礦山壓力與巖層控制習(xí)題答案.

1、礦山壓力與巖層控制習(xí)題答案一、名詞解釋?zhuān)?、老頂：通常把位于直接頂之上對(duì)采場(chǎng)礦山壓力直接造成影響的厚而堅(jiān)硬的巖層稱(chēng)為老頂。2、頂板下沉量：一般指煤壁到采空區(qū)邊緣裸露的頂?shù)装宓南鄬?duì)移近量，頂?shù)装宓南鄬?duì)移近量。3、原巖應(yīng)力：存在于地層中未受工程擾動(dòng)的天然應(yīng)力稱(chēng)為原巖應(yīng)力。4、周期來(lái)壓：由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來(lái)亞現(xiàn)象稱(chēng)為工作面頂板的周期來(lái)壓。5、回采工作面：在煤層或礦床的開(kāi)采過(guò)程中，一般把直接進(jìn)行采煤或采有用礦物的空間稱(chēng)為回采工作面，簡(jiǎn)稱(chēng)采場(chǎng)。6、直接頂：一般把直接位于煤層上方的一層或幾層性質(zhì)相近的巖層稱(chēng)為直接頂。7、礦山壓力：由于礦山開(kāi)采活動(dòng)的影響，在巷硐周?chē)鷰r體中形成和作用在巷硐支

2、護(hù)物上的力定義為礦山壓力。8、礦山壓力顯現(xiàn)：由于礦山壓力作用使巷硐周?chē)鷰r體和支護(hù)物產(chǎn)生的種種力學(xué)現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)為礦山壓力顯現(xiàn)。9、礦山壓力控制：所有減輕，調(diào)節(jié)，改變和利用礦山作用的各種方法，均叫做礦山壓力控制。10、老頂初次來(lái)壓：當(dāng)老頂懸露達(dá)到極限跨距時(shí)，老頂斷裂形成三鉸拱式的平衡，同時(shí)發(fā)生已破斷的巖塊回轉(zhuǎn)失穩(wěn)有時(shí)可能伴隨滑落失穩(wěn)，從而導(dǎo)致工作面頂板急劇下沉，此時(shí)，工作面支架呈現(xiàn)受力普遍加大的現(xiàn)象稱(chēng)為老頂初次來(lái)壓。11、支承壓力：在巖體內(nèi)開(kāi)掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改變后的切向應(yīng)力增高部分稱(chēng)為之承壓力。12、關(guān)鍵層：將對(duì)上覆巖層局部或直至地表的全部巖層活動(dòng)起控制作用的巖層

3、稱(chēng)為關(guān)鍵層。13、沖擊能指數(shù)：在單軸壓縮狀態(tài)下，煤樣全“應(yīng)力-應(yīng)變”曲線(xiàn)峰值C前所積聚的變形能Es與峰值后所消耗的變形能Ex之比值。13、沿空留巷：在上區(qū)段工作面采過(guò)后，通過(guò)加強(qiáng)支護(hù)或采用其他有效方法，將上區(qū)段工作面運(yùn)輸平巷保留下來(lái)，供下區(qū)段工作面回采時(shí)作為回風(fēng)平巷。14、沿空掘巷：回采工作面采過(guò)后，沿采空區(qū)邊緣掘進(jìn)的巷道。15、軟巖：是一種特定環(huán)境下的具有顯著塑性變形的復(fù)雜巖石力學(xué)介質(zhì)。16、底鼓：底板向上鼓起的現(xiàn)象。17、煤礦動(dòng)壓現(xiàn)象：煤礦開(kāi)采過(guò)程中，在高應(yīng)力狀況下積聚有大量彈性能的煤或巖體在一定的條件下發(fā)生破壞，冒落或拋出，使能量突然釋放，呈現(xiàn)聲響，震動(dòng)以及氣浪等明顯的動(dòng)力效應(yīng)，這些現(xiàn)象

4、通稱(chēng)為煤礦動(dòng)壓現(xiàn)象。它有三種形式：沖擊礦壓，頂板大面積來(lái)壓，煤與瓦斯突出。18、沖擊礦壓：沖擊礦壓是聚積在礦井巷道和采場(chǎng)周?chē)簬r體中的能量突然釋放，在井巷發(fā)生爆炸性事故，產(chǎn)生的動(dòng)力將煤巖拋向巷道，同時(shí)發(fā)出強(qiáng)烈聲響，造成煤巖體振動(dòng)和煤巖體破壞，支架和設(shè)備損壞，人員傷亡，部分巷道垮落破壞等災(zāi)難的一種現(xiàn)象。19、淺埋煤層：通常將具有淺埋深，基巖薄，上覆厚松散層賦存特征的煤層稱(chēng)為淺埋煤層。20、開(kāi)采沉陷：（p177）煤層開(kāi)采后，采空區(qū)周?chē)械膽?yīng)力平衡受到破壞，引起應(yīng)力的重新分布從而引起巖層的變形、破壞與移動(dòng)，并由上向下發(fā)展至地表引起地表的移動(dòng)，這一現(xiàn)象稱(chēng)為開(kāi)采沉陷。21、充分采動(dòng)與非充分采動(dòng)（177

5、）。22巖層移動(dòng)角:：地表下沉邊界和采空區(qū)邊界的連線(xiàn)與水平線(xiàn)在煤柱一側(cè)的夾角稱(chēng)為巖層移動(dòng)角。23、錨固力：錨桿對(duì)圍巖的約束力。（1）根據(jù)約束力方式可分為托錨力、粘錨力、切向錨固力；（2）根據(jù)錨桿作用階段定義錨固力可分為初錨力、工作錨固力、殘余錨固力。二、簡(jiǎn)答解析：1、研究“孔”周?chē)鷳?yīng)力對(duì)研究礦山壓力有何實(shí)際意義？有那些重要結(jié)論可以借鑒？由于地下巷道和回采空間具有復(fù)雜的幾何形狀，以及巷道和回采空間周?chē)鷰r體也是屬于非均質(zhì)，非連續(xù)，非線(xiàn)性以及加載條件和邊界條件復(fù)雜的一種特殊介質(zhì)，到目前為止還無(wú)法用數(shù)學(xué)力學(xué)的方法精確地求解出巷道周?chē)鷰r體內(nèi)各處的應(yīng)力分布狀態(tài)。根據(jù)采礦工程的特點(diǎn)，通過(guò)將巷道及回采空間簡(jiǎn)化

