石在一定实验条件下吸入水分的性能称为岩石的吸水性。10、 岩石的抗冻性：岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的能力。11、 岩石的蠕变特性：应力不变条件下，应变随时间延长而增加的现象。12、 岩石的受载状态：三轴等压抗压强度＞三轴不等压抗压强度＞双轴抗压强度＞单轴抗压强度〉抗剪强度〉抗弯强度〉单轴抗拉强度。13、 岩体结构的类型整体结构块状结构层状结构 碎裂结构 松散结构14、 影响岩体强度的因素结构面产状结构面密度试件尺寸环境围压 空隙水压15、 构造应力：是指由于地壳构造运动在岩体中引起的应力16、 构造应力的基本特点：一般情况下地壳运动以水平运动为主，构造应力主要是水平应力构造应力分布不均匀，在地质构造变化比较剧烈的地区，最大应力的大小和方向往往有很大的变化岩体中的构造应力具有明显的方向性，最大水平应力和最小水平应力之值一般相差较大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17、 原岩应力分布的基本规律：实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量水平应力普遍大于铅直应力平均水平应力与铅直应力的壁纸随深度增加而减小最大水平应力和最小水平应力一般相差较大18、 1在双向等压应力场中，圆孔周边全处于压缩应力状态2应力大小与弹性常数E，u无关3ot,or的分布和角度无关19、 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撑压力。20、 压力拱假说：在回采工作空间上方，由于岩层自然平衡的结果形成了一个“压力拱”，拱的一个支撑点是在工作面前方煤体内，形成前拱脚a，而另一个支撑点是在采空区内已垮落的矸石上或采空区的充填体上，形成了后拱脚b。22、 老顶的初次来压：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），从而导致工作面顶板的急剧下沉，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即成为老顶的初次来压。23、 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。回答：一：分层开压时的矿山压力呈现？1、 老顶来压布距、强度低。2、 支架载荷变小。3、 顶板下沉量变大。填空：一：直接顶按稳定性分为三种状态1、破碎的顶板。2、中等稳定顶板。3、完整顶板。二：初次垮落布局Lo大于等于16〜20m的顶板称为稳定顶板，把Lo小于等于8m的顶板称为不稳定顶板，对Lo等于9~15m之间的顶板则称为中等稳定顶板。24、 关键层：在直接顶上方存在厚度不等、强度不同的多层岩层。实践表明，其中一层至数层厚硬岩层在采场上覆岩层活动中起主要的控制作用。将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩石活动起控制作用的岩层称为关键层。25、 关键层的特征：几何特征，相对其他同类岩层单层厚度较厚岩性特征，相对其他岩层较为坚硬，即弹性模量较大，强度较高变性特征，关键层下沉变形时，其上覆全部或局部岩层的下沉量同步协调破断特征，关键层的破断将导致全部或局部上覆岩层的同步破段，引起较大范围内的岩层移动承载特征，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26、 岩层移动：煤层采出后，采空区原有的应力平衡状态受到破坏，引起应力的重新分布，从而引起岩层的变形，破坏和移动，并由下向上发展至地表引起地表的移动，这一过程和现象称为岩层移动，又称为开采沦陷。27、 充分采动：当采空区尺寸相当大时，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。28、 非充分采动：刚达到充分采动状态的采空区尺寸称为临界开采尺寸，如果采空区尺寸小于临界开采尺寸，称为非充分采动。29、 岩层移动控制技术分类：(1)留设煤柱控制岩层移动(2)充填开采控制岩层移动(3)调整开采工艺及参数控制岩层移动30、 构造应力：构造应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力31、 水平应力是影响巷道顶板冒落，地板鼓起，两帮内挤的主要因素32、 水平应力是有岩层自重引起的，由岩层之间的摩擦力和黏聚力以及水平构造应力组成。33、 巷道围岩变形量的构成：包括巷道顶板下沉量，地板鼓起量，巷帮移近量，深部围岩移近量以及巷道剩余断面积等34、 巷道围岩变形规律：巷道掘进影响阶段掘进影响稳定阶段采动影响阶段采动影响稳定阶段二次采动影响阶段35、 围岩压力：由于围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或坍塌岩石的重力，统称为围岩压力。