围岩控制考试复习资料
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（1） 压垮型冒顶：由垂直于层面方向的顶板力压坏采场支架而导致的冒顶； （2） 漏冒型冒顶：破碎顶板没有得到有效防护受重力作用冒落而导致的冒顶； （3） 推垮型冒顶：由平行于层面方向的顶板力推到采场支架而导致的冒顶。 8、 什么是直接顶初次垮落？ 答： 一个长壁工作面从开切眼开始采煤后，直接顶的跨度不断增加，其弯曲下沉也不 断增加，一般在直接顶跨距达 6~20m 后，直接顶开始垮落。当直接顶垮落厚度达 1m 以上，垮落长度达采煤工作面长度一半以上时，就叫做直接顶初次垮落。 9、 什么是老顶初次来压和周期来压？ 答： 老顶初次来压：工作面采煤以来，老顶第一次大规模来压叫做老顶的初次来压。 由开切眼到初次来压时工作面推进的距离叫做老顶的初次来压步距，一般为 20~35m。 老顶周期来压：老顶初次来压后，随着采煤工作面的继续推进，老顶岩梁周期性 断裂、下沉，工作面内周期性地出现顶板下沉加快、煤壁严重片帮、支架受载增大以 及顶板台阶下沉等老顶来压现象，叫做老顶的周期来压。 10、 什么是支承压力和超前支承压力？ 答： 支承压力：煤采出后，煤层上部顶板压力重新分布，作用在煤层上或采空区之上 的重新分布的顶板压力。 超前支承压力：煤采出后，煤层上部顶板压力重新分布，作用在工作面前方的顶 板压力称为超前支承压力。 11、 岩石力学常规实验有哪些？ 答：单轴压缩实验；假三轴压缩实验；压减实验；巴西法劈裂实验。 12、 木支柱的最大工作阻力可缩量是什么？ 答：木支柱当没有木帽木梁时，木柱的可缩量只有 6mm，有木帽木梁时，木支架的 可缩量可达 100mm。 13、 急增阻和微增阻支柱的最大工作阻力、可缩量和初撑力的定义是什么？ 答： （1） 急增阻：最大工作阻力：245~343kN，可缩量：50~80mm、75~105mm，
（2） 采场支架的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层； （3） 采场支架的可缩量应能满足裂隙带老顶最大下沉要求。 27、 靠煤壁附近局部冒顶的预防措施： 答：综采工作面：提高支架的初撑力使端面冒高不超过 300mm，采用及时支护的移 架方式，并令端面距不超过 340mm；单体支柱工作面：及时支护悬露顶板的支架， 并使端面距不大于 200mm。 28、 防止冲击压垮型顶板事故支架的初撑力应满足哪些条件？ 答： （1） 支架初撑力能平和支架上方直接顶岩梁的重量； （2） 支架后端的初撑力能够平衡采空区上方将要被切断的那段直接顶悬顶岩
4、 直接顶岩层的碎胀系数及垮落带直接顶厚度计算：
答：直接顶岩层的岩石碎胀系数一般为 1.33~1.5，因此当直接顶厚度大于或等于 2~3
倍采高时，采空区垮下 2~3 倍采高的直接顶就能填满采空空间，这时的垮落带岩层
就是 2~3 倍采高的直接顶，其上面的直接顶或老顶就进入了裂隙带。
式中 M—采高，m；
3
沿层面方向的推力。 掩护式支架——主要集中在靠煤壁附近，能适应松软破碎的直接顶板，不适应 有老顶来压的顶板，因纵向和横向稳定性均较好，具有抵抗来自沿层面方向推力的能 力。 支撑掩护式——既能适应破碎的直接顶，又能适应有老顶来压的顶板，支架结 构稳定，有抵抗来自层面方向推力的能力。 24、 ZF7200—20/45 的参数意义是什么？ 答：Z—综合；F—放顶煤；7200—工作阻力 7200kN； 20—最小支撑高度 2.5m；45—最大支撑高度 4m。 25、 液压支架的初撑力和工作阻力监测的仪器仪表？ 26、 压垮型顶板事故的分类预防措施是什么？ 答：
ℎ′ = !/(!! − 1) (!)