6、為各種理想的單一形狀的孔來(lái)近似的求出巷道和回采空間周?chē)膽?yīng)力狀態(tài)，對(duì)了解巷道變形的機(jī)理是十分有益和非常必要的。重要結(jié)論：1）孔周?chē)纬闪饲邢驊?yīng)力集中，最大切向應(yīng)力發(fā)生在孔的周邊。2）應(yīng)力集中系數(shù)的大小，對(duì)于單孔來(lái)說(shuō)，圓形孔僅與測(cè)壓系數(shù)有關(guān),對(duì)于橢圓來(lái)說(shuō)，則不僅與測(cè)壓系數(shù)有關(guān)還與孔的軸長(zhǎng)比有關(guān)。3）不論何種形狀的孔，它周?chē)膽?yīng)力重新分布，分布從理論上說(shuō)影響是無(wú)限的，但從影響的劇烈程度來(lái)看大都有一定的影響半徑。4）孔的影響范圍與孔的斷面大小有關(guān)。2、原巖應(yīng)力分布的基本特點(diǎn)（43）通過(guò)理論研究、地質(zhì)調(diào)查和大量的地應(yīng)力測(cè)量資料，原巖應(yīng)力分布的主要規(guī)律歸納如下：實(shí)測(cè)鉛直應(yīng)力基本上等于上覆巖層重量；水平應(yīng)

7、力普遍大于鉛直應(yīng)力；平均水平應(yīng)力與鉛直應(yīng)力的比值隨深度增加而減??；最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力一般相差較大。3煤柱下方底板巖層中應(yīng)力分布特點(diǎn)及其實(shí)際意義？分布特點(diǎn)：在煤柱或煤體下方的一側(cè)為增壓區(qū)而在采空區(qū)下方的一側(cè)為減壓區(qū)，在集中力作用下，將巖體內(nèi)鉛直應(yīng)力相等的點(diǎn)連起來(lái)則形成卵形的壓力泡。實(shí)際意義：由此我們可得到一些在底板中布置巷道時(shí)的規(guī)律，并且在實(shí)際工程中很少遇到集中載荷作用的情況，但通過(guò)這個(gè)解，可以知道應(yīng)力在巖體內(nèi)的傳遞規(guī)則，并且可以用積分的方法解決其它載荷條件下的應(yīng)力分布問(wèn)題。4簡(jiǎn)述巖石破碎后的碎脹特征及其在控制頂板壓力中的作用？巖石破碎后，雜亂堆積，巖石的總體力學(xué)特征類(lèi)似與散體。由于

8、巖層破碎后體積將產(chǎn)生膨脹，因此直接頂垮落后，堆積的高度要大于直接頂原來(lái)的厚度。影響碎脹系數(shù)Kp的重要因素是巖石破碎后塊度的大小及其排列狀態(tài)。巖石破碎后，在其自重及外加載荷的作用下逐漸壓實(shí)，碎脹系數(shù)變小，壓實(shí)后的高度將取決于巖石的殘余碎脹系數(shù)Kp。隨著老頂?shù)某醮螖嗔?，老頂破斷巖塊的變形迫使直接頂變形方向支架方向加載荷，此時(shí)直接頂就不在可能形成放頂是可能發(fā)生的離層狀態(tài)。但是老頂破斷巖層形成的變形失穩(wěn)與滑落失穩(wěn)將對(duì)直接頂?shù)姆€(wěn)定性產(chǎn)生影響。5原巖應(yīng)力場(chǎng)的概念及主要組成部分。天然存在于原巖內(nèi)而與人為因素?zé)o關(guān)的應(yīng)力場(chǎng)稱(chēng)為原巖應(yīng)力場(chǎng)，它主要包括自重應(yīng)力場(chǎng)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng).6分析采場(chǎng)上覆巖層結(jié)構(gòu)失穩(wěn)條件（）上覆巖

9、層的巖體結(jié)構(gòu)主要由堅(jiān)硬巖層組成，軟巖層只作為載荷，堅(jiān)硬巖層斷裂成巖按后排列鱉齊并互相咬合，這樣，就可以建立一個(gè)勢(shì)定的力學(xué)模型。根據(jù)力學(xué)計(jì)算，巖體結(jié)構(gòu)的平衡條件為：1）巖塊間應(yīng)有足夠的水平推力，且不可過(guò)大。2）巖塊的下沉量S1要小，厚度h較大，且S1要遠(yuǎn)小于ho。3）巖按悶的斷裂角8要小于巖塊間的摩擦角屮4）巖塊間的剪切力Q要小于巖塊問(wèn)的摩擦力，即巖體結(jié)構(gòu)上作用的載荷不易過(guò)大。7分析加快工作面推進(jìn)速度與改善頂板狀況的關(guān)系。（112）從實(shí)測(cè)的“st”曲線(xiàn)中可以看出，加快工作面的推進(jìn)速度實(shí)質(zhì)上意味著減少了工作面的控頂時(shí)間，也減少了時(shí)間因素對(duì)頂板下沉的影響，無(wú)疑可以減少頂板的下沉量，改善頂板維護(hù)狀況。