36、 围岩压力的分类：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37、 影响围岩压力的主要因素：开采技术因素地质因素38、 巷旁支护的作用：控制直接顶的离层和及时切断直接顶板，使垮落矸石在采空区内填充支撑老顶，减少上覆岩层的弯曲下沉，减少巷内支护所承受的载荷，保持巷道围岩稳定。39、 传统的巷旁支护有：木垛支护密集支柱支护矸石带支护混凝土砌块支护等方式40、 整体浇注巷旁充填技术：它具有增阻速度快，支撑能力大，密封性能好和机械化程度高等优点，使发展沿空留巷技术的关键问题得到了解决。41、 锚杆支护理论：悬吊理论组合梁理论组合拱理论最大水平应力理论围岩强度强化理论42、 桁架锚杆的主要形式：单式桁架锚杆复式桁架锚杆交叉桁架锚杆连续桁架锚杆43、 桁架锚杆支护原理：锚杆的锚固力和拉杆的预拉紧力，使顶板的“中性轴”下移，增加了顶板岩层的抗弯能力，减小了顶板内部及其表面的张应力。对于破碎顶板，桁架锚杆提供的水平压力增大了沿巷道横向一组裂隙的摩擦因数，提高了裂隙梁的“完整性”，有利于顶板梁的成拱作用。通过拉杆可以协调锚杆之间的受力变形，将同一拉杆的若干根锚杆构成整体支护结构。另一方面，当顶板弯曲变形和弯曲下沉时，拉杆和倾斜锚杆的共同作用使顶板内部及其裂隙体中产生更大的挤压应力和摩擦力，减小甚至抵消巷道顶板中部可能产生的拉应力，以阻止顶板的进一步弯曲和下沉，使顶板更快趋于稳定。44、 地质软岩：是指强度低，孔隙度大，胶结程度差，受构造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。45、 工程软岩：是指在巷道工程力作用下，能产生显著变形的工程岩体。巷道工程力是指用在巷道工程岩体上的力的总和。工程软岩的定义揭示了软岩的相对性实质。46、 软岩巷道围岩变形的力学机制：膨胀变形机制应力扩容变形机制结构变形机制47、 巷道底鼓的力学机制：物化膨胀形应力扩容形结构变形型和复合型48、 巷道底鼓的影响因素：岩性状态围岩应力状态时间效应软岩物化性质及力学性质的相互影响49、 软岩巷道底鼓的防治措施：起底底板防治水支护加固方法应力控制方法联合支护方法50、 巷道围岩注浆加固机理：提高岩体强度形成承载结构改善围岩赋存环境51、 锚注支护原理：利用锚杆兼做注浆管，实现锚注一体化，是软岩巷道支护一个新途径。对于节理裂隙发育的岩体，注浆可改变围岩的松散结构，提高黏结力和内摩擦角，封闭裂隙，显著提高岩体强度。注浆加固为锚杆提供可靠的着力基础，使锚杆对松碎围岩的锚固作用得以发挥，进一步提高岩体强度。52、 锚注支护类型外锚内注式锚杆 内锚外注式锚杆53、 影响顶煤冒放性的因素：煤体强度煤体裂隙分布的影响顶煤厚度夹矸影响54、 改善坚硬顶煤冒放性的人工辅助措施：对于裂隙不发育的坚硬厚煤层(f<3.5)，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。 在产量较低的工作面，也可在支架间向顶煤钻孔进行爆破，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。55、 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56、 动压现象的形式：冲击矿压，顶板大面积来压和煤及瓦斯突出。57、 冲击矿压的特点：突发性瞬时震动性巨大破坏性复杂性58、 冲击矿压分类：根据冲击的显现强度，冲击矿压可分为四类：1、弹射。2、矿震。3、弱冲击。4、强冲击。根据震级强度和考虑抛出的煤量，可将冲击矿击分为三级：1、轻微冲击2、中等冲击3、强烈冲击。59、 冲击矿压可分为由采矿活动引起的采矿冲击矿压和由构造活动引起的构造型冲击矿压。60、 冲击矿压影响的原因分为自然地质因素、开采技术条件和组织管理措施。61、 地质条件对冲击矿压的影响：开采深度煤岩的力学特征顶板岩层的结构特点地质动力因素62、 煤岩的力学特征：在一定的围岩与压力条件下，任何煤层中的巷道或采场均有可能发生冲击矿压煤的强度越高，引发冲击矿压所要求的应力越小，反过来说，煤的强度越小，要引发冲击矿压，就需要比硬煤高得多的应力煤的冲击倾向性事评价煤层冲击性的特征参数之一⑷冲击能量指数KE弹性能量指数WET动态破坏时间Dt63、 煤层的冲击倾向分为强冲击倾向弱冲击倾向无冲击倾向64、 开采技术对冲击矿压的影响：开采设计和开采顺序 上覆煤层工作面停采线和煤柱的影响采空区的影响开采区域的影响65、 冲击矿压发生的机理：强度理论能量理论冲击倾向理论66、 冲击矿压危险性等级划分：A无冲击危险。冲击矿压危险状态等级评定综合指数Wt<0.3B弱冲击危险。冲击矿压危险状态等级评定综合指数Wt=0.3---0.5C中等冲击危险。冲击矿压