复习与思考题 山科

矿山压力与岩层控制复习与思考题一、概念题1、初撑力

支架架设或单体支柱升起时，最初形成的对顶板的主动支撑力。2、支架（支柱）性能（特性）

支架（支柱）的支撑力与支架可缩量之间的关系，常用R-ε曲线表示。3、支架（支柱）实际支撑能力

支架（单体支柱）在井下具体地质技术条件下实际发挥的承载能力。4、控顶距

从煤壁到最后一排支柱或放顶柱的距离。随支柱和回柱工序的进行，控顶距随之变化。复习与思考题5、沿空留巷

工作面回采后沿采空区边缘维护的为下一个工作面使用的原回采巷道。上工作面回采后，采用一定的技术手段将上一区段的运输（下）顺槽重新支护留给下一个工作面的回风（上）顺槽使用。6、沿空掘（送）巷

沿已采（上）工作面的采空区边缘或仅留很窄的小煤柱掘进的区段平巷。利用采空区边缘处于支承压力降低区的特点，沿着基本顶已垮落稳定的采空区边缘或仅留很窄的小煤柱掘巷。7、巷道围岩松动圈

巷道开挖引起围岩内部应力的重新分布，破坏了原来的应力平衡状态，并产生应力集中。若围岩集中应力大于下降后的围岩强度，则围岩将发生破坏，这种破坏逐渐向深部扩展，直至达到新的三向应力平衡状态，此时围岩中出现的松弛破裂带称为围岩松动圈。复习与思考题8、锚杆支护

是指以锚杆作为巷道支护主要形式的支护。除锚杆外，还包括锚杆同其它构件的各种组合支护。9、冲击地压

由矿山采动（采掘工作面）诱发高强度煤（岩）体变形能的瞬间释放，在相应采动空间引起强烈围岩震动和挤出的动力现象。10、矿柱支护采矿法

是根据矿体倾角的大小，将井田划分成矿块或盘区，在矿块或盘区内交替布置矿房和矿柱，回采矿房时，留下规则的连续或间断矿柱支撑顶板的采矿方法。复习与思考题二、简答题

1、回采工作面顶板处理方式有哪些？

采煤工作面顶板处理方式的选择，既要考虑地表和岩层的保护要求，又要考虑对工作面矿压显现有明显影响的上覆岩层范围及其组成岩层的变形能力、运动方式和对工作面可能造成的威胁程度。通常的顶板处理方法有：煤柱支撑法（如房柱、刀柱等）、缓慢下沉法、自然垮落法、厚层坚硬顶板特殊处理法和充填法。复习与思考题2、简述综采支架的基本类型、特点及其适用条件？

综采支架的基本类型有支撑式、支撑掩护式、掩护支撑式、纯掩护式。

支撑式：具有较大的支撑能力，靠立柱和顶梁直接支撑顶板维护工作空间，顶板岩层在顶梁后部切断冒落。这种支架一般适用于稳定和坚硬的顶板。

支撑掩护式：对顶板兼有支撑和掩护两种作用，支撑部分大于掩护部分。适合于较稳定的顶板条件。

掩护支撑式：支架顶梁较短，支撑能力较弱，顶梁上支撑力集中在靠煤壁附近，主要靠掩护作用维护工作空间。适用于松软顶板条件。

纯掩护式：特点是没有顶梁部分，支架对顶板只起掩护作用，通过掩护梁把工作空间与采空区严密地分隔开。一般用在松软破碎顶板或假顶条件下。复习与思考题3、工作面支架对基本顶有哪几种工作方案？简述各自对顶板的控制要求。

采场支架对基本顶有两种工作方案：“给定变形”工作方案和“限定变形”工作方案。“给定变形”工作方案对顶板的要求：岩梁运动稳定时的位态由岩梁的强度及两端支承情况决定。在岩梁由端部断裂到沉降至最终位态的整个运动过程中，支架只能在一定范围内降低岩梁的运动速度，但不能对岩梁运动的最终位态起到限制作用。

“限定变形”工作方案对顶板的要求：采场支架对岩梁运动进行必要的限制，即在支架阻力的作用下，岩梁不能沉降至最低位态（无阻碍最终沉降位态）。岩梁运动稳定时的位态（岩梁运动稳定时采场的顶板下沉量）由采场支架的阻抗力所限定。复习与思考题4、请给出位态方程的表达式，并解释其含义。

位态方程的表达式：

A—直接顶的作用力；

—控顶末排最大顶板下沉量；

—要控制的顶板下沉量；K—位态常数，由岩梁参数和控顶距决定。其中，复习与思考题

位态方程主要有以下三方面的含义：（1）支架在“限定变形”状态下工作时，支架工作阻力与取得平衡的基本顶岩梁位态之间存在着相应的力学平衡关系，理论上可以建立两者之间的力学方程。（2）因直接顶在采空区内已经垮落，顶板控制设计必须按直接顶沿煤壁处切断的最危险状态考虑，因此，支架必须承担起全部直接顶的作用力。位态方程表明，任何小于直接顶作用力的支护强度都是不安全的（即“非法”的）。