10、但是加快工作面的推進(jìn)速度卻在一定的時(shí)間間隔內(nèi)增加了工序的影響次數(shù)，即縮短了相鄰兩個(gè)工序的時(shí)間間隔，同時(shí)也必然使頂板的下沉量加劇。當(dāng)工作面推進(jìn)速度加快到一定程度后，可能會(huì)出現(xiàn)前一工序影響的頂扳下沉還未穩(wěn)定，后一個(gè)工序的影響卻已來(lái)到。這樣，會(huì)使工作面頂板始終處于劇烈活動(dòng)的情況下。顯然，這種信況對(duì)項(xiàng)板的渠護(hù)是非常不利的。在工作面推進(jìn)速度很慢的情況下，加快工作面的推進(jìn)速度對(duì)于減小頂扳的下沉雖，改善頂板曲維護(hù)狀況顯然是有利的。但是，如果工作面的推進(jìn)速度已提高到一定程度后，再提高工工作面的推進(jìn)速度不但不能減小頂板的下沉量，反而會(huì)使頂扳活動(dòng)更加劇烈。從理論上來(lái)講，用加快工作面推進(jìn)速度的方法來(lái)減小頂板下沉量，

11、改善頂板維護(hù)狀況是有一定限度的。因而企圖用加快工作面推進(jìn)速度來(lái)甩掉礦山壓力的想法更是不現(xiàn)實(shí)的。在目前的實(shí)際生產(chǎn)中，工作面的推進(jìn)速度還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到不能再提高的地步。從礦山壓力的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，即使是年產(chǎn)百萬(wàn)噸的采煤隊(duì)，再提高工作面的推進(jìn)速度以減小質(zhì)板的下沉量也還是可能的。8回采工作面測(cè)定的“S-T”曲線(xiàn)說(shuō)明了什么？工作面推進(jìn)速度對(duì)頂板下沉量的影響，用頂板下沉量s與時(shí)間t的坐標(biāo)關(guān)系表示。在一定的生產(chǎn)條件下，時(shí)間t本身包含有工作面的推進(jìn)速度因素，在實(shí)際的測(cè)定中也常常反映出頂板下沉量是時(shí)間的函數(shù)。在有些工作面中，當(dāng)推進(jìn)速度比較慢時(shí)，容易出現(xiàn)局部冒頂?shù)炔焕c生產(chǎn)的礦山壓力現(xiàn)象，而此時(shí)當(dāng)工作面的推進(jìn)速度時(shí)，則頂板

12、狀況明顯好轉(zhuǎn)，當(dāng)工作面推進(jìn)速度提高到一定程度，頂板下沉量變化將逐漸減小。但同時(shí)，隨著回采工作面推進(jìn)速度的加快，頂板下沉速度也明顯加快。由“s-t”曲線(xiàn)可知，在工作面中進(jìn)行落煤與放頂時(shí)，頂板下沉表現(xiàn)最為劇烈，平時(shí)則比較緩和。9試分析開(kāi)采深度對(duì)采場(chǎng)礦山壓力及其顯現(xiàn)的影響？開(kāi)采深度直接影響著原巖應(yīng)力大小，同時(shí)也影響著開(kāi)采后巷道或工作面周?chē)鷰r層內(nèi)支承壓力值。因此，開(kāi)采深度對(duì)巷道礦山壓力顯現(xiàn)的影響可能比較明顯。但對(duì)礦山壓力顯現(xiàn)的影響不盡相同。在一般條件下，一定的開(kāi)采深度是出現(xiàn)沖擊礦壓的一個(gè)必要條件，開(kāi)采深度對(duì)巷道礦山壓力顯現(xiàn)的影響可能比較明顯。但開(kāi)采深度對(duì)采場(chǎng)頂板壓力大小的影響尤其是對(duì)頂板下沉量的影響并

13、不突出，因?yàn)轫敯鍓毫Υ笮≈饕苊簩硬筛?、直接頂和老頂?shù)牧W(xué)性質(zhì)、厚度等因素而定，因而對(duì)礦山壓力顯現(xiàn)的影響也不明顯。io簡(jiǎn)述我國(guó)緩傾煤層工作面頂板分類(lèi)方案?類(lèi)別1類(lèi)不穩(wěn)龍頂板2類(lèi)中等穩(wěn)龍頂板3類(lèi)穩(wěn)逹頂板4類(lèi)非常穩(wěn)左頂板lalb2a2b基本指標(biāo)t=44t=88t=1212t=1818t=2828t=50巖性和結(jié)構(gòu)特征泥巖*泥頁(yè)巖節(jié)理裂隙發(fā)育或松軟泥巖碳質(zhì)泥巖.節(jié)理裂隙較發(fā)育致密泥巖粉砂巖砂質(zhì)泥巖:節(jié)理裂隙不發(fā)育砂巖.石灰?guī)r.節(jié)理裂隙很少致密砂巖石灰?guī)r.節(jié)理發(fā)育極少老頂?shù)姆旨?jí)指標(biāo)是老頂初次來(lái)亞當(dāng)量p.p=243.1ln(L)+15.5N+52.6hP老頂初次來(lái)壓當(dāng)量，kpsrL老頂初次步距，m.N直

14、接頂充填系數(shù)，N=Hh.H直接頂厚度，mh煤層采高如老頂分級(jí)12lj4老頂來(lái)壓顯現(xiàn)不明顯明顯強(qiáng)烈非常強(qiáng)烈1分級(jí)指標(biāo)P=895895P=975975P=10751075P114511解釋?zhuān)褐问?，掩護(hù)式，支撐掩護(hù)式液壓支架？支撐式：指在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有掩護(hù)梁，對(duì)頂板的作用是支撐的支架稱(chēng)為支撐式支架。掩護(hù)式：指在結(jié)構(gòu)上有掩護(hù)梁，單排立柱連接掩護(hù)梁或直接支撐頂梁對(duì)頂板起支撐作用的支架。支撐掩護(hù)式：具有雙排或多牌支柱及掩護(hù)梁結(jié)構(gòu)的支架，支柱大部或全部通過(guò)頂梁對(duì)頂板其支撐作用，可能有部分支柱是通過(guò)掩護(hù)梁對(duì)頂板起作用。12分析采場(chǎng)支架工作阻力與頂板下沉量的“P-AL”曲線(xiàn)關(guān)系支架工作阻力與頂板下沉量的關(guān)系在一定

