采矿习题及其答案.doc
1、什么是岩石的流变、松驰、弹性后效？
【答题要点】：（1）岩石的流变性是指岩石的应力-应变随时间流逝而变化的性质；（2）松弛：即在应变不变的条件下，随着时间的延长，应力降低的现象；（3）弹性后效：即加（卸）载后经过一段时间应变才增加（或减少）到应有值的现象。
2、什么叫支承压力?它和矿山压力有何不同？
【答题要点】：（1）在工程体形成后，其周围岩体内的应力重新分布，一般将工程体两侧经应力重新分布以后，其切向应力增高的部分称为支承压力；（2）矿山压力是指在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中的支护物上所引起的力；（3）支承压力是矿山压力的一个重要组成部分和主要研究对象，但它不是矿山压力的全部内容，矿山压力除支承压力以外，还包括巷道及回采工作面周围岩体对支架产生的力，围岩中的水平应力等等。
3、简述煤层倾角变化对回采工作面矿山压力显现的影响。
【答题要点】：（1）随着煤层倾角增加，顶板下沉量将逐渐变小；（2）由于煤层倾角增加，采空区顶板冒落矸石不能在原地停留，垮落不均或沿底板滑移，上部冒落，下部充填较满，支架受力不均；（3）在同样的生产条件下，俯斜开采时，上覆岩层顶板更容易形成结构。
4、回采工作面支柱的工作特性有哪几种?
【答题要点】：（1）急增阻式；（2）微增阻式；（3）恒阻式。
5、简述巷道矿压控制方法和途径？
【答题要点】：（1）在控制方法上，有巷道保护、巷道支护、巷道修护三种方式；（2）分析目前所采用的各种矿压控制方法，从其对付矿压的原理来看，不外乎抗压、让压、躲压、移压四种控制途径。
6、按锚固方式锚杆最基本的分类是什么？
【答题要点】：（1）机械锚固式包括胀壳式锚杆、倒楔式锚杆、楔缝式锚杆；（2）粘结锚固式包括树脂锚杆、快硬水泥卷锚杆、水泥砂浆锚杆；（3）摩擦锚固式包括缝管式锚杆、水胀式管状锚杆等。
7、简述“绿色开采技术”的主要内容。
【答题要点】：（1）保水开采；（2）煤与煤层气共采；（3）条带与充填开采、离层注浆减沉；（4）煤巷支护部分矸石井下处理；（5）煤炭地下气化。
8、什么是煤矿动压现象，根据动压现象的一般成因和机理不同，它有几种形式？
【答题要点】：（1）煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应。这些现象统称为煤矿动压现象；（2）根据动压现象的一般成因和机理，可把它归纳为三种形式，即冲击矿压、顶板大面积来压和煤与瓦斯突出。
9、典型岩石应力－应变全过程曲线一般分哪六个阶段？
【答题要点】：（1）微裂隙及孔隙闭合阶段；（2）可恢复弹性变形阶段；（3）部分弹性变形至微裂隙扩展阶段；（4）非稳定裂隙扩展至岩石结构破坏阶段；（5）微裂隙聚结与扩展阶段；（6）沿破断面滑移阶段。
10、原岩应力主要由哪几部分组成？
【答题要点】：（1）自重应力；（2）构造应力组成。
11、如何理解矿山压力和矿山压力显现的关系？
【答题要点】：（1）矿山压力和矿山压力显现是两个不同的概念，两者具有因果关系；（2）
后者是由前者引起的，没有前者就没有后者；（3）有些矿山压力显现的大小直接由矿山压力引起，而有的矿山压力显现虽然也是由矿山压力引起的，但它们还要受其他因素的影响。（4）然而，矿山压力大，矿山压力显现不一定强烈；矿山压力显现强烈的部位不一定是矿山压力高峰的位置。
12、单体工作面的支护设计主要包括哪些内容？
【答题要点】：（1）顶板载荷的确定；（2）支护密度的确定；（3）顶梁长度的确定；（4）支柱和顶梁的搭配位置；（5）控顶方式和控顶距的确定；（6）支柱的选型；（7）特殊支护的采取。
13、到相邻区段回采影响的工作面回风巷为例，围岩变形要经历哪几个阶段？
【答题要点】：（1）巷道掘进影响阶段；（2）掘进影响稳定阶段；（3）采动影响阶段；（4）采动影响稳定阶段；（5）二次采动影响阶段。
14、简述软岩巷道变形力学机制？