K—直接顶岩层碎胀系数。
5、 跨落带老顶和裂隙带老顶定义、区别准则是什么？
答：
裂隙带老顶：当老顶岩层小于 5~6m 时，在其断裂、旋转、下沉及触矸过程中，
断块间能够互相挤压从而形成能够承受载荷的平衡结构，并把自身及上位岩层的重量
围岩控制相关要点
1、 什么叫煤层的顶板、底板？
答：煤层上面的岩层是顶板；煤层下面的岩层是底板。
2、 伪顶、直接顶、基本顶的相关概念是什么？
答：伪顶：煤层与直接顶之间，一层厚度小于 0.5m、随采随冒的软弱岩层，常见的
伪顶有碳质页岩、泥质页岩等。
直接顶：厚度小于 1.5m~2.0m、较软弱、下面无老顶的岩层，主要是页岩和砂
!
式中 Hi——由下而上第 i 层老顶岩层（基础岩层）的厚度，m； Hi’——由下而上第 i 层老顶分层的厚度，m； M——煤层高度，m；
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Kl——老顶及其附加岩层的岩石碎胀系数，取 1.5~1.33； h——直接顶厚度，m； Kz——直接顶岩层的碎胀系数，取 1.33~1.5。 7、 顶板事故分类： 答：采场顶板事故按力学原因可分为：压垮型、漏冒型和推垮型。
（1） 离层：由于支柱初撑力小，在复合顶板自重作用下，复合顶板与支柱同时下
4
沉下缩，而顶板上位岩层未下沉或下沉较慢，从而导致复合顶板和上部岩层 离层； （2） 断裂：地质构造原因；巷道布置原因；支柱初撑力低的原因。 （3） 去路和倾角； （4） 推力大于阻力。 30、 复合顶板推垮型顶板事故的预防措施是什么？ 答： （1） 应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达 4 度~6 度； （2） 掘进上下平巷时不破坏复合顶板； （3） 工作面初采时不要反推； （4） 控制采高，使直接顶冒落后能超过采高； （5） 灵活应用戗柱戗棚； （6） 采用“整体支架”； （7） 提高单体支柱的初撑力。 31、 单体液压支柱工作面的支护设计中初撑力应满足的原则是什么？ 答： （1） 支架初撑力能平衡直接岩梁重量； （2） 放顶线上的支架初撑力能平衡采空区上方将被切断那段直接顶悬顶岩重； （3） 支架初撑力所产生的主动力矩能平衡工作空间上方及采空区上方直接顶岩梁 所产生的力矩。 32、 采场支护设计中对直接顶和老顶的控制手段是什么？ 答： （1） 防止直接顶与老顶之间发生离层，增大支架初撑力控制直接顶，沿放顶线切 断直接顶； （2） 支架的工作阻力支撑住垮落带岩层的重量，增加液压支架排距和支柱密度。 33、 为什么要进行采煤工作面的支护质量观测和常规矿压观测？ 答： 为管好采场顶板并最大限度的消除采场冒顶事故，除必须进行合理的顶板控制设计 外，还必须进行日常支护质量与顶板动态监测；顶板动态监测是保证顶板处于良好状 态的一个手段，也是保证采场正常安全进行生产的重要方面。 34、 综采工作面支护质量监测、顶板动态监测的指标分别是什么？ 答： （1） 支护质量监测：支架初撑力；支架工作阻力；支架与工作面输送机的夹角； 支架横向歪斜角；支架端面距（端面距不宜超过 340mm）；支架顶梁俯仰角； 相邻支架顶梁错距；支架间距。（8 个） （2） 顶板动态监测指标：端面顶板冒落高度（冒高不超过 300mm）；顶板中的断 层。（2 个）
施加到采空空间周围的岩体及冒矸之上的平衡结构。
垮落带老顶：当老顶岩层小于 5~6m 时，在其断裂、旋转、下沉及触矸过程中，
断块间失去水平力的联系，从而不能形成平衡结构的老顶。
6、 判别进入裂隙带的老顶岩层公式：
!!!