15、程度上反映了支架與圍巖的相互作用關(guān)系。從PAL曲線(xiàn)可以得出一下結(jié)論：不同的頂板條件，PAL曲線(xiàn)的斜率不同，但都呈雙曲線(xiàn)關(guān)系。在一定工作阻力以上，支架工作阻力增加對(duì)頂板下沉量影響較小，但低于此值則提高支架工作阻力將減少頂板下沉量。支架的工作阻力并不能改變上覆巖層“大結(jié)構(gòu)”的總體活動(dòng)規(guī)律?；夭晒ぷ髅嬷Ъ軕?yīng)具備以下兩個(gè)基本特性：一是必須具備一定的可縮量；二是必須具備有良好的支撐性能，即一定的工作阻力。因而在支架選型與支護(hù)設(shè)計(jì)中，最主要是確定支架的最大可縮量與最大工作阻力。13簡(jiǎn)述采場(chǎng)支架與圍巖關(guān)系特點(diǎn)？支架與圍巖是相互作用的一對(duì)力。在小范圍內(nèi)，圍巖形成的頂板壓力可看做一個(gè)作用力，支架可以視為一個(gè)反力

16、，兩者應(yīng)相互適應(yīng)，使其大小相等，而且盡可能的作用在一個(gè)作用點(diǎn)上。2）支架受力的大小及其在回采工作面分布規(guī)律與支架的性能有關(guān)。3）支架結(jié)構(gòu)及尺寸對(duì)頂板壓力的影響，在實(shí)際生產(chǎn)中證明，在支架架型選擇合適時(shí)，可以用最小的工作阻力維護(hù)好頂板。14簡(jiǎn)述開(kāi)采后引起的上覆巖層的破壞方式及其分區(qū)？根據(jù)采空區(qū)覆巖移動(dòng)破壞程度，可分為“三帶”垮落帶，裂縫帶，彎曲帶。1）垮落帶。破斷后的巖塊成不規(guī)則垮落，排列也極不整齊，松散系數(shù)比較大，一般可達(dá)1.3-1.5.。但經(jīng)重新壓實(shí)后，碎脹系數(shù)可降到1.03左右。此區(qū)域與所開(kāi)采的煤層相連，很多情況下是由于直接頂巖層冒落后形成的。2）裂縫帶。巖層破斷后，巖塊仍然排列整齊的區(qū)域?yàn)?/p>

17、裂縫帶。它位于冒落帶之上，由于排列比較整齊，因此碎脹系數(shù)較小。關(guān)鍵層破斷塊體有可能形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)?？迓鋷c裂縫帶合稱(chēng)“兩帶”又稱(chēng)為“導(dǎo)水裂縫帶”意指上覆巖層含水層位于“兩帶”范圍內(nèi)，將會(huì)導(dǎo)致巖體水通過(guò)破斷裂縫流入采空區(qū)和回采工作面?！皟蓭А备叨群蛶r性與煤層采高有關(guān)，覆巖巖性越堅(jiān)硬，“兩帶”高度越大。一般情況下，對(duì)于軟弱巖層，其“兩帶”高度為采高的9-12倍，中硬巖層為18-28倍。準(zhǔn)確的確定“兩帶”高度，對(duì)解決水體下采煤?jiǎn)栴}及下解放層開(kāi)采瓦斯突出煤層有特別重要的意義。3）彎曲帶。自裂縫帶頂界到地表的所以巖層稱(chēng)為彎曲帶。彎曲帶內(nèi)巖層移動(dòng)的顯著特點(diǎn)是，巖層移動(dòng)過(guò)程的連續(xù)和整體性，即裂縫帶頂界以

18、上至地表的巖層移動(dòng)是成層的，整體性發(fā)生的，在垂直剖面上，其上下各部分的下沉差值很小。若存在厚硬的關(guān)鍵層，則可能在彎曲帶內(nèi)出現(xiàn)離層區(qū)。15簡(jiǎn)述綠色開(kāi)采技術(shù)體系？包括以下內(nèi)容：1）水資源保護(hù)-形成“保水開(kāi)采”技術(shù)。2）土地與建筑物保護(hù)-形成離層注漿，充填與條帶開(kāi)采。3）瓦斯抽放-形成“煤與瓦斯共采”技術(shù)。4）煤層巷道支護(hù)與減少矸石排放技術(shù)。5）地下氣化技術(shù)。16簡(jiǎn)述控制巖層移動(dòng)的技術(shù)？巖層移動(dòng)控制技術(shù)可分為3類(lèi):一）留煤柱控制巖層移動(dòng)1.部分開(kāi)采2.留設(shè)保護(hù)煤柱。二）充填法控制巖層移動(dòng)1.采空區(qū)充填（1）水力充填（2）干式充填（3）膠結(jié)充填。2.覆蓋離層區(qū)充填。三）調(diào)整開(kāi)采工藝及參數(shù)控制巖層移動(dòng)，

19、如限厚開(kāi)采，協(xié)調(diào)開(kāi)采，上行開(kāi)采等。17簡(jiǎn)述回采工作面前方支承壓力分區(qū)并分析其應(yīng)力狀態(tài)？分為應(yīng)力降低區(qū)，應(yīng)力增高區(qū)，應(yīng)力不變區(qū)。18采區(qū)平巷在其服務(wù)期內(nèi)沿走向的礦山規(guī)律有那些？采動(dòng)影響帶的前影響壓力與后影響區(qū)內(nèi)礦壓顯現(xiàn)時(shí)間和機(jī)理有何不同？規(guī)律：采區(qū)巷道從開(kāi)掘到報(bào)廢，經(jīng)歷采動(dòng)造成的圍巖應(yīng)力重新發(fā)布過(guò)程，圍巖變形會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)和變化。圍巖變形經(jīng)歷五個(gè)階段：（1）巷道掘進(jìn)影響階段（2）掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段（3）采動(dòng)影響階段（4）采動(dòng)影響穩(wěn)定階段（5）二次采動(dòng)影響階段不同：巷道受上階段工作面的回采影響后，在回采引起的超前移動(dòng)支承壓力作用的影響下，巷道圍巖壓力再次分布，塑性區(qū)顯著擴(kuò)大，圍巖變形急劇增長(zhǎng)。在工作面后