（3）阐述了支架-围岩之间的双曲线关系，即需要控制的顶板位态越高（

越小），需要的支护强度越大；反之，需要控制的顶板位态越低（越大），需要的支护强度越小。当需要控制的顶板位态

=

时，即为“给定变形”工作方案。复习功与思妻考题在顶蚂煤较杏厚、灵煤层遥结构响复杂规的情询况下辛，很挽可能滩出现尖支架变上方卫未冒骄顶煤愈与采顶空区谣已冒大块顶煤父之间思的拱收式平急衡结瞧构，且这段个结颗构人蔬为不盲易破融坏。简称钥其为“煤-煤徐”结占构。容易形形成突“煤渗-煤忽”结手构的脉条件舟：①顶煤奏中存恋在较烂厚、强较硬溉的夹车矸，家大块列夹矸粒形成挑“煤仪—煤悦”结底构的借基底丧岩层扣；②上部箩顶煤茧坚硬突，呈奏大块占状垮普落，妥或煤训中含捉有粘恰土成柏分，闻呈团伙块状签垮落场。容易霜形成晒“煤砌-煤固”结谢构的闪厚煤路层采紧场条足件，献最好缓不采顽用放拜顶煤雷开采丧。若态采用漆放顶按煤开秩采，铃应在欺开采文前采帅用松盛动爆幕破或素者采室用注作水软昂化的幕方法汗对顶幼煤进凭行预皆处理胁。5、按搜工作菌面布老置方诵式分青类，南放顶印煤采桂煤法页分哪错几类谷？放顶霜煤采积煤法阅可分跃为四区种不爱同的衬类型多：整层贱放顶撇煤采爸煤法医；预气采顶拘分层德放顶肯煤采掏煤法她；预分采中台间分染层放读顶煤坛采煤纳法；寇水平恨分段挽放顶今煤采钱煤法蜓。6、昏何为肺放顶推煤采护场中祖的“揪煤-鞭煤”烘结构谁，简拨述其辽形成劝条件腿。复习还与思傅考题7、何为慌预采汪顶分量层放哨顶煤恩采煤缓法？镰简述链其适朝用条沿件。首先纠沿煤摧层顶环板在彩煤层衰中布贡置一胳个普盒通长痰壁采抢煤工吹作面尾（即粗顶分纤层开撤采）犯，然秤后再员沿底蜻板布逝置放旦顶煤久工作沟面进剥行回瞧采，担将底厌分层族上部道的顶灰煤放科出，挂这种滩采煤逐法叫预采雅顶分冲层放星顶煤幸采煤樱法。预采崭顶分赚层放乘顶煤险采煤圣法主要适用担于三共个方掀面的龟地质刷技术保条件凉：一猎是直葡接顶握坚硬城或厚贴度较添薄，课不能绳随采闹随冒枣，需窑要采帜取人征工措胜施处箱理顶傲板，屑预采健顶分夸层可甘以预新裂直炒接顶务，降丈低其醉强度齐和整然体性军，使样其变时得容枣易冒协落；借二是谋防止舱在底港部放冰顶煤躺时发顷生混怨矸，伪在预絮采顶斧分层茎时铺框设隔源离网合，形梨成网昌下放纱煤；么三是烦当煤怀层中组瓦斯渔含量其较大堵或有喜突出骨危险纯时，蔑预采蚁顶分庆层可件起到露预先徐释放混瓦斯射，或锣进行再瓦斯凉抽放略工作系。8、离简述妨沿空拌留巷胞从掘哗进到稠报废派整个羡服务养期间内的变沈形过丈程（辫变形铃组成数）。沿空顽留巷聋要经爱历如图亏所示的顶训板活则动和锁支承灭压力宣作用抽的全加过程糕，在及整个弱服务框期间毅其围负岩变圣形过投程可侄分为假七个哭阶段嫁：复习氧与思葵考题（1饲）实体煤中萍掘巷惜影响虾引起菌的围况岩变浙形；（2喘）掘巷盈影响阅稳定汤后至惠上工肚作面急回采哈影响玻前的暂围岩钉流变少变形。（3假）上工蜡作面去超前田支承帜压力斜作用趋影响码引起捆的围凭岩变躺形。（4偶）上工作婚面基本赔顶岩布梁断眠裂后怪回转测下沉黎显著岸运动恭引起筝很大馒的巷忽道围条岩变趋形。（5撒）基本户顶显卡著运谁动触汪矸后罗，进矿一步和压实盲矸石哈的过王程中退引起赤的的遗围岩闸变形。（6曾）上工蜘作面艰回采引起达的顶穴板活浑动趋丛向稳声定至下围工作稳面回祝采影助响前汪的围握岩流扭变变肤形。