矿山压力及其控制试题答案

矿山压力及其控制

一、填空：

1.影响碎胀系数的重要因素是破碎后块度大小及其排列状态。

2.根据回采工作面前后的应力分布情况，可将工作面前后划分为增加区、减压区、稳压区。

3.老顶的初次来压步距与老顶岩层的力学性质、厚度、破断岩块之间互相咬合的条件有关，同时也与地质构造有关。

4.采空区处理的方法有：煤柱支撑法、缓慢下沉法、采空区充填法、全部跨落法。

5.当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。如果采空区尺寸尺寸小于临界开采尺寸，称为非充分采动。

6.根据原岩（煤）体应力状态不同，冲击矿压可分为三类：重力型、构造应力中间型、重力-构造型。

7.液压支架目前普遍将其分为三种类型：支撑式，掩护式，支撑掩护式。

8. 老顶的极限跨距：（1）回采空间周围均未采动固定梁计算为：L=h√2Rt/q；（2）回采空间周围均已采空或用刀柱法管理顶板简支梁计算为：L=2h√Rt/3q。

二、名词解释：

岩层移动角;地表下沉边界（常以10mm点划定）和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角.

矿山压力:由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力. 初撑力:支架支设时，将活柱升起，托住顶梁，利用生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.

工作阻力:支柱受顶板压力作用而反应出来的力分为始动阻力、初工作阻力、最大工作阻力. 关键层:对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层.

三、简答

1. 什么是老顶的周期来压和周期来压步距？其表现形式有哪些？答：周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。老顶的周期来压步距是两次来压期间工作面推进距离（周期来压步距=1/

2.45初次来压步距）。变现形式：顶板下沉速度急剧增加、顶板下沉量变大；支柱所受的载荷普遍增加；有时还可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。

2. 回采工作面顶板的初次垮落和顶板的初次来压有何区别？答：一.直接顶的初次跨落：回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大当达到其极限跨距时开始垮落。直接顶第一次大面积垮落称为直接顶初次跨落。老顶的初次来压：回采工作面从开切开始采煤，采空区范围逐渐增大，当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳（变形失稳），有时可能伴随滑落失稳（顶板的台阶下沉），从而导致工作面顶板的急剧下沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象称为老顶的初次来压。

二.区别：①初次垮落发生于直接顶，初次来压发生于老顶。直接顶第一次垮落高度超过1～

1.5 m，范围超过全工作面长度的一半。②初次垮落前会发生离层，初次来压前会发生片帮。初次来压较初次跨落对工作面影响较大。③直接顶初次跨落步距与直接顶岩层强度、分层厚度、直接顶内节理裂隙发育程度有关，老顶初次来压步距与老顶岩层力学性质、厚度、破断岩块间互相咬合条件有关。

3. 试述综放开采工作面支承压力分布特点。答：放顶煤开采与单一煤层开采具有类似规律，即工作面前方的支承压力（切向应力σt）分为减压区A、增压区B、稳压区C。若按岩体性质可分为弹性区E、塑性区D（极限平衡区）。同时径向应力（垂直于工作面方向的应力σr）自煤壁向远方逐渐升高。放顶煤开采的支承压力分布范围大，峰值点前移，但支承压力集中系数没有明显变化。①煤层愈软支承压力分布范围愈大，峰值点距煤壁愈远。一般来说对于软煤层峰值点位15~25m，分布范围40~50m；对于硬煤层峰值点5~8m，分布范围20~30m。②煤层愈厚支承压力范围愈大，峰值点距煤壁愈远。放顶煤工作面支承压力峰值点前移的原因是由于顶煤强度较低引起的。③如果顶煤中存在一层较厚的强度较大夹矸层，夹矸层除了影响到顶煤冒落形态外还会影响到支承压力分布，使其显现出较硬煤层的支承压力分布特征。

四、计算

1 有一煤层顶板为厚层坚硬砂岩，岩层厚度15米，岩石的抗拉强度极限8Mpa，，岩石间的摩擦角42度，作用在岩层上的载荷集度1MPa，，当岩层断裂时，能否取得自身平衡？如果不能平衡支架应具有多大的支撑力才不致摧垮工作面？

解：极限垮距L=h√2R t/q=15√2*8/1=60m

断裂后岩块间剪力R=?ql=?*1*60=30MN 水平推力T=ql2/8h=103*602/8*15=30MN 摩擦力F=T*tanφ=30*103tan42°=27012KN 故支撑力至少在P=R-F=30000-27012=2988KN

五、论述

什么是沿空留巷，沿空留巷从开掘到废弃的整个过程中围岩的变形经历了哪些阶段，及各阶段变化的原因是什么。

答：沿空留巷是在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，供下区段工作面回采时作为回风平巷。其目的是使一条巷道可以得到两次利用，故这种方式也称“巷道二次利用”“一巷两用”“单巷开采系统”。

如图所示，巷道从开始掘进，到本区段采煤工作面采动影响，以后又受第二个区段采煤工作面二次采动影响后完全废弃，矿压显现要经历5个阶段，或相应地分为5个不同的矿压显现带。Ⅰ－巷道掘进阶段Ⅱ－无采掘影响阶段Ⅲ－采动影响阶段Ⅳ－采动影响稳定阶段V－二次采动影响阶段