!! ≥ ! − !!! !! − 1 + ℎ !! − 1 + 2
初撑力：39 加减 10kN。 （2） 微增阻：最大工作阻力：343kN,可缩量：400mm，初撑力：245kN。 14、 单体液压支柱的初撑力、工作阻力？
2
答： （1） 初撑力：单体液压支柱的高压乳化液作为工作介质，在乳化液泵站经过加压
后达到 15~20MPa 的压力，经注液枪注入到单体支柱后，对顶板产生的初始 支撑力就是初撑力。初撑力：支架或支柱支设时施于顶板的力（郑西贵定义） （2） 工作阻力：在顶板压力作用下，支柱下腔的乳化液压强增大，支柱下沉，支 柱被压缩后对顶板的支撑力加大，被称做工作阻力。 15、 DZ18—25/80 型号意义是什么？ 答： DZ：单体液压支柱 18—支撑高度 1800mm 25—额定工作阻力 250kN 80—油缸的直径是 80mm 16、 单位液压支柱初撑力与工作阻力的监测仪器与监测时间是什么？ 答：工作阻力监测仪器（在支柱的时候监测）。 17、 顶板下沉量的监测仪表是什么？ 答：顶板动态仪。 18、 支护系统刚度定义是什么？ 答：单位顶板下沉量所对应的支柱工作阻力的增量，从顶板控制观点来看，希望支护 刚度越大越好。支护刚度：支护物产生单位压缩量所需的力。（郑西贵定义） 19、 单体支柱工作面的支护强度概念，影响因素是什么？ 答： （1） 支护强度：支柱对顶板单位面积之内的工作阻力； （2） 影响因素：支柱初撑力、支柱密度、支柱系统刚度。 20、 排距、柱距、支柱密度、最大（小）控顶距、端面距的定义是什么？ 答： （1） 排距：相邻支柱间距，与金属铰接顶梁的规格有关。 （2） 柱距：沿采煤工作面布置方向相邻支柱的距离； （3） 支柱密度：单位面积内支柱的数量，分为基本支柱密度、密集支柱、线密度 和采场支柱密度； （4） 控顶距：从煤壁至密集支柱或采空区顶梁末端的一段距离，最小控顶距采用 三排柱子，最大控顶距采用四排柱子。 （5） 端面距：沿推进方向，机道上面空顶的长度。 21、 初撑力与支护强度的关系是什么？ 答：初撑力越大，所设计的支护强度越容易得到实现，支护刚度越可靠，有效支撑能 力越强，初期的顶板下沉量越小，且容易达到工作阻力，否则严重影响支撑效率。 22、 支护系数刚度与支护强度关系是什么？ 23、 液压支架的支柱、适用条件是什么？ 答：支撑式支架——支撑力垂直于顶底板，适应中等稳定或完整的直接顶，尤其是能 适应有老顶来压的工作面。支架结构本身纵向和横向的稳定性都不好，不能抵抗来自
页岩。
老顶：厚度大于 1.5~2.0m、较坚硬的岩层，主要有砂岩、石灰岩和砂砾岩。
3、 容重、碎胀性、与碎胀系数的概念是什么？
答：岩石的容重：单位体积内岩石的重量；
碎胀性：岩石破碎以后的体积将比整体状态下体积大的性质；
碎胀系数：岩石破碎膨胀后的体积与岩石处于整体状态下体积的比值）垮落带老顶岩块冲击压坏采场支架导致冒顶； （3）裂隙带老顶压坏采场支架导致冒顶。 预防措施：
（1） 采场支架的支撑力应该能平衡最不利情况下垮落带直接顶及老顶岩层的 重量；
重； （3） 支架初撑力所产生的主动力矩能够平衡工作空间上方及采空区上方直接
顶岩梁力矩。 29、 复合型顶板的概念和推垮型冒顶的机理是什么？
答： 复合顶板的概念：由多层薄弱岩层组成，总厚度在 0.5~3m 左右，各分层岩层的厚 度小（小于 0.5~1m）强度低，岩性多为页岩。 推垮型冒顶的机理：
（2） 采场支架的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层； （3） 采场支架的可缩量应能满足裂隙带老顶最大下沉要求。 27、 靠煤壁附近局部冒顶的预防措施： 答：综采工作面：提高支架的初撑力使端面冒高不超过 300mm，采用及时支护的移 架方式，并令端面距不超过 340mm；单体支柱工作面：及时支护悬露顶板的支架， 并使端面距不大于 200mm。 28、 防止冲击压垮型顶板事故支架的初撑力应满足哪些条件？ 答： （1） 支架初撑力能平和支架上方直接顶岩梁的重量； （2） 支架后端的初撑力能够平衡采空区上方将要被切断的那段直接顶悬顶岩
4、 直接顶岩层的碎胀系数及垮落带直接顶厚度计算：
答：直接顶岩层的岩石碎胀系数一般为 1.33~1.5，因此当直接顶厚度大于或等于 2~3
倍采高时，采空区垮下 2~3 倍采高的直接顶就能填满采空空间，这时的垮落带岩层
就是 2~3 倍采高的直接顶，其上面的直接顶或老顶就进入了裂隙带。
式中 M—采高，m；
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沿层面方向的推力。 掩护式支架——主要集中在靠煤壁附近，能适应松软破碎的直接顶板，不适应 有老顶来压的顶板，因纵向和横向稳定性均较好，具有抵抗来自沿层面方向推力的能 力。 支撑掩护式——既能适应破碎的直接顶，又能适应有老顶来压的顶板，支架结 构稳定，有抵抗来自层面方向推力的能力。 24、 ZF7200—20/45 的参数意义是什么？ 答：Z—综合；F—放顶煤；7200—工作阻力 7200kN； 20—最小支撑高度 2.5m；45—最大支撑高度 4m。 25、 液压支架的初撑力和工作阻力监测的仪器仪表？ 26、 压垮型顶板事故的分类预防措施是什么？ 答：
ℎ′ = !/(!! − 1) (!)