（7咳）受本工迟作面猴超前劲支承挎压力棚作用京影响崭引起貌的巷摸道围凑岩变缠形。复习盒与思驼考题（1慢）在叹煤体温内开斑掘巷忆道后件，破呼坏了盏原始蜜应力狐状态纵，巷览道围城岩出央现应乏力集淘中，映在围鸦岩塑叮性破沾坏发昨展过废程中谨，巷型道围岩像产生但显著语变形决。（2砖）掘土巷引量起的销应力孝重新雀分布怪趋向亦稳定袋后，匹由于卖煤层浮一般掀具有搅流变方性质，巷倡道围栏岩仍者保持—定当变形概速度抓。（3聋）在天上区嘴段工员作面锅超前纱支承陕压力只作用驼下，宁围岩傻塑性油区进嗽一步峡扩大饮，围进岩变础形增孔长较厘快。（4猴）在午工作刮面后享方岩扁梁断妖裂前脊弯曲忌下沉观及岩歇梁断蹲裂后愈显著促运动角过程贵中，熟老顶遇岩梁串运动析迫使夏巷道旗顶扳斗快速证下沉侵，将怕造成猎很大讽的下泉沉量骨。（5卸）在幻玉老顶艳触矸均后，盈随着端采空四区矸治石压财实，腊巷道忙围岩雄移近共速度滥逐渐寻趋于作稳定谈。（6撞）回贺采引占起的携顶板誓活动酸和应跪力分吃布趋弹向稳为定后取，巷胳道围窗岩保徐持一店定的松流变诉速度项。（7民）受俭下区纽奉段工判作面伴回采匠影响灶时，剑由于部支承象压力感叠加愉使煤它柱塑是性区果显著案增大识，引卡起巷柿道围迅岩变护形。复习兼与思前考题9、简启述基偿本顶躁触矸返后的良内应倚力场倘送巷砍的变待形过贸程（巾变形就组成踢）。基本贼顶触酒矸后弊在内接应力袜场中贷送巷慎，巷沃道主铺要受唇到上头工作为面基如本顶轻在采房诚空区鸡内的屈矸石飘进一观步压宅缩和委下区盼段工厦作面效回采替超前悟支承搁压力惨作用坟的影培响。其主离要经届历以献下四躁个方鹊面的卧变形步过程缘瑞（变溪形组子成）毫：（1）掘匹巷影提响引齐起的在围岩大变形抹；（2）基宏本顶桶显著粮运动项触矸专后，伶进一枣步压英实矸往石过拘程引刷起的代围岩蓄变形镇；（3）巷见道复睛用时脊，本拨工作钻面超恨前支锅承压西力作浴用影佣响引桌起的兆围岩恭变形归；（4）掘料巷影桑响稳用定至壮工作活面回竹采影依响前号的围属岩流伙变变定形。复习塔与思做考题10、简蹲析沿纸空送行巷的恩合理哭掘巷烦时间笨。如图脏所示态，沿粒空送多巷如会在基详本顶欺回转什下沉剧烈炮运动前掘势出，决则巷晋道将奇由于位基本增顶回叹转来户压而盐产生蛮很大贴的顶筝板下究沉；乞在基川本顶垦岩梁罚回转贼下沉洒触矸锯后掘叙巷，张则不柱受顶读板显粱著运闯动的疏影响。所以鬼沿空秧送巷杜的合贩理掘表巷时下间应获在基埋本顶挡回转劫下沉些触矸咸后掘葡巷。复习记与思掏考题11、如旅何预梨计沿草空留哪巷受榆上工奸作面妨基本齐顶弯爽曲沉降显著案运动引起乌的变烦形量磁。如图穗所示闲，沿晌空留秋巷受撑上工林作面连基本贩顶弯饼曲沉降显著薄运动引起的变厕形量u2：C—市巷道练中线还与岩偷梁端勉部断垒裂线脾间的狡水平歇距离趁，m朋；L—槽岩梁竞悬跨护度（淘端部瓦裂断悼线到兔触矸追点间跳的水青平距绿离）牙，m酿；KA—直宣接顶纱碎胀鞭系数爹，一眯般1锻.3喝0～疼1.菊35贡。复习璃与思薄考题三、论述悉题1、下棒图表县示在拆煤体壶边缘凑处于苍弹性精状态落的条袋件下期，工作属面煤仓体上惰的支污承压竭力分拣布，读试分叮析在行此条忙件下巷往道开移掘的举位置姨和时醉间如睛何选够择？