1．巷道掘进阶段(Ⅰ)掘进平巷仅对小范围岩体造成扰动，围岩的变形和移动主要原因是煤岩体原始平衡遭到破坏所致，一般情况下矿压显现并不剧烈。这一阶段影响时间一般为几天至十几天，最长1—2个月。

2．无采掘影响阶段(Ⅱ)应力不变，变形主要原因是随时间发展的围岩流变，量极小，巷道基本处于稳定状态。

3．采动影响阶段(Ⅲ)采动影响原因是由于回采工作引起的围岩压力再次重新分布造成的。由于采空面积大，导致岩层运动规模大，故这一阶段矿压显现也最剧烈。采动影响的全过程由工作面前方开始。根据围岩性质、采深、煤层厚度等因素不同，其超前距离由10—20m 至40-50m不等，到工作面附近，采动影响已相当剧烈。其峰值区多数情况是位于工作面后方5-20m范围内。该处顶底板移近速度很大，巷道断面急剧缩小，支架变形折损常很严重，是巷道维护最困难地段。在巷道经受剧烈变形后，随工作面逐渐远离，移近速度逐渐减小，通常至工作面后方40-60m处，采动影响明显变小，进入采动影响稳定阶段。

工作面前方采动影响带内巷道围岩的变形、移动和破坏，主要是由工作面前方支承压力和沿倾斜侧向支承压力的叠加作用引起的，而工作面后方采动影响带内巷道围岩的强烈变形、移动和破坏是由巷道上方和采空区一侧顶板弯曲下沉和显著运动所引起的，两者在矿压显现剧烈程度上通常有明显差别。

4．采动影响稳定阶段(Ⅳ)原因是巷道围岩经受一次采动后，重新进入相对稳定的阶段，故其围岩移动基本特征与无采掘影响阶段类似，但该阶段中的围岩平均移近速度一般要比无采掘影响阶段稍大一些。进入采动影响稳定阶段的距离，有时从工作面后方50—60 m处即开始，但多数情况是在100～120m以远(3～4个月)。

5．二次采动影响阶段(V)处于采动影响稳定阶段的巷道，在下区段回采时，原因是开采面积进一步扩大，重新引起顶板岩层变形、运动和失稳，将再次受到采动影响。二次采动影响的时间和空间规律与一次采动影响类似，但由于这种情况下巷道受到下区段工作面超前支承压力和巷道煤体一侧残余支承压力的叠加作用，二次采动影响的剧烈程度和影响范围都会比一次采动影响稍大。

矿压概念

2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，称为矿山压力显现。

3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法均叫做矿山压力控制。

4、原岩应力：未受开采影响的岩体内，由于岩体自重和构造运动等原因引起的应力。

5、弹性变形能：岩体受外力作用而产生弹性变形时，在岩体内部所储存的能量。

6、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。

7、构造应力及其特点：构造应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力，可分为现代构造应力和地质构造残余应力。构造应力以水平力为主，具有明显区域性和方向性，其特点为①一般情况下地壳运动以水平力为主，构造应力主要是水平应力，而且地壳总的运动趋势是相互挤压，所以水平应力以压应力占绝对优势；②构造应力分布不均匀，在地质构造变化比较剧烈的地区最大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，最大和最小水平应力值相差较大；④构造应力在坚硬岩层中出现比较普遍，软岩中很少。

8、圆孔在双向等压应力场中周围应力分布的基本规律：①在双向等压应力场中，圆孔周边全处于压缩应力状态；②应力大小与弹性常数E、μ无关；③6t、6r的分布和角度无关，皆为主应力，即切向和径向平面均为主平面；④双向等压应力场中孔周边的切身应力为最大应力，与孔径大小无关，6t=2rH超过周边围岩的弹性极限时，围岩进入塑性状态；⑤其他各点的应力大小则与孔径有关；⑥在双向等压应力场中圆孔周围任意点的切向应力与径向应力和为常数。

11、充分采动：当采空区尺寸相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时采动称为最大采动。

12、冒落带：破断后的岩块呈不规则垮落，排列也不整齐，松散系数比较大，一般可达1.3－1.5,但经重新压实后，碎胀系数可降到1.03左右，，此区域与所开采的煤层相连，很多情况下是由于直接顶岩层冒落后开成的。

13、碎胀系数：岩层破坏后，杂乱堆积，岩体和总体力学特性类似于散体，由于岩层碎后体积将产生膨胀。

14、采场上覆岩层活动规律假说的内容及其特点：①压力拱假说，此假说是认为在回采工作空间上方，由于岩层自然平衡结果而形成的一个“压力拱”。拱的一个支点在工作面前方煤体内形成前脚拱，另一个支点在采空区垮落的矸石上形成后脚拱，随工作面的推进，前后拱也将向前移动。优点是对回采工作面前后的支承压力及工作空间处于减压范围做出了解释。缺点为主种假说简单不能从数量上解释矿压问题，对松软破碎顶板还适用，对坚硬顶板有一定的参考价值。②悬臂梁假说，认为工作面和采空区上方顶板可视为梁，其优点是可解释工作面近煤壁处顶板下沉量支架载荷小，支承压力及工作面出现周期来压的现象。缺点是由于未查明开采后上覆岩层活动规律，利用悬臂梁计算顶板下沉量的支架载荷与实测数据相差较远。③铰接岩块假说，认为工作面上方岩层破坏可分为垮落带和其上的规则移动带，工作面支架两种不不同工作状态，给定载荷状态和给定变形状态。些假说优点是正确阐明了工作面上覆岩层的分布情况及其内部力学关系可能开成的结构。缺点是未能对铰接岩块间的平衡条件做做进一步探讨。④预成裂隙假说，些假认为在回采工作面周围存在着应力降低区、应力增高区、采动影响区，这三个区随工作面的推进，同时也向前移动，同时还认为支架应有足够的支撑力和工作阻力，应及时地支撑住顶板岩层，使各层岩层之间保持紧密状态阻止相对滑移，张裂与离层。