K—直接顶岩层碎胀系数。
5、 跨落带老顶和裂隙带老顶定义、区别准则是什么？
答：
裂隙带老顶：当老顶岩层小于 5~6m 时，在其断裂、旋转、下沉及触矸过程中，
断块间能够互相挤压从而形成能够承受载荷的平衡结构，并把自身及上位岩层的重量
围岩控制相关要点
1、 什么叫煤层的顶板、底板？
答：煤层上面的岩层是顶板；煤层下面的岩层是底板。
2、 伪顶、直接顶、基本顶的相关概念是什么？
答：伪顶：煤层与直接顶之间，一层厚度小于 0.5m、随采随冒的软弱岩层，常见的
伪顶有碳质页岩、泥质页岩等。
直接顶：厚度小于 1.5m~2.0m、较软弱、下面无老顶的岩层，主要是页岩和砂
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式中 Hi——由下而上第 i 层老顶岩层（基础岩层）的厚度，m； Hi’——由下而上第 i 层老顶分层的厚度，m； M——煤层高度，m；
1
Kl——老顶及其附加岩层的岩石碎胀系数，取 1.5~1.33； h——直接顶厚度，m； Kz——直接顶岩层的碎胀系数，取 1.33~1.5。 7、 顶板事故分类： 答：采场顶板事故按力学原因可分为：压垮型、漏冒型和推垮型。
（1） 离层：由于支柱初撑力小，在复合顶板自重作用下，复合顶板与支柱同时下
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沉下缩，而顶板上位岩层未下沉或下沉较慢，从而导致复合顶板和上部岩层 离层； （2） 断裂：地质构造原因；巷道布置原因；支柱初撑力低的原因。 （3） 去路和倾角； （4） 推力大于阻力。 30、 复合顶板推垮型顶板事故的预防措施是什么？ 答： （1） 应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达 4 度~6 度； （2） 掘进上下平巷时不破坏复合顶板； （3） 工作面初采时不要反推； （4） 控制采高，使直接顶冒落后能超过采高； （5） 灵活应用戗柱戗棚； （6） 采用“整体支架”； （7） 提高单体支柱的初撑力。 31、 单体液压支柱工作面的支护设计中初撑力应满足的原则是什么？ 答： （1） 支架初撑力能平衡直接岩梁重量； （2） 放顶线上的支架初撑力能平衡采空区上方将被切断那段直接顶悬顶岩重； （3） 支架初撑力所产生的主动力矩能平衡工作空间上方及采空区上方直接顶岩梁 所产生的力矩。 32、 采场支护设计中对直接顶和老顶的控制手段是什么？ 答： （1） 防止直接顶与老顶之间发生离层，增大支架初撑力控制直接顶，沿放顶线切 断直接顶； （2） 支架的工作阻力支撑住垮落带岩层的重量，增加液压支架排距和支柱密度。 33、 为什么要进行采煤工作面的支护质量观测和常规矿压观测？ 答： 为管好采场顶板并最大限度的消除采场冒顶事故，除必须进行合理的顶板控制设计 外，还必须进行日常支护质量与顶板动态监测；顶板动态监测是保证顶板处于良好状 态的一个手段，也是保证采场正常安全进行生产的重要方面。 34、 综采工作面支护质量监测、顶板动态监测的指标分别是什么？ 答： （1） 支护质量监测：支架初撑力；支架工作阻力；支架与工作面输送机的夹角； 支架横向歪斜角；支架端面距（端面距不宜超过 340mm）；支架顶梁俯仰角； 相邻支架顶梁错距；支架间距。（8 个） （2） 顶板动态监测指标：端面顶板冒落高度（冒高不超过 300mm）；顶板中的断 层。（2 个）
施加到采空空间周围的岩体及冒矸之上的平衡结构。
垮落带老顶：当老顶岩层小于 5~6m 时，在其断裂、旋转、下沉及触矸过程中，
断块间失去水平力的联系，从而不能形成平衡结构的老顶。
6、 判别进入裂隙带的老顶岩层公式：
!!!