【答题要点】：（1）物化膨胀类型（也称低强度软岩）、（2）应力扩容类型和（3）结构变形类型。
15、预防巷道交叉口处冒顶的措施是什么？
【答题要点】：（1）开岔口应避开原来巷道冒顶的范围；（2）必须在开口抬棚支设稳定后再拆除原巷道棚腿，不得过早拆除，切忌先拆棚腿后支抬棚；（3）注意选用抬棚材料的质量与规格，保证抬棚有足够的强度；（4）当开口处围岩尖角被压坏时，应及时采取加强抬棚稳定性的措施。
16、论述采场上覆岩层控制技术。
【答题要点】：（1）留煤柱控制岩层移动：部分开采（条带开采和房柱式开采）、留设保护煤柱；（2）充填法控制岩层移动：采空区充填（水力充填、干式充填、胶结充填）、覆岩离层区充填；（3）调整开采工艺及参数控制岩层移动：限厚开采、协调开采、上行开采等。
17、简述双向等压应力场内的圆形孔周围应力分布特点。
【答题要点】：（1）在双向等压应力场中，圆孔周边均处于压缩应力状态；（2）双向等压应力场中孔周边的应力最大，其应力集中系数为2，且与孔径的大小无关，而其它各点的应力大小与孔径有关；（3）在双向等压应力场中，圆孔周围任一点的切向应力和径向应力之和为常数，且等于2σ1；（4）若以超过原岩应力值的5%作为影响半径的边界，则σ
t 的影响半径为1
20r
R
i
。
18、采场上覆岩层活动规律主要有哪几种假说？
【答题要点】：（1）压力拱假说；（2）悬臂梁假说；（3）预成裂隙假说；（4）铰接岩块假说；（5）“砌体梁”理论。
19、简述周期来压的表现形式。
【答题要点】：（1）顶板下沉速度急剧增加，顶板下沉量变大；（2）支柱所受的载荷普遍增加；（3）可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象；（4）如支柱参数选择不合适或者单体支柱稳定性较差，可能导致局部冒顶、甚至顶板沿工作面切落等事故。
20、简述采场支架与围岩关系特点？
【答题要点】：（1）支架与围岩时相互作用的一对力；（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；（3）支架结构及尺寸对顶板压力的影响。
21、使采区巷道处于低压区的措施有哪些？
【答题要点】：（1）将巷道布置在煤体边缘低压区内：沿空掘巷、沿空留巷；（2）将巷道布置在煤体下方低压区内；（3）在采空区内形成巷道。
22、冲击矿压按冲击显现强度是如何分类的？
【答题要点】：（1）弹射；（2）矿震；（3）弱冲击；（4）强冲击。
23、简述加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系。
【答题要点】：（1）加快工作面的推进速度只是缩短了落煤与放顶两个主要生产过程的时间间隔，从理论上说，其结果肯定能减小顶板下沉量，但同时必然使顶板下沉速度加剧；（2）只有在原先的工作面推进速度比较缓慢的条件下，加快工作面推进速度，才会对工作面顶板状态有所改善；（3）总之，当工作面推进速度提高到一定程度后，顶板下沉量的变化将逐渐减小，故从根本上来说是不能甩掉顶板压力的。
24、根据围岩压力的成因，围岩压力分为哪几种类型？
【答题要点】：（1）松动围岩压力；（2）变形围岩压力；（3）膨胀围岩压力；（4）冲击和撞击围岩压力。
25、什么是巷旁支护？其作用有哪些？
【答题要点】：（1）巷旁支护专指在沿空留巷过程中，在巷道断面与采空区交界位置处所架设的一些特殊类型的支架或人工构筑物，其主要作用是（2）分担和减轻巷道内原有基本支架所受的载荷，抑制巷道与采空区交界处的顶板下沉，以避免巷内支架严重变形和破坏。（3）同时，有些类型的巷旁支护还能起到切顶、挡矸、承受采空区顶板二次冒落时的动载荷，（4）隔离和密闭采空区，以防止漏风、采空区出水和涌出有害气体的作用。
26、对煤的冲击倾向性评价，主要采用哪几项指标？
【答题要点】：（1）煤的冲击能量指数K E、（2）弹性能量指数W ET和（3）动态破坏时间
D t。
27、地下工程体开挖形成后，根据对围岩影响程度的不同，可将围岩分哪四个区?