15、三区三带的特点：三区，①煤壁支撑影响区：水平移动较为剧烈，垂直位移甚微。②离层区：回采工作面推过钻孔4－8米后，垂直位移急剧增加，但各位移速度不尽相同，其特点是越往上越缓慢。③重新压实区：邻近煤层岩层的运动速度要缓于上覆岩层，各岩层进入了相互压合过程。三带，①垮落带：破断后的岩块呈不规则垮落，排列极不整齐，松散系数比较大，一般可达1.3－1.5,重新压实后可降到1.03左右。②裂隙带：岩层破碎后岩块仍然排列整齐，碎胀系数较小。③弯曲带：自裂隙带顶至地表的所所岩层称为弯曲带，其特点是岩层在移动过程中具有连续和整体性，在垂直剖面上下各部分下沉差值很小，若有厚硬的关键层，则可能出现离层现象。

16、老顶初次断裂后砌体梁失稳形式：滑落失稳、变形失稳。

17、初次来压步距：由于切眼到初次来压时工作面推进的距离。

18、初次来压的特点：①工作面顶板急剧发生下沉；②工作面直接顶破碎甚至产生台阶状下沉；③煤壁内支承压力增大，煤帮变形与塌落；④老顶初次来压较突然，工作面易出现事故；⑤顶板出现断裂裂声，并有顶板掉渣现象，顶板产生裂隙。

19、影响采场矿山压力显现的主要因素：①采高与控顶距；②工作面推进速度；③开采深度；④煤层倾角；⑤分层开采。6、放顶煤开采矿压显现

22、支柱的工作特性分为：急增阻式、微增阻式、恒阻式。

23、支掩式掩护支架的优缺点：优点：①缩短了控顶距，减少了托梁与顶板之间反复支撑的次数，提高了支架对机道上方顶板的支撑力；②在顶板局部冒顶情况下，可以考虑不勾顶；

③支架的结构可以承受一定的水平推力，因而可以实现承载前移；③挡矸性能良好，采空区矸石不能涌入回采工作面空间。缺点：支架空间小、通风断面小、行人不方便，除此之外由于增加了掩护梁，支架重量有所增加。

24、支架与围岩相互作用的特点：①支架与围岩是相互作用的一对力，应相互适应，大小相等，且尽可能作用在一条直线上；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。

25、支架工作阻力与顶板下沉量的关系(P-L曲线)：①支架的工作阻力与顶板下沉量的关系在一定程度上反映了支架与围岩的相互关系。②在一定工作阻力以上，支架工作阻力增加对顶板下沉量影响较低，但低于此值则影响极大。③采场支架的工作阻力并不能改变上覆岩层的总体活动规律。④事实上只能在工作阻力偏低的情况下，提高工作阻力才有可能对顶板下沉有显著的影响。

26、支护强度：支架对单位面积顶板提供的工作阻力称为支护强度。

27、研究关键层的意义：①实验证明，岩层移动由下向上成组运动，岩层移动的动态过程受控于覆岩关键层的破断运动；②关键层理论进一步表明覆岩层关键层不仅对地表动态下沉过程起控制作用还对地表移动曲线特性产生影响，地表下沉是关键层与覆土耦合作用的结果；③关键层的变形破断及其运动规律，在运动过程中与软岩层间为相互耦合作用关系；④为煤矿绿色开采技术提供了新的理论平台。

29、松动圈概念：是指由于巷道开挖，使得巷道周边应力由三向受力状态转变为两向受力状态，岩石强度遭到破坏，但随着向岩体深部发展，岩石强度逐渐恢复直至新的三向应力平衡形成，岩体在此范围内形成破裂带，称此破裂带为岩石松动圈。

30、回采工作面周围支承压力分布分类：超前支承压力、残余支承压力、采空区支承压力。

32、沿空留巷的顶板下沉规律：①采面前20－40米处煤层上覆岩层开始运动，但下沉速度很小，为岩层起始沉降期。②煤层开采后，垮落带岩层冒落，规则移动带岩层及上覆岩层急剧沉降，在工作面后方10－20米处，上沉速度最大。③在工作面后方约60米以为，规则移动带及上覆岩层沉降速度逐渐衰减，在工作面后100米左右岩层运动基本稳定。④如果直接顶板冒落能够填满采空区，使老顶处于平衡状态，采动期间沿空留巷的顶板下沉量与煤层采厚成正比关系，一般采高的10%－20%基本上属于“给定变形”，治空巷道的顶板往往明显地向采空区倾斜，倾角一般为30－60.