20、方附近，達(dá)到了最大值。遠(yuǎn)離工作面后方，巷道圍巖變形速度逐漸衰減。巷道圍巖性質(zhì)、護(hù)巷煤柱寬度或巷旁支護(hù)方式、工作面頂板巖層結(jié)構(gòu)對(duì)該時(shí)期圍巖變形量影響很大。19沿空留巷礦壓顯現(xiàn)基本特征？與沿空掘巷礦壓顯現(xiàn)的主要區(qū)別？沿空留巷上區(qū)段工作面采動(dòng)時(shí)受力情況1. 巷道頂板的下沉，破壞必然受到采空區(qū)上覆巖層沉降總規(guī)律的制約。2. 上區(qū)段工作面采過(guò)后，沿空巷道經(jīng)歷老頂巖層從即將斷裂前的極限狀態(tài)到發(fā)生斷裂的失穩(wěn)，然后到回轉(zhuǎn)下沉采空區(qū)的過(guò)程。3.由于老頂?shù)膭×疫\(yùn)動(dòng)，引起沿空巷道煤幫和巷道支護(hù)體發(fā)生劇烈變形。沿空掘巷破壞了原有平衡，在巷道邊緣的煤體會(huì)出現(xiàn)新的破裂區(qū)，塑性，支承壓力向煤體深部移動(dòng)。20. 跨巷回采卸壓

21、的基本原理煤層開(kāi)采以后，在煤層底板中形成一定范圍的應(yīng)力增高區(qū)和應(yīng)力降低區(qū)。位于煤層底板的巷道，若處于應(yīng)力增高區(qū)，將承受較大的集中應(yīng)力而遭受破壞；處于應(yīng)力降低區(qū)，則易于維護(hù)。根據(jù)采面不斷移動(dòng)的特點(diǎn)以及巷道系統(tǒng)優(yōu)化布置的原則，可在巷道上方的煤層工作面進(jìn)行跨采，使巷道經(jīng)歷一段時(shí)間的高應(yīng)力作用后，長(zhǎng)期處于應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)?？绮傻男Ч饕Q于巷道與上方跨采面的相對(duì)位置，即巷道與上部回采煤層間的法向距離z，巷道與上部回采煤層煤柱（體）邊緣的水平距離X。21. 如何根據(jù)錨桿對(duì)圍巖的約束方式定義錨桿錨固力？托錨力：托錨力包括安裝錨桿時(shí)，通過(guò)擰緊螺母產(chǎn)生的錨桿托板對(duì)圍巖的預(yù)緊力，水脹式管狀錨桿桿體縱向收縮，使托盤(pán)

22、對(duì)圍巖產(chǎn)生預(yù)緊力，以及錨桿托板阻止圍巖向巷道內(nèi)位移時(shí)，對(duì)圍巖施加的徑向支護(hù)力。粘錨力：粘結(jié)劑將圍巖與錨桿粘結(jié)成整體，由于圍巖深部與淺部變形的差異，錨桿通過(guò)粘結(jié)劑對(duì)圍巖施加粘結(jié)力來(lái)抑制圍巖變形。粘錨力就是錨桿桿體的軸力。摩擦錨固式錨桿通過(guò)桿體與圍巖之間摩擦力對(duì)圍巖施加錨固力來(lái)抑制圍巖變形。切向錨固力：圍巖的變形大多從巖體的弱面開(kāi)始，在圍壓作用下圍巖沿弱面滑動(dòng)或張開(kāi)。錨桿體貫穿弱面，限制圍巖沿弱面滑動(dòng)或張開(kāi)。這種限制力稱(chēng)為切向錨固力。22. 為什么說(shuō)錨注支護(hù)是軟巖巷道支護(hù)的新途徑？錨桿支護(hù)與棚式支架支護(hù)的一個(gè)重要區(qū)別是，錨桿支護(hù)的錨固力在很大程度上取決于巖體的力學(xué)性能，軟巖巷道可錨性差是造成錨桿錨

23、固力低和失效的重要原因。利用錨桿兼做注漿管，實(shí)現(xiàn)錨注一體化，是軟巖巷道支護(hù)的一個(gè)新途徑。對(duì)于節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體，注漿可改變圍巖的松散結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，封閉裂隙，顯著提高巖體的強(qiáng)度。注漿加固為錨桿提供可靠的著力基礎(chǔ)，使錨桿對(duì)松碎圍巖的錨桿作用得以發(fā)揮，進(jìn)一步提高巖體強(qiáng)度。但注漿只能在圍巖的一定深處進(jìn)行，需要與錨噴支護(hù)共同維持巷道周邊圍巖的穩(wěn)定。因此，采取錨桿與注漿相結(jié)合的方法，使錨桿和注漿的作用在各自適用的范圍內(nèi)得到充分發(fā)揮，可提高對(duì)軟巖的支護(hù)效果。23簡(jiǎn)述軟巖巷道變形力學(xué)機(jī)制。從理論上分析軟巖巷道圍巖變形力學(xué)機(jī)制，可分為三種形式，即物化膨脹類(lèi)型、應(yīng)力擴(kuò)容類(lèi)型和結(jié)構(gòu)變形類(lèi)型。膨脹變形機(jī)