!! ≥ ! − !!! !! − 1 + ℎ !! − 1 + 2
初撑力：39 加减 10kN。 （2） 微增阻：最大工作阻力：343kN,可缩量：400mm，初撑力：245kN。 14、 单体液压支柱的初撑力、工作阻力？
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答： （1） 初撑力：单体液压支柱的高压乳化液作为工作介质，在乳化液泵站经过加压
后达到 15~20MPa 的压力，经注液枪注入到单体支柱后，对顶板产生的初始 支撑力就是初撑力。初撑力：支架或支柱支设时施于顶板的力（郑西贵定义） （2） 工作阻力：在顶板压力作用下，支柱下腔的乳化液压强增大，支柱下沉，支 柱被压缩后对顶板的支撑力加大，被称做工作阻力。 15、 DZ18—25/80 型号意义是什么？ 答： DZ：单体液压支柱 18—支撑高度 1800mm 25—额定工作阻力 250kN 80—油缸的直径是 80mm 16、 单位液压支柱初撑力与工作阻力的监测仪器与监测时间是什么？ 答：工作阻力监测仪器（在支柱的时候监测）。 17、 顶板下沉量的监测仪表是什么？ 答：顶板动态仪。 18、 支护系统刚度定义是什么？ 答：单位顶板下沉量所对应的支柱工作阻力的增量，从顶板控制观点来看，希望支护 刚度越大越好。支护刚度：支护物产生单位压缩量所需的力。（郑西贵定义） 19、 单体支柱工作面的支护强度概念，影响因素是什么？ 答： （1） 支护强度：支柱对顶板单位面积之内的工作阻力； （2） 影响因素：支柱初撑力、支柱密度、支柱系统刚度。 20、 排距、柱距、支柱密度、最大（小）控顶距、端面距的定义是什么？ 答： （1） 排距：相邻支柱间距，与金属铰接顶梁的规格有关。 （2） 柱距：沿采煤工作面布置方向相邻支柱的距离； （3） 支柱密度：单位面积内支柱的数量，分为基本支柱密度、密集支柱、线密度 和采场支柱密度； （4） 控顶距：从煤壁至密集支柱或采空区顶梁末端的一段距离，最小控顶距采用 三排柱子，最大控顶距采用四排柱子。 （5） 端面距：沿推进方向，机道上面空顶的长度。 21、 初撑力与支护强度的关系是什么？ 答：初撑力越大，所设计的支护强度越容易得到实现，支护刚度越可靠，有效支撑能 力越强，初期的顶板下沉量越小，且容易达到工作阻力，否则严重影响支撑效率。 22、 支护系数刚度与支护强度关系是什么？ 23、 液压支架的支柱、适用条件是什么？ 答：支撑式支架——支撑力垂直于顶底板，适应中等稳定或完整的直接顶，尤其是能 适应有老顶来压的工作面。支架结构本身纵向和横向的稳定性都不好，不能抵抗来自
页岩。
老顶：厚度大于 1.5~2.0m、较坚硬的岩层，主要有砂岩、石灰岩和砂砾岩。
3、 容重、碎胀性、与碎胀系数的概念是什么？
答：岩石的容重：单位体积内岩石的重量；
碎胀性：岩石破碎以后的体积将比整体状态下体积大的性质；
碎胀系数：岩石破碎膨胀后的体积与岩石处于整体状态下体积的比值）垮落带老顶岩块冲击压坏采场支架导致冒顶； （3）裂隙带老顶压坏采场支架导致冒顶。 预防措施：
（1） 采场支架的支撑力应该能平衡最不利情况下垮落带直接顶及老顶岩层的 重量；
重； （3） 支架初撑力所产生的主动力矩能够平衡工作空间上方及采空区上方直接
顶岩梁力矩。 29、 复合型顶板的概念和推垮型冒顶的机理是什么？
答： 复合顶板的概念：由多层薄弱岩层组成，总厚度在 0.5~3m 左右，各分层岩层的厚 度小（小于 0.5~1m）强度低，岩性多为页岩。 推垮型冒顶的机理：