33、巷道支架支护有理：①巷道开掘后，巷道空间上方岩层的重量由巷道支架与巷道周围岩体共同承担。②巷道支架与围岩组成一个共同的承载体系。③从总的规律看，巷道上覆岩体的重量由巷道支架承担的仅占1%－2%，其余的完全由巷道周围岩体承受。④研究表明，巷道支架的工作特征与一般地面工程结构有着根本性区别，支架受载的大小取决于本身为学特性，而且与支护对象围岩本身的力学性质和结构有密切关系，也就是支架－围岩的相互作用。

34、支架－围岩相互作用的基本状态：①当巷道顶板岩石与上覆岩层离层或脱落时，支架仅受到离层和脱落岩石自重压力作用，支架这时处于给定载状态。②只有当上覆岩层下沉过程中受到采空区已冒落矸石或充填物阻挡时，支架的收缩变形才停止，这时支架处于给定变形状态。

35、支架－围岩相互作用原理：①支架支护作用，支架的工作阻力，尤其是初撑力在一定程度上能有效地抑制直接顶板离层，控制围岩塑性区的再发展和围岩的持续变形，保持围岩稳定。②围岩的自承能力，地下工程中围岩不仅是施载体，在一定条件下还是一种天然承载构件，上覆岩层的绝大部分重量完全是由自身承担的，因此合理的支架－围岩相互作用关系是充分利用围岩的这种天然自承力和承载力。

1.伪顶-位于煤层之上，薄而软弱的岩层。

直接顶-位于煤层或伪顶之上一层或几层性质相近的岩层。

老顶-位于直接顶或煤层之上厚而坚硬的岩层（基本顶）。

完全沿空掘巷--上区段采动影响稳后紧贴上区段废弃的巷道，在煤层边缘的媒体内重新掘进一条巷道。

端面破碎度-- 支架前梁端部到煤壁间顶板破碎程度。（端面破碎面积与梁端无支护面积之比）

冲击地压---在高地应力条件下地下采掘过程中，硬脆性围岩因开挖卸荷，使巷道或回采工作面周边煤岩体由原来的三向应力转化为双向应力，使聚集在岩体中的高弹性应变能突然释放，因而使煤岩体被抛向采掘空间、伴随巨大声响、气浪等现象的一种动力失稳地质灾害。2．简述岩石破碎后的碎胀特征及其在控制顶板压力中的作用。岩石破碎用碎胀系数来表示，岩石破碎后体积膨胀，碎胀性系数取决于岩石的破碎程度，排列状态。形成充满采空区所需直接顶厚度，越大，充满采空区直接顶的厚度就越小。

3．叙述回采工作面上覆岩层移动规律。

（1）、岩层移动主要是研究开采后引起的地表变形破坏规律。

（2）、煤层开采后形成采空区大多数为长方形，老顶岩层的破坏因长方形的角效应影响而呈椭圆形且比采空区面积要大。

（3）、开采水平或近水平煤层时，移动盆地位于采空区正上方，而且盆地中心对应着采空区中心，中心点是垂直下落的。

（4）、开采倾斜煤层时，最大下沉点发生在与煤层成垂直的采空区中心线上，移动方向是沿法线方向进行的。

（5）、开采面积不够大，盆地呈尖底“碗状”，说明地表没有得到充分采动。随着开采宽度增加，地表下沉将继续燃加。采空区面积相当大时，盆地形成平底“盆状”。盆地内最大下沉处不是一条线而是一个面。当采空区宽度导致地表最大下沉处由线变为面的临界值称为开采的临界宽度。

5．评价矿山压力显现程度的指标有哪些？怎样预测预报老顶的来压。指标：1、顶板下沉S （mm）2、顶板下沉速度V（mm/h）3、支柱变形与折损4、顶板破碎度5、局部冒顶6、大面积冒顶7、煤壁片帮8、底臌9、支柱插入底板

预测预报：初次来压时矿压显现特点：

1、来压前，顶板压力无明显增大；

2、煤壁内支承压力增高煤壁片帮严重；

3、顶板有板炮声响；

4、顶板下沉速度急剧增加，由1mm/h 到5~20mm/h；

5、支柱载荷急剧增加；

6、顶板出现拉绺现象（直接顶沿煤壁切断）。

8．回采工作面支架与围岩相互作用原理

根据围岩与支架相互作用的关系，支架的设计必须适应围岩条件，支架性能应尽可能设计成恒阻式，在支架受力的过程中应尽可能使其与顶板压力相一致。支架参数中最主要的是确定工作阻力与可压缩量。

对围岩来说，主要是考虑在各种支架反力作用下的顶板状态，由此引出评定围岩完整与否的质量标准问题。

9. 叙述巷道支架与围岩相互作用原理。

(1)支撑力不可能完全限制围岩的位移

（2）支撑力小到一定程度，围岩变形急剧增大，甚至破坏

（3）不同特性支架，支护时间不同，支架承受的载荷不同

（4）合理的支撑力应在支架—围岩的“P-U”曲线的拐点附近

10．叙述影响采区巷道变形与破坏因素自然因素：（1）岩性与构造特征，（2）埋深，（3）煤层倾角，（4）地质构造，（5）水，（6）时间开采技术：（1）受采动影响，（2）巷道保护，（3）巷道断面形状及支架架设时间

