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矿山压力与岩层控制试题答案

来源:帮我找美食网
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: ①

r、 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Rt=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 ② 支架必须有一定的可缩量;

③ 支架对老顶的作用力:R=QAB Ttan -;

Fy=0 ;

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〃hm

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。

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