【答题要点】：（1）破裂区、（2）塑性区、（3）弹性区、（4）原岩应力区。
28、常用的采空区处理方法有哪几种？
【答题要点】：（1）煤柱支撑法（又称刀柱法）、（2）缓慢下沉法、（3）充填法、（4）全部垮落法。
29、回采工作面矿山压力显现主要受哪些因素影响？
【答题要点】：（1）顶板围岩性质、（2）采空区处理方法、（3）煤层的赋存状态（4）采高与控顶距、（5）工作面推进速度、（6）开采深度、（7）煤层倾角。
30、在考虑巷道稳定性影响因素的基础上，巷道围岩控制应遵循的基本原则是什么？【答题要点】：（1）时间原则；（2）充分利用围岩自承能力原则；（3）“支护-围岩”一体化原则；（4）设计、施工、监测一体化原则。
31、简述巷道卸压方法的实质？
【答题要点】：（1）通过人为措施使巷道围岩在不同程度上受到某种形式的扰动或破坏，（2）结果使本来作用在巷道上方或其附近的载荷，被迫转移到离巷道较远的新支承区。
32、采场上覆岩层中的关键层有哪些特征？
【答题要点】：（1）几何特征：相对其它同类岩层，单层厚度较厚；（2）岩性特征：相对其它岩层较为坚硬，即弹性模量较大，强度较高；（3）变形特征：关键层下沉变形时，其上覆盖全部或局部岩层的下沉量同步协调；（4）破断特征：关键层的破断将导致全部或局部上覆岩层的同步破断，引起较大范围内的岩层移动；（5）承载特征：关键层破断
前，以“板”（或简化为“梁”）的结构形式作为全部岩层或局部岩层的承载主体，破断后则称为砌体梁结构，继续成为承载主体。
33、什么是冲击矿压的机理？目前对冲击矿压机理的认识主要有哪几种理论？
【答题要点】：（1）冲击矿压发生的物理过程，主要是说明煤、岩介质变形破坏的力学过程，称为冲击矿压的机理；（2）目前对冲击矿压机理的认识可主要概括为：强度理论，能量理论、冲击倾向理论以及失稳理论。
34、简述构造应力分布的基本特点？
【答题要点】：（1）一般情况下地壳运动以水平运动为主，因此构造应力也主要是水平应力。而且，地壳运动总的来说是以挤压运动为主，所以水平应力以压应力占绝对优势；（2）构造应力分布很不均匀，在地质构造变化比较剧烈的地区，最大主应力的大小和方向往往有很大变化；（3）岩体中的构造应力具有明显的方向性；（4）根据测定，岩体中的构造应力普遍存在以下规律：z H H σσσ>>min max （5）构造应力在坚硬的岩层中一般比较普遍。
35、简述采场上覆岩层所形成结构的失稳形式？
【答题要点】：（1）结构的变形失稳；（2）结构的滑落失稳。
36、衡量矿山压力显现程度的主要指标有哪些？
【答题要点】：（1）顶板下沉量；（2）顶板下沉速度；（3）支柱变形于折损；（4）顶板破碎情况；（5）局部冒顶；（6）工作面顶板沿煤壁切落；（7）其他：煤壁片帮，支柱插入底板，底鼓。
37、什么是支架的初撑力，支架的初撑力大小对顶板管理有何影响？
【答题要点】：（1）支架支设时将活柱升起托住顶梁，利用升柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个主动力，这个最初形成的主动力称为支柱的初撑力。对于液压支柱，即是泵压所形成的支柱对顶板的撑力。（2）提高支架初撑力可以减少顶板离层，增强顶板自身强度，增加顶板的稳定性；（3）提高支架对机道顶板的支撑力，减少工作面顶板端面破碎度及煤壁片帮；（4）压实顶梁上及底座下浮矸，提高支撑系统刚度；（5）充分利用支架额定支撑能力，减少顶底板相对移近量。
38、对软岩巷道实施有效支护，必须注重哪些关键技术？
【答题要点】：（1） 正确确定软岩变形力学机制的复合型式；（2）有效地将复合型变形力学机制转化为单一型；（3）合理地运用复合型变形力学机制的转化技术。
39、简述预防放顶线附近局部冒顶的主要措施。
【答题要点】：（1）加强地质及观察工作，记载大岩块的位置及尺寸；（2在大岩块范围内用木垛等加强支护；（3）当大岩块沿工作面推进方向的长度超过一次放顶步距时，在大岩块的范围内要延长控顶距；（4）如果工作面用的是单体支柱，在大岩块范围内要用木支架替换金属支架；（5）待大岩块全部都处在放顶线以外的采空区时，再用绞车回收木支架。
40、论述巷道锚杆支护理论？
【答题要点】：（1）悬吊理论；（2）组合梁理论；（3）组合拱（压缩拱）理论；（4）最大水平应力理论；（5）围岩强度强化理论。