13．因采区巷道受采动影响采哪措施可保巷（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

14．巷道的支护方法有哪些，叙述采用锚杆和喷射混凝土支护的作用原理

木支护、金属支架支护、锚杆支护、喷射混泥土支护、联合支护

锚喷支护原理：悬吊作用、组合梁作用、锚杆契固作用、挤压加固拱作用

喷射混泥土支护原理：加固与防风化作用、改善围岩应力状态作用、柔性支护结构作用16．矿山压力常规观测的内容有哪些，简述各项监测项目的观测方法。

综采面：支架阻力、立柱缩量、顶底板移近量、顶底板破碎程度、

单体面：支柱阻力、活柱缩量、顶底板下沉量及速度、超前巷道顶底板移近量及速度17．矿山压力专项观测的内容有哪些，简述各项监测项目的观测方法。

回采工序影响（回柱、放顶；放炮、采煤）、坚硬顶板老顶来压预测预报、底板比压测定、特种支架承载、上覆岩层变形和断裂

18.无煤柱护巷的基本原理是什么?答：由于巷道前方分为卸载区、支承压力区和稳压区，卸载区载荷小，并且为了避免支承压力的作用，对巷道进行无煤柱护巷，就是把巷道布置在卸载区，这样顶板对巷道的压力小，支护也比较容易，主要无煤柱护巷的形式是沿空掘巷和沿空留巷两种。

Make by：kudamono

Time at ：2010.12.20

矿井通风基本知识复习课程

矿井通风基本知识

矿井通风基本知识 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 矿内空气是矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下的有毒有害气体、浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下后，化学成分和物理状态会发生一系列的变化，因而矿内空气与地面空气在性质上和成分上均有较大差别。 地面空气进入井下后，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分发生变化。风流在经过采掘面等用风地点之前，气成分变化不大，称为新鲜空气或新风；风流经过采掘工作面等用风地点后，其成分发生较大的变化，称为污浊空气或乏风。 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%

时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。

智慧树知到《矿山压力与岩层控制》章节测试答案

智慧树知到《矿山压力与岩层控制》章节测试答案绪论 1、采矿工程的力学本质是 A:围岩的破坏及其控制问题 B:压力拱假说 C:掩护梁假说 D:铰接岩块假说 答案:围岩的破坏及其控制问题 2、下列不属于矿压引起的事故的是 A:冲击地压 B:冒顶事故 C:透水事故 D:火灾 答案:火灾 3、安全采矿最核心的问题是 A:如何保障采掘空间的安全问题 B:冒顶事故 C:透水事故 D:冲击地压 答案:如何保障采掘空间的安全问题 4、以下属于矿压引起的问题的是 A:巷道冒顶、片帮

B:巷道两帮鼓出 C:巷道顶板移近 D:顶板下沉与支架承载 答案:巷道冒顶、片帮,巷道两帮鼓出,巷道顶板移近,顶板下沉与支架承载5、下列属于有关矿压的理论中属于掩护拱假说的是 A:自然平衡拱假说 B:压力拱假说 C:掩护梁假说 D:铰接岩块假说 答案:自然平衡拱假说,压力拱假说 第一章 1、下列说法错误的是 A:垂直应力都是压应力，且水平应力比垂直应力小得多 B:垂直应力随深度增加呈正比例增加 C:采动前岩层中任何点的垂直平面和水平面上都不存在剪应力分量 D:垂直应力是由水平应力引起的 答案:垂直应力是由水平应力引起的 2、下列不属于矿山压力显现条件的是 A:采动 B:矿山压力作用 C:围岩运动和支架受力 D:基本顶垮落

答案:基本顶垮落 3、下列说法不正确的是 A:矿山压力的存在是可观的、绝对的 B:矿山压力存在于采动空间周围的岩体中 C:矿山压力显现是相对的有条件的 D:矿山压力是显现跟矿山压力没有必然联系 答案:矿山压力是显现跟矿山压力没有必然联系 4、下列说法正确的是 A:围岩的明显运动是有条件的 B:有矿山压力一定有明显的矿山压力显现 C:底板运动压力显现强力的部位一定在应力高峰位置 D:支架明显受力没有条件限制 答案:围岩的明显运动是有条件的 5、下列属于矿山压力的来源的是 A:原始应力场 B:覆盖岩层的重力 C:构造运动的作用力 D:岩体膨胀的作用力 答案:原始应力场,覆盖岩层的重力,构造运动的作用力,岩体膨胀的作用力6、下列说法不正确的是 A:有矿山压力显现一定有矿山压力 B:有矿山压力一定有明显的矿山压力显现

矿山压力与岩层控制复习题及答案

1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，（1） 2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。（1） 3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。（1） 4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。（40） 5、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。(58) 6、老顶：通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。（65） 7、直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。（65） 8、直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落,回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大,当达到其极限垮距时开始垮落。直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。（70） 9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。（98） 10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳(变形失稳)，有时可能伴随滑落失稳(顶板的台阶下沉)，如图4—3所示，从而导致工作面顶板的急剧下

沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称为老顶的初次来压。（99） 11、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。（101） 12、关键层：将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。（174） 13、开采沉陷：煤层开采后，采空区周围原有的应力平衡受到破坏，引起应力的重新分布从而引起岩层的变形、破坏与移动，并由上向下发展至地表引起地表的移动，这一现象称为开采沉陷。（p177） 14、充分采动与非充分采动（177）当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。未达到充分采动的称为非充分采动。． 地表下沉边界和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角:：15、岩层移动角称为岩层移动角。将相邻区段巷道保留下来，沿空留巷：如果通过加强支护或采用其他有效方法，17、）(供本区段工作面回采时使用的巷道，称为沿空保留煤体—无煤柱)巷道。（203：巷道一侧为煤体，另一侧为采空区，如果采空区一侧采动影响已经、沿空掘巷18 ）(煤体—无煤柱)巷道（203稳定后，沿采空区边缘掘进的巷道称为沿空掘进 19、锚固力：为锚杆对围岩的约束力。（242）、软岩：分为地质软岩和工程软岩。（256）20：顶板大面积来压主要是由于坚硬顶板被采空的面积超过一定21、顶板大面积来压的极限值，引起大面积冒落而成的剧烈动压现象。：通常将具有浅埋深，基岩薄，上覆厚松散层赋存特征的煤层称为浅、

矿山压力及控制重庆大学练习题库及答案

1、 进行巷道锚杆支护设计的实用而经济的方法是在围岩（）分类基础上进行巷道锚杆支护设计。 ?A、面积 ?B、岩性 ?C、稳定性 ? 2、支撑掩护式液压支架顶部对顶板的支撑部分长度（）掩护部分长度。 ?A、大于 ?B、小于 ? 3、煤矿中多遇到（）岩石，即造岩矿物的固体颗粒间为刚性连接，破碎后仍可保持一定形状的岩石。?A、固结性 ?B、粘结性 ?C、散粒状 ? 4、当结构面的延展长度在（）范围内时，称为中等结构面。 ?A、10-20m ?B、1-10m ?C、5-10m ? 5、支撑式液压支架顶部对顶板起支撑作用而（）掩护作用。 ?A、有较大的 ?B、有很小的 ? 6、岩石在天然含水状态下的密度称为岩石的（）。

?A、干密度 ?B、湿密度 ?C、天然密度 ? 7、 一般所设计的支撑式支架，顶梁长度在（）m左右。 ?A、1.0-1.5 ?B、 1.5- 2.0 ?C、2.5-3.0 ? 8、单位顶底板移近量所对应的支柱工作阻力增量，称为支护系统（）。?A、 性能 ?B、刚度 ? 9、底板的刚度可通过对反映底板抗压入特性的（）的分析获得。 ?A、底板强度 ?B、底板刚度 ?C、底板密度 ? 10、窄煤柱巷道是指巷道与采空区之间保留（）宽的煤柱。 ?A、3-5 ?B、4-6 ?C、5-8 ?D、6-8

11、按支架结构，可将液压支架分为（）类。 ?A、2 ?B、3 ?C、4 ? 12、 下列不可以直接作为衡量矿山压力显现程度指标的是（）。 ?A、顶板下沉速度 ?B、顶板悬顶面积 ?C、顶板破碎情况 ? 13、工作面支座插入底板的破坏形式不包括（）。 ?A、整体剪切 ?B、局部剪切 ?C、其他剪切 ? 14、在工作面前方支承压力的峰值到煤壁为极限平衡区，向煤体内侧为（）。?A、弹性区 ?B、塑性区 ? 15、岩石破碎后的碎胀系数的重要影响因素不包括（）。 ?A、破碎后块度的大小 ?B、破碎后块度的质量 ?C、破碎后块度的排列状态 ?D、破碎后块度的形状

矿山压力课后答案

矿山压力与控制课后题参考答案 矿山压力：开掘巷道或进行回采工作时，破坏了原来的应力平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布，直至形成新的平衡状态。这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。 矿山压力显现：在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏、塌落，支护物的变形、破坏、折损，以及在掩体中产生的动力现象。这些由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。 矿山压力控制：为使矿山压力显现不致影响采矿工作正常进行和保障安全生产、必须采取各种技术措施吧矿山压力显现控制在一定范围内。对于有利于采矿生产的矿山压力也应当合理利用，所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。 原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应绝对应力或地应力。 支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切应力增高部分称为支撑应力。 老顶：通常吧位于直接顶之上（有时直接位于煤层之上）对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。 直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落。回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大，当达到其极限跨距时开始垮落。直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。 顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。随着工作面推进，顶底板处于不断引进的状态。由于在缓斜及倾斜工作面底板鼓起量比较小，因而常常可以忽略不计，为此顶底板移近量简称为顶底板下沉量。 老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳（变形失稳）。有时可能伴随滑落失稳（顶板的台阶下沉），从而导致工作面顶板的急剧下沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象。即称为老顶的初次来压。 周期来压：随着回采工作面的推进，在老顶初次来压以后，裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定-失稳-稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。由于结构的失稳导致了工作面顶板的来压，这种来压也将随着工作面的推进而呈周期性出现。因此，由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。 关键层：在直接顶上方存在厚度不等、强度不同的多层岩层。其中一层至数层厚硬岩层在采场上覆岩层活动中起主要的控制作用。将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。 沿空留巷：沿空留巷是在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，供下区段工作面回采时作为回风平巷。沿空掘巷：巷道一侧为煤体另一侧为采空区，如果采空区一侧采动影响已经稳定后，沿采空区边缘掘进的巷道称为煤体－无煤柱（沿空掘进）巷道。 锚固力：锚杆对围岩的约束力。（1）根据锚杆对围岩的约束力方式定义锚固力可分为托锚力、粘锚力、切向锚固力；（2）根据锚杆的锚固作用阶段定义锚固力可分为初锚力、工作锚固力、残余锚固力。