24、制膨脹巖含有蒙脫石、高嶺土和伊利石等強(qiáng)親水粘土礦物，這幾類(lèi)礦物由于其晶體結(jié)構(gòu)特殊，能將水分子吸附在晶層表面和晶層內(nèi)。既具有礦物顆粒內(nèi)部分子膨脹，又具有礦物顆粒之間的水膜加厚的膠體膨脹。同時(shí)通過(guò)毛細(xì)作用吸入水，使巖石體積膨脹。（2）應(yīng)力擴(kuò)容變形機(jī)制變形機(jī)制與力源有關(guān)，軟巖在構(gòu)造應(yīng)力、地下水、重力、工程偏應(yīng)力作用下，巖體產(chǎn)生破壞變形，微裂活動(dòng)迅速加劇，形成拉伸破壞和剪切面，體積擴(kuò)脹。工程偏應(yīng)力即本書(shū)中的礦山壓力，是應(yīng)力擴(kuò)容變形中不可忽視的力源。（3）結(jié)構(gòu)變形機(jī)制變形機(jī)制與硐室結(jié)構(gòu)和巖體結(jié)構(gòu)面的組合特征有關(guān)。結(jié)構(gòu)面的成因類(lèi)型，結(jié)構(gòu)面的結(jié)合特征，結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)，結(jié)構(gòu)面相對(duì)于硐室的空間分布規(guī)律及它制約

25、下形成的巖體結(jié)構(gòu)控制著軟巖變形、破壞規(guī)律。24簡(jiǎn)述沖擊礦壓防治措施的基本原理和主要方法？根據(jù)發(fā)生沖擊礦壓的成因和機(jī)理，防治措施的基本原理有兩方面,一是降低應(yīng)力（能量）的集中程度；二是改變煤巖體結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)性能。主要方法吧：（1）合理的開(kāi)拓布置和開(kāi)采方式（2）開(kāi)采解放層淺埋煤層。1、原巖應(yīng)力分布的基本特點(diǎn)（p44）：、實(shí)測(cè)鉛直應(yīng)力基本上等于上覆巖層重量。、水平應(yīng)力普遍大于鉛直應(yīng)力。、水平應(yīng)力與鉛直應(yīng)力的比值歲深度增加而減小。、最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力一般相差較大。2、分析采場(chǎng)上覆巖層結(jié)構(gòu)失穩(wěn)條件（p86）：、結(jié)構(gòu)的滑落失穩(wěn)，剪切力大于咬合點(diǎn)處的摩擦力，此結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)滑落失穩(wěn)。即失穩(wěn)的與否取

26、決于老頂破斷巖塊的高長(zhǎng)比,高長(zhǎng)比較小，結(jié)構(gòu)抗滑落失穩(wěn)能力越大，一般情況下，失穩(wěn)巖塊的高長(zhǎng)比要大于0.4-0.5。即巖塊長(zhǎng)度要大于22.5倍的巖塊厚度；、結(jié)構(gòu)的變形失穩(wěn)，這是指在巖塊的回轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于擠壓處局部應(yīng)力集中，致使該處進(jìn)入塑性狀態(tài)，甚至局部受拉而使咬合處破壞造成巖塊回轉(zhuǎn)進(jìn)一步加劇，從而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，當(dāng)巖梁破斷后，巖塊互相咬合中間下沉量到達(dá)時(shí)，即形成巖塊結(jié)構(gòu)變形失穩(wěn)。3、加快工作面推進(jìn)速度與改善頂板狀況的關(guān)系（pll5）：加快工作面推進(jìn)速度只是縮短落煤與放頂兩個(gè)主要生產(chǎn)過(guò)程的時(shí)間間隔，能減少頂板下沉量，但同時(shí)也使頂板下沉速度加劇，只有在原先的工作面推進(jìn)速度比較緩慢的條件下，加快工作面

27、推進(jìn)速度，才會(huì)對(duì)工作面頂板狀況有所改變，當(dāng)工作面推進(jìn)速度提高到一定程度以后，頂板下沉量的變化將逐漸減小，并不能甩掉頂板壓力。4、開(kāi)采深度對(duì)采場(chǎng)礦山壓力及其顯現(xiàn)的影響（pll5）：開(kāi)采深度對(duì)巷道礦山壓力顯現(xiàn)的影響可能比較明顯，如在松軟巖層中開(kāi)掘巷道，隨著深度的增加，巷道圍巖的“擠、壓、鼓”現(xiàn)象將更為嚴(yán)重。隨著深度增加，巷道圍巖的變形與支架上承受的壓力都將增加。巖層受重力而變形，它所積聚的能量與深度的平方成正比。因此，對(duì)有沖擊礦壓危險(xiǎn)的礦井，隨著深度的增加，發(fā)生沖擊礦壓的次數(shù)與強(qiáng)度將顯著增加。但開(kāi)采深度對(duì)采場(chǎng)頂板壓力大小的影響并不突出，因而對(duì)礦山壓力顯現(xiàn)的影響也不明顯，尤其是對(duì)頂板下沉量的影響。隨

28、著采深增加，支承壓力必然增加，從而導(dǎo)致煤壁片幫及底板鼓起的幾率增加，由此也可能導(dǎo)致支架載荷增加。5、在雙向等壓應(yīng)力場(chǎng)中圓孔周?chē)鷳?yīng)力分布的基本規(guī)律（p51）：在雙向等壓應(yīng)力場(chǎng)中，圓孔周邊全處于壓縮應(yīng)力狀態(tài)；應(yīng)力大小與彈性常數(shù)E、p無(wú)關(guān)；Ot、Or的分布和角度無(wú)關(guān)，皆為主應(yīng)力，即切向和徑向平面均為主平面；雙向等壓應(yīng)力場(chǎng)中孔周邊的切向應(yīng)力為最大應(yīng)力，與孔徑大小無(wú)關(guān)，Ot=2rH超過(guò)周邊圍巖的彈性極限時(shí)，圍巖進(jìn)入塑性狀態(tài)；其他各點(diǎn)的應(yīng)力大小則與孔徑有關(guān)；在雙向等壓應(yīng)力場(chǎng)中圓孔周?chē)我恻c(diǎn)的切向應(yīng)力與徑向應(yīng)力和為常數(shù)。6、采場(chǎng)上覆巖層活動(dòng)規(guī)律假說(shuō)的內(nèi)容及其特點(diǎn)(p67)：壓力拱假說(shuō)，此假說(shuō)是認(rèn)為在回采工作

