矿山压力与岩层控制试题答案

1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响在巷硐周围形成的力。

2、矿山压力显现：由于矿压的影响，而表现出来的一系列有形的变形。

3、矿山压力控制：为使采矿工作正常、安全进行所采取的各种减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的方法
4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力。

5、构造应力：由地壳构造运动在岩体中引起的应力。

6构造应力的特点：
构造应力以水平力为主，具有明显的区域性和方向性，其基本特点如下
①分布不均，在构造区域附近最大；
②水平应力为主，浅部尤为明显；
③具有明显的方向性；
④坚硬岩层中明显，软岩中不明显；
7、圆孔周围的应力场：
①r、t分布与方向角无关，皆为主应力。

园孔任一方向应力分布相同；
②围岩内应力大小与弹性常数E、u无关，与距孔边距离有关R t=5r1；
③双向等压时，园孔周边全处于压缩应力状态；
④在园孔内3倍直径以远，应力接近原始应力(影响半径)。

⑤双向等压园孔应力集中系数最大为2。

8、砌体梁结构
在上覆岩层中存在由断裂岩块组成的“砌体梁”，因岩块相互挤压，形成承载结构。

认为：
①上覆岩层可以坚硬岩层为底划分若干组，其上软弱岩层为载荷；
②随着工作面推进上方坚硬岩层断裂形成岩块，岩块间受水平推力成铰接关系；
③铰接岩块在某些条件下可形成平衡体。

9、直接顶岩层破坏离散原因：
①节理裂隙的切割；②初次放顶前直接顶的状态；③支架的影响；④工作面长度短时，⑤直接顶很容易离层；⑥分层工作面；
10、离层原因：直接顶较软，易发生弯曲变形未及时支护或支撑力不足。

11、矿压显现指标：
①顶板下沉S( mm )一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶板相对移近量；
②顶板下沉速度V (mm/h )单位时间顶板下沉量；
③支柱变形与折损，观察喷液、下缩J裂、折断等；
④顶板破碎情况，单位面积中顶板冒落面积所占百分比；
⑤局部冒顶，小范围顶板垮落；
⑥大面积冒顶或顶板沿工作面煤壁切落；
⑦支架载荷；
12、支承压力：巷道两侧改变后的切向应力增高部分。

13、极限平衡区：巷道周围处于极限平衡状态的岩体范围。

14、老顶的初次来压：老顶第一次失稳所产生的工作面压力增大的现象。

15、老顶来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。

16、初次来压特点：
①顶板下沉量增大，支柱载荷突然增大；
②煤壁内支承压力增大，变形与偏帮严重；
③直接顶破碎，有局部冒顶现象；
④来压比较突然，易造成重大事故；
17、来压条件：①有老顶存在；②直接顶垮落后不能充填满采空区
18、周期来压：老顶周期性失稳引起的顶板来压现象。

19、支架要求：
①为了保障安全，支架上的力必须满足F y=0 ；
②支架必须有一定的可缩量；
③支架对老顶的作用力：R=Q AB Ttan -；
20、顶板压力相当于4~8倍采高岩柱重量，R 4 8 Mr
21、影响矿山压力显现的主要因素是围岩性质及赋存状况。

22、工作面矿山压力显现的影响因素：
①采高与控顶距；顶板下沉量与采高、控顶距成正比采高增大，上覆岩层活动
范围大，不易形成平衡结构；采高增大，煤壁不稳定，矿压显现严重；控顶距增大，顶板稳定性差。

②工作面推进速度：加快推进速度，减少控顶时间，减少无工序下沉量，对破碎顶板，加快推进速度，可改善顶板状况。

③采深：采深加大对巷道影响很大，对回采工作面影响不明显。

④倾角：⑤分层开采矿压显现。

⑥放顶煤开采矿压显现。

23、断面破碎度：顶梁前端到煤壁之间的距离。

24、顶板冒落敏感度：端面距为1m时的端面破碎度。

25、老顶分类:N h〃h m
IN>5老顶的垮落与错动对工作面支架无多大影响。

112 N 5,老顶的失稳对工作面支架有较为严重的影响。

IIIN<2,老顶的悬露与垮落都将对工作面支架有严重的影响IV老顶特别坚硬，又无直接顶V能塑性弯曲的顶板26、支柱上各种工作阻力及支撑力
F0、：初撑力一支柱刚架设时对顶板产生的一个主动力；
F0:始动阻力一顶板压力下，支柱开始下缩时的阻力；
R :初工作阻力一阻力由急剧增长到缓慢增长的转折点处阻力;
B :额定工作阻力一支柱所能承受的最大载荷
27、
28、支撑式支架支护分析：工作特点：
①顶梁比较长(3.5m-4.0m)，对顶板反复支撑次数多；
②支撑合力一般远离前梁端点，前梁对顶板支撑力小；
③框式结构，不能承受较大的水平推力。