煤矿采煤基础知识

采煤基础知识 1、什么叫井田开拓？ 答：在井田范围内，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程叫井田开拓。 2、什么叫煤田？ 答：在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积而形成的大面积含煤地带。 3、煤层厚度的变化对开采技术的影响可分为哪几类？ 答：按煤层厚度可分为极薄煤层（<0.7M）、薄煤层（<1.3M）、中厚煤层（ 1.3 ~3.5M ）、厚煤层（> 3.5M ）、特厚煤层（>8~10M）。 4、煤层倾角的变化对开采技术的影响可分为哪几类？ 答：按煤层倾角可分为：近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层。5、什么叫矿井生产系统？ 答：矿井生产系统是指在煤矿生产过程中为提升、运输、排水、通风、人员安全出入、材料设备的上下升降、矸石排运、供气、供电、供水等而形成的线路和设施的总称。 6、煤矿井下生产系统包括哪几部分？ 答：矿井生产系统分为：运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、供电系统以及空压系统、灌浆系统、瓦斯抽排放系统等。 7、巷道的分类有几种？ 答：按巷道轴线和水平面的关系井下巷道可分为：垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道。 按巷道的服务的对象和范围井下巷道可分为：开拓巷道、准备巷道、回采巷道。 8、什么叫开拓巷道？准备巷道？回采巷道？ 答：开拓巷道：为矿井或阶段服务的巷道。 准备巷道：为采区服务的巷道 回采巷道：为区段服务的巷道 9、什么叫阶段？什么叫开采水平？ 答：阶段―――沿煤层的倾斜方向，按一定的标高将井田划分成的若干长条部分。开采水平―――设置了井底车场和运输大巷的水平叫开采水平 10、什么叫矿井年产量？服务年限？ 答：矿井年产量―――矿井一年内实际产出的煤炭数量，而井型是指矿井年设计产量。 服务年限―――矿井从投产到报废的全部生产时间叫服务年限。 11、什么叫分区式布置？ 答：在阶段范围内，沿走向按一定的长度把阶段划分成的若干块段。 12、运输大巷的布置方式有几种？它的位置应选在什么地方？ 答：运输大巷的布置方式有分层运输大巷布置、集中运输大巷布置、分组集中运输大巷布置。对于分层运输大巷多布置在煤层中，集中运输大巷和分组集中运输大巷多布置在岩层中。 13、井田的开拓方式有几种？ 答：井田的开拓方式有：立井开拓、斜井开拓、平峒开拓及综合开拓。 14、什么叫井田开拓系统？ 答：开拓巷道系统与其形成的生产系统称为井田开拓系统。 15、煤矿主、副井分别担负着什么样的主要提升任务？

矿山压力及控制参考资料

矿山压力及控制参考资料 一、单项选择题（本大题共0 0 分，共80 小题，每小题0 分） 1. 进行巷道锚杆支护设计的实用而经济的方法是在围岩（）分类基础上进行巷道锚杆支护设计。 C. 稳定性 2. 煤矿中多遇到（）岩石，即造岩矿物的固体颗粒间为刚性连接，破碎后仍可保持一定形状的岩石。 A. 固结性 3. 当结构面的延展长度在（）范围内时，称为中等结构面。 B. 1-10m 4. 下列不可以直接作为衡量矿山压力显现程度指标的是（）。 B. 顶板悬顶面积 5. 在工作面前方支承压力的峰值到煤壁为极限平衡区，向煤体内侧为（）。 A. 弹性区 6. 岩石破碎后的碎胀系数的重要影响因素不包括（）。 A. 破碎后块度的大小 7. 一般条件下，支护设计中的支柱初撑力不应低于其额定初撑力的（）%。 B. 60-70 8. 在新的老顶分级指标中，将老顶（）作为其分级指标。 C. 最大来压当量 9. 影响岩体强度的主要因素不包括（）。 A. 结构面产状 10. （）常用来作为衡量顶板管理好坏的质量标准。 D. 顶板破碎情况 11. 我国煤矿在目前采深条件下，大巷间的距离以（）m 为宜。 C. 20-40 12. 随着煤层倾角的增加，顶板下沉量将（）。 A. 减小 13. 一般巷道两侧的应力集中系数为（）。 B. 2-3 14. 支架的性能，一般是指支架的支撑力与支架的（）的关系特征。 B. 可缩量 15. 在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于（）m、极易垮落的软弱岩层，称为伪顶。 C. 0.3-0.5 16. 根据剪切实验时（）的不同，可分为抗切强度、抗剪强度和摩擦强度三种。 B. 加载方式 17. 岩体受外力作用而产生（）变形时，在岩体内部所储存的能量，称为弹性应变能。 A. 弹性 18. 当厚煤层采用分层开采时，下分层的矿压显现与上分层相比，支架载荷（）。 B. 减小 19. 对于遇水易膨胀的软岩，其干密度和湿密度的值（）。 B. 有很大不同 20. 内注式液压支柱的初撑力靠手工操作，外注式则取决于（）。 A. 泵压