29、空間上方，由于巖層自然平衡結(jié)果而形成的一個(gè)“壓力拱”拱的一個(gè)支點(diǎn)在工作面前方煤體內(nèi)形成前腳拱，另一個(gè)支點(diǎn)在采空區(qū)垮落的矸石上形成后腳拱，隨工作面的推進(jìn)，前后拱也將向前移動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是對(duì)回采工作面前后的支承壓力及工作空間處于減壓范圍做出了解釋。缺點(diǎn)為主種假說(shuō)簡(jiǎn)單不能從數(shù)量上解釋礦壓?jiǎn)栴}，對(duì)松軟破碎頂板還適用，對(duì)堅(jiān)硬頂板有一定的參考價(jià)值。懸臂梁假說(shuō)，認(rèn)為工作面和采空區(qū)上方頂板可視為梁，其優(yōu)點(diǎn)是可解釋工作面近煤壁處頂板下沉量支架載荷小，支承壓力及工作面出現(xiàn)周期來(lái)壓的現(xiàn)象。缺點(diǎn)是由于未查明開(kāi)采后上覆巖層活動(dòng)規(guī)律，利用懸臂梁計(jì)算頂板下沉量的支架載荷與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相差較遠(yuǎn)。鉸接巖塊假說(shuō)，認(rèn)為工作面上方巖層破壞可分

30、為垮落帶和其上的規(guī)則移動(dòng)帶，工作面支架兩種不不同工作狀態(tài)，給定載荷狀態(tài)和給定變形狀態(tài)。些假說(shuō)優(yōu)點(diǎn)是正確闡明了工作面上覆巖層的分布情況及其內(nèi)部力學(xué)關(guān)系可能開(kāi)成的結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是未能對(duì)鉸接巖塊間的平衡條件做做進(jìn)一步探討。預(yù)成裂隙假說(shuō),些假認(rèn)為在回采工作面周?chē)嬖谥鴳?yīng)力降低區(qū)、應(yīng)力增高區(qū)、采動(dòng)影響區(qū)，這三個(gè)區(qū)隨工作面的推進(jìn)，同時(shí)也向前移動(dòng)，同時(shí)還認(rèn)為支架應(yīng)有足夠的支撐力和工作阻力，應(yīng)及時(shí)地支撐住頂板巖層，使各層巖層之間保持緊密狀態(tài)阻止相對(duì)滑移,張裂與離層。7、支架一圍巖相互作用的基本狀態(tài)237）：當(dāng)巷道頂板巖石與上覆巖層離層或脫落時(shí)，支架僅受到離層和脫落巖石自重壓力作用，支架這時(shí)處于給定載狀態(tài)。當(dāng)巷道頂

31、板巖石與上覆巖層沒(méi)有離層或脫落時(shí)，支架的受載和壓縮變形將取決于上覆巖層的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這種情況下只靠支架本身的支撐力無(wú)法阻止上覆巖層的運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)上覆巖層下沉過(guò)程中受到采空區(qū)已冒落矸石或充填物阻擋時(shí)，支架的收縮變形才停止，這時(shí)支架處于給定變形狀態(tài)。8、初次來(lái)壓的特點(diǎn)（pl02）:工作面頂板急劇發(fā)生下沉；工作面直接頂破碎甚至產(chǎn)生臺(tái)階狀下沉；煤壁內(nèi)支承壓力增大，煤幫變形與塌落；老頂初次來(lái)壓較突然，工作面易出現(xiàn)事故；頂板出現(xiàn)斷裂聲，并有頂板掉渣現(xiàn)象，頂板產(chǎn)生裂隙。9、采場(chǎng)支架與圍巖關(guān)系特點(diǎn)（pl49）：支架和圍巖的關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是要分析支架性能、結(jié)構(gòu)對(duì)支架受力及圍巖運(yùn)動(dòng)的影響，以及在各種圍巖狀態(tài)下支架呈現(xiàn)

32、什么反應(yīng)，從中分析支架應(yīng)具有的最合理的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。1、支架與圍巖是相互作用的一對(duì)力；2、支架受力的大小及其在回采工作面分布的規(guī)律與支架性能有關(guān)。事實(shí)證明，剛性、急增阻性、微增阻性或恒阻性支架在工作面的受力是不一致的，恒阻式支架的受力比較均勻。3、支架結(jié)構(gòu)及尺寸對(duì)頂板壓力的影響。實(shí)際生產(chǎn)中證明，在支架架型選擇合適時(shí)，可以用最小的動(dòng)作阻力維護(hù)好頂板。10、開(kāi)采后引起的上覆巖層的破壞方式及分區(qū)（p70、182）：根據(jù)采空區(qū)覆巖移動(dòng)破壞程度，分為“三帶”（1）跨落帶。破斷后的巖塊呈不規(guī)則跨落，排列也極不整齊，松散系數(shù)比較大，一般可達(dá)1.31.5。但經(jīng)重新壓實(shí)后，碎脹系數(shù)可降到1.03左右。此區(qū)域與所開(kāi)

33、采的煤層相毗連，很多情況下是由于直接頂巖層冒落后形成的.（2）裂縫帶。巖層破斷后，巖塊仍然排列整齊的區(qū)域即為裂縫帶。它位于冒落帶之上，由于排列比較整齊，因此碎脹系數(shù)較小。關(guān)鍵層破斷塊體有可能形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)?？缏鋷c裂隙帶合稱(chēng)“兩帶”又稱(chēng)為“導(dǎo)水裂縫帶”指上覆層含水層位于“兩帶”范圍內(nèi)，將會(huì)導(dǎo)致巖體水通過(guò)巖體破斷裂縫流入采空區(qū)和回采工作面。（3）彎曲帶。自裂縫帶頂界到地表的所有巖層稱(chēng)為彎曲帶。彎曲帶內(nèi)巖層移動(dòng)的顯著特點(diǎn)是，巖層移動(dòng)過(guò)程的連續(xù)和整體性，即裂縫帶頂界以上至地表的巖層移動(dòng)是成層地、整體性地發(fā)生，在垂直剖面上，其上下各部分的下沉量很小。若存在厚硬的關(guān)鍵層，則可能在彎曲帶內(nèi)出現(xiàn)離層區(qū)。