④挡矸能力差⑤调高范围小优点：通风断面大、行人方便、结构简单、重量轻；适用条件：顶板稳定，有来压，瓦斯大的工作面。

29、支掩式掩护支架分析：工作特点：
①托梁短，反复支撑次数小；
②立柱向煤壁方向倾斜，提高了对机道上方的支撑能力。

③可以承受一定的水平力，可以实现带压移架；④挡矸性能好缺点：支架空间小、通风断面小、行人不便、重量大适用条件：顶板破碎，瓦斯小的工作面。

30、单支架支掩式掩护支架受力分析：
31、支架与围岩作用的特点：
1）支架与围岩间的作用是作用力与反作用力关系；（支撑力宜均匀分布，且与顶板压力共线）
2）支架受力的大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关；与支架本身特性有关；（在同一工作面，不允许同时使用特性不同的支架）
3）支架结构及尺寸对对顶板压力的影响。

32、关键层：对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层起控制作用的岩层。

33、关键层特征：
①几何特征：相对其他同类岩层单层厚度较厚；
②岩性特征：相对其他岩层较坚硬。

③变形特征：下沉变形时，其上覆全部或局部岩层的下沉量同步协调；
④破段特征：关键层破段将引起较大范围内的岩层移动；
⑤承载特征：关键层破段前以板或梁的结构形式为承载主体，破断后可能成为砌体
梁结构，继续为承载主体。

34、关键层位置判别
35、回采工作面支承压力分布：
①工作面超前支承压力峰值一般在煤壁前4~8米，影响范围为40~50米。

少数可达60~80米。

应力集中系数为2.5~3。

②工作面倾斜方向固定支承压力范围一般为15~30米。

少数可达35~40米，峰值一般距煤壁15~20米，应力集中系数为2~3。

③在拐角区要形成应力叠加，应力集中系数可达5~7。

36、相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定：一般间距：
①大巷----20~40米（围岩稳定取小值，不稳定取大值）
②上下山——15~30米；③集中巷——15~30米。

（在浅部、坚硬岩层、急倾斜可为10米；深部、松软围岩为50米）
37、采区平巷沿走向矿山压力显现规律：I:巷道掘进段一一
弹塑性、量小、趋于稳定、时间短；U:无采掘影响段一一主
要为流变，受岩性影响较大；川：采动影响段——前30〜
50m，后40〜60m （峰值5
〜20m），量大；
W: —次采动影响稳定段一一位移、变形均较小，工作面后方100米以远;
v：二次采动影响段一一影响剧烈程度及影响范围均较第一次为大。

38、采区斜巷沿倾斜矿压显现规律：
I、原岩应力带：显现轻微，一般不受破坏。

U、支承压力影响带工作面距巷道40〜50m开始变形、破
坏严重，移近速度达10mm〜30mm/d。

峰值区严重。

川、煤体边缘卸载带煤体破坏，应力降低，向平衡过度，
移近量仍较大。

39、底板巷道位置：P2i3
40、巷道围岩压力及影响因素：
围岩压力：围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力；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
41、矿压控制方法及途径：
①巷道保护一一为了使围岩强度与应力分布保持相适应的关系，预防巷道失稳减轻
矿压危害，采取各种技术措施：（正确选择断面形状，预留变形空间，煤柱护巷，巷道在减压区）
②巷道支护架设支架防止围岩过度变形与移动。

③巷道维修一一对已经使用的巷道，为了改善已恶化的维护状况而采取的一系列措
施;（补柱、补棚、扩帮、扩底）
42、矿压控制原理：
①抗压：提高支撑能力，加强支护，架后充填；
②让压:保障巷道安全，一定的支撑，一定的可缩量。

③躲压：低压区
④移压：通过人为方法使巷道围岩松动
常用措施：
①将巷道布置在岩性好的岩层内
②将巷道布置在应力降低区
③对巷道进行卸压保护
43、沿空留巷、沿空掘巷的定义、优点、适用条件：
①沿空掘巷
优点：a：巷道在低压区受压不利于维护；
b:不会产生冲击地压，减轻瓦斯的危害，掘进安全。

c：减轻资源浪费，减
少维护费用，时间。

适用条件：
a顶板易冒落，容易胶结；b采空区无积水，倾角不大；c采空区有积水，倾角不大，留墙掘；d通风差、高瓦斯矿井。

②沿空留巷：
优点：a降低掘进率；b消除沿空掘巷滞后掘进的缺点，有利于上下山工作面连续开采。

适用条件;2-3m以下，顶板容易冒落或中等冒落底板不发生严重底鼓。