煤体形边缘扭处于植弹性逼状态盼条件嘱下，誓老顶伟在煤烘体边被缘裂物断，唯由老忙顶回厕转下店沉造肺成的限顶板上下沉毁量小嗽；煤愿体边镇缘处长于弹错性变继形状宰态，飞由煤雄体变幕形引段起的番巷道庙顶板侨下沉饿量小笔、帮大压小班；支秀承压诸力高吃峰在膏煤体移边缘俊，巷章道底氏臌量繁小。因此肯，在腿无内占应力涉场条玩件下的沿空吐留巷其维护次一般棉是比讯较容泻易的，特别象是在谣有相市适应民的支亩护手盖段时慰，应恨积极防采用伞沿空印留巷。因为项煤体抛边缘慨处于抹弹性宋变形牛状态炸，故沿空话送巷抹引起裁的围各岩变面形较毒小。当受蜂本工伞作面冻回采缩慧影响顶时，认如果赤煤体边边缘星由于匹叠加嚷支承符压力塑的作嘴用进佛入塑畅性破室坏状登态，忧巷道蛛围岩帮变形校量会练急剧设增加锐。但讯支承鞋压力逢高峰斤要向凤煤复习害与思栏考题体内通部转凶移，留小煤宣柱送房诚巷2的应的巷菌道将剂处于查叠加茅支承退压力抹峰值霜区内的巷凉道将处于耗叠加揉支承娇压力挽峰值爬区内胆，势尝必受飞到叠误加支承压力墓高峰念影响，巷道丙围岩良同样世会进喝入塑男性破牌坏状沸态（两帮佩煤体袄处于泄单向摇受压健状态）、而且同小煤懒柱可海能失慎去稳季定性夕，因障此留小煤恰柱送钱巷2的围瞧岩变补形也姨会急容剧增陶加。惑如果清叠加请支承狱压力格峰值燥不足赠以使蹲煤体阴边缘涛发生少塑性制破坏维，则沿空扮送巷1的赌变形枝量不脸大，油不必爸在位叔置2月送巷运。巷道胞位置尸3在模原始汪应力前区中溉，只协受超勺前支薯承压窝力作中用，聪巷道削围岩俭变形怨量最榆小。宿但煤始柱损沟失大耀，且爪给下顶部煤思层开酸采带害来不带利影馋响，觉尤其菜是深爪部开论采和物开采还有冲热击倾鄙向性板煤层压更加蜡不利兄。沿空伤送巷统如在症老顶唤触矸毙前掘旨出，奋则巷霜道将降由于贱老顶涉回转寒来压柜而产困生很徐大的驻顶板纺下沉或；在嫂老顶榆岩梁晴触矸涝石后裤掘巷牧，则拳不受凝顶板糊显著穴运动熔的影迫响。复习木与思表考题2、工孙作面应侧向耽煤体罪边缘强处于请塑性挖状态闸下，脆绘图羊说明面有哪宁几种惑沿空宴掘（驼送）杰巷位尘置，滴并分践析其疯优缺约点。煤体边缘处于煮塑性掘破坏典状态，支承作压力遮分布版出现朴了内贯外应力场紧，在疤此条肠件下，对于搞合理的赤送巷军位置京与时扭间分辅析如轮下。：由图穴所示挡，煤迷体边粉缘处修于塑徒性状晒态下示有四首种可伸能的刘送巷催位置：在内岔应力宁场中战的沿汪空送商巷(位笔置1果)和竟小煤鸟柱送圾巷(准位置阅2)愿、在献外应滴力场桨中的浮煤柱刚护巷雅(位垮置3清)以叙及原孤始应背力区既的大淋煤柱颈送巷钞(位依置4秩)芬。工作挨面侧运向煤扣体边达缘处于解塑性鞭状态成下的睛应力袋分布（内宗、外旺应力墓场）管见示获意图。复习退与思窜考题由于刷内应吴力场半中的至煤体拨己发召生塑吴性破龙坏，早处于闪卸压青状态秒，因袍此内价应力浙场中马掘巷元不会所引起望支承罚压力乐分布骆和煤聋体力端学状世态的码明显制变化僚。从滥顶板伶活动澡和支施承压旱力分葱布发责展过阁程来极看，老顶滥岩梁位触矸摔后（陈内应盖力场听稳定灵后）晨的沿餐空送量巷1，不呢仅可畜以避乒免由球于老杂顶显衔著运道动而及产生织很大浆的巷惩道顶付板下疗沉，白而且变在覆吗岩稳您定和救支承需压力区叠加口过程垃中内祸应力设场中童的应霜力上世升较纵少，铺巷道知受采给动影煮响较粮小，最因此珍条件锋具备脾时应服积极柄采用饺沿空则送巷布。老顶喉岩梁寇触矸拦后在往内应迁力场革中的小煤湾柱送萌巷2，同样复避免锣了由异于老