34、A區(qū)域（煤臂支撐影響區(qū)）：一般在回采工作面前方3040m處就開(kāi)始變形。其特點(diǎn)是水平移動(dòng)較為劇烈，但垂直移動(dòng)甚微。甚至出現(xiàn)負(fù)位移。B區(qū)域（離層區(qū)）：回采工作推過(guò)鉆孔48m后，垂直位移急劇增加，各層位移越向上越緩慢，形成離層，易發(fā)生頂板事故。C區(qū)域（重新壓實(shí)區(qū)）：已斷裂的巖層重新受到已冒落矸石支撐時(shí)，鄰近煤層巖層的運(yùn)動(dòng)速度要緩于其上覆巖層，各巖層又進(jìn)入互相壓合的過(guò)程。11、控制巖層移動(dòng)的技術(shù)（p191）：巖層移動(dòng)控制技術(shù)可分為三類(lèi)：一、留煤柱控制巖層移1、部分開(kāi)采。部分開(kāi)采包括：條帶開(kāi)采和房柱式開(kāi)采條帶開(kāi)采：是沿煤層的走向或傾向，將開(kāi)采區(qū)劃分為若干個(gè)寬度相等或不相等的條帶，開(kāi)采一條，保留一條，利用

35、留下的條帶煤柱支撐頂板，以減小地表沉陷的目的。條帶開(kāi)采可劃分為走向條帶開(kāi)采和傾向條帶開(kāi)采。2、留設(shè)保護(hù)煤柱。二、充填法控制巖層移動(dòng)1、采空區(qū)充填。充填開(kāi)采就是用充填材料來(lái)充填己采空間，這相當(dāng)于減小了煤層開(kāi)采厚度，從而減少采空區(qū)上覆巖層的變形與破壞。2、覆巖離層區(qū)充填。覆巖離層區(qū)充填減沉的基本原理是利用巖移過(guò)程中覆巖內(nèi)形成的離層空洞，從鉆孔向離層空洞充填外來(lái)材料來(lái)支撐覆巖，從而減緩覆巖移動(dòng)往地表的傳播。三、調(diào)整開(kāi)采工藝及參數(shù)控制巖層，如限厚開(kāi)采、協(xié)調(diào)開(kāi)采、上行開(kāi)采等。12、研究關(guān)鍵層的意義（p186）：實(shí)驗(yàn)證明，巖層移動(dòng)由下向上成組運(yùn)動(dòng)，巖層移動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程受控于覆巖關(guān)鍵層的破斷運(yùn)動(dòng)；關(guān)鍵層理論進(jìn)

36、一步表明覆巖層關(guān)鍵層不僅對(duì)地表動(dòng)態(tài)下沉過(guò)程起控制作用還對(duì)地表移動(dòng)曲線(xiàn)特性產(chǎn)生影響，地表下沉是關(guān)鍵層與覆土耦合作用的結(jié)果；關(guān)鍵層的變形破斷及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與軟巖層間為相互耦合作用關(guān)系；為煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)提供了新的理論平臺(tái)。13、支掩式掩護(hù)支架的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：縮短了控頂距，減少了托梁與頂板之間反復(fù)支撐的次數(shù)，提高了支架對(duì)機(jī)道上方頂板的支撐力；在頂板局部冒頂情況下，可以考慮不勾頂;支架的結(jié)構(gòu)可以承受一定的水平推力，因而可以實(shí)現(xiàn)承載前移；擋矸性能良好，采空區(qū)矸石不能涌入回采工作面空間。缺點(diǎn)：支架空間小、通風(fēng)斷面小、行人不方便，除此之外由于增加了掩護(hù)梁，支架重量有所增加。14、支架工作阻力與頂

37、板下沉量的關(guān)系（P-AL曲線(xiàn)）（p151）：頂板條件不同，曲線(xiàn)斜率不同，但都為近似雙曲線(xiàn)關(guān)系。支架的工作阻力與頂板下沉量的關(guān)系在一定程度上反映了支架與圍巖的相互關(guān)系。在一定工作阻力以上，支架工作阻力增加對(duì)頂板下沉量影響較低，但低于此值則影響極大。采場(chǎng)支架的工作阻力并不能改變上覆巖層的總體活動(dòng)規(guī)律。事實(shí)上只能在工作阻力偏低的情況下，提高工作阻力才有可能對(duì)頂板下沉有顯著的影響。并未給出頂板下沉量與頂板完整情況的關(guān)系，事實(shí)上，各類(lèi)巖層的允許下沉量也是不一樣的。15、簡(jiǎn)述回采工作面周?chē)С袎毫Ψ植家?guī)律（pl98）：煤層開(kāi)采過(guò)程破壞了原巖應(yīng)力場(chǎng)的平衡狀態(tài)，引起應(yīng)力重新分布。對(duì)于受到采動(dòng)影響的巷道，它的維護(hù)狀況除了受巷道所處位置的自然因素影響以外，主要取決于采動(dòng)影響。煤層開(kāi)采以后，采空區(qū)亡部巖層重量將向來(lái)空區(qū)周?chē)碌闹С悬c(diǎn)轉(zhuǎn)移，從而在采空區(qū)四周形成文承壓力帶。工作面前方形成超前支承壓力，它隨著工作面推進(jìn)而向前移動(dòng)，稱(chēng)為移動(dòng)性支承壓力或臨時(shí)支承壓力。工作面沿傾斜和仰斜方向及開(kāi)切眼一側(cè)煤體上形成的支承壓力，在工作面采過(guò)一段時(shí)間后，不再發(fā)生明顯變化，稱(chēng)為固定支承壓力或殘余支承壓力。