煤矿采掘基本知识

煤矿采掘基本知识

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煤矿采掘基本知识 一、矿井爆破 (一)爆破器材 １.炸药 炸药是在一定条件下,能够发生快速化学反应、放出大量热量、生成大量气体产物,显示爆炸效应的化合物或混合物。炸药爆炸后,在岩体内产生瞬时高压冲击波，冲击波从爆源向岩体内传播,并对周围煤岩体发生作用,把煤炭或岩石破碎下来。 矿用炸药分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药,准许在地下有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面使用的安全炸药称为煤矿许用炸药。煤矿井下的所有爆破作业工作面,必须使用煤矿许用炸药。 2. 雷管 雷管是一种装有起爆药的小管，用来起爆炸药的专用材料。雷管按起爆方式分为火雷管和电雷管两种,电雷管由电能来起爆。电雷管又分为瞬发雷管、秒延期雷管和毫秒延期雷管。煤矿井下广泛使用毫秒延期电雷管。 3. 发爆器 发爆器是用来供给电爆网路的电雷管起爆电能的仪器。《煤矿安全规程》规定，井下爆破必须使用发爆器。 （二）爆破技术 1、掘进工作面爆破 （1）炮眼分类及布置 掘进工作面的炮眼，按其所起作用不同，可分为以下三类，如图3-11 所示: ①掏槽眼（又名掏心眼)。掏槽眼的作用是首先将工作面上某部分岩石破碎下来,为工作面形成第二个自由面,为其他炮眼的爆破创造有利条件。 掏槽眼应比其他炮眼深１5~20厘米,叫做超深。超深的作用是使其他炮眼利用率提高。掏槽眼又分斜眼掏槽法、直眼掏槽法、混合式掏槽法。 图３-11 炮眼布置示意图 Ⅰ-掏槽眼Ⅱ-辅助眼Ⅲ－周边眼

矿山压力与控制复习题

矿山压力与测控复习题 一填空 1．按照岩石的力学强度和坚实性，常把矿山岩石分为_坚硬岩石_和 __松软岩石____。 2．根据成因不同，岩石的种类可以分为_岩浆岩__、 __沉积岩_、 _变质岩__。 3．原岩应力场的形成主要是由_自重应力__和__构造应力__等因素引起的。 4．岩石发生破坏的基本形式有两种，分为___拉断破坏___和 __剪切破坏______。 5．通常把采场顶板分为三类___伪顶____、__直接顶____和__基本顶_____。 6．对老顶来压预报一开始是根据观测老顶的三量来预报老顶来压的，所指的三量为工作面顶板_下沉量___、 __顶板下沉速度___和__活柱下缩量___。 7．常见的顶板事故可以分为___局部冒顶______和___大面积冒顶_____两类。 8．通常情况下，老顶周期来压步距为初次来压步距的_1/2—4/1___。9．冲击地压成因机理的理论判据：能量理论、刚度理论__ 和冲击倾向性理论_ 三种。 10．常用的液压支架形式有：支撑式、掩护式和支撑掩护式三种。

11．根据采煤工作面上覆岩层移动发展的程度，可以将上覆岩层划分为三个带，分别是__冒落带__、___裂隙带___和___弯曲下沉带__。12．工作面支柱插入底板的破坏形式有三种：___整体剪切______、_局部剪切_____、_其他剪切___。 13．根据岩石试样含水状态不同，可分为：__天然密度______、__饱和密度____、__干密度__。 14． 二、名词解释 1、岩体：自然界中由各种岩性和各种结构特征的岩石所组成的集合体 2、原岩应力场：天然存在于原岩内而与任何人为原因无关的应力场 3、初次来压：由于老顶第一次失稳而产生的工作面顶板来压 4、矿山压力显现：由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象。如顶板下沉、底板臌起、巷道断面缩小、岩体破坏甚至大面积冒落、支架变形或损坏、以及岩层移动和地表塌陷等 5、控顶距：指工作面支架支护的空间宽度。或回采工作面支架顶梁末端至煤壁的距离。 6. 回采工作面：指在煤层或矿床的开采过程中，直接进行采煤或有用矿物的工作空间。 7.初次来压步距：回采工作面从开切眼到初次来压时工作面推进的距离 8. 支架工作阻力：由于顶板下沉，支架支柱被动支撑顶板的力 9. 顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量，常以每米采高每米推进度多少毫米表示

矿山压力及其控制要点

《矿压力及其控制》 一、单项选择题 1、泊松比是指岩石在单轴压缩条件下横向应变与的比值。 a、横向应力 b、轴向应力 c、轴向应变 d、体积应变 2、岩石在应变一定时，应力随时间延长而减小的现象，称为岩石的。 a、蠕变 b、松弛 c、弹性后效 d、粘性流动 3、岩石因受载状态不同，其极限强度相差很悬殊。实验表明，在不同应力状态下的强度值，最小。 a、单轴抗压强度 b、抗剪强度 c、抗弯强度 d、单轴抗拉强度 4、矿山压力假说对采场岩层控制具有指导意义，可以解释工作面前方出现的支承压力及工作面出现的周期来压现象。 a、压力拱假说 b、悬臂梁假说 c、铰接岩块假说 d、预成裂隙假说 5、直接顶分类主要是根据来分类的。 a、直接顶平均初次垮落步距 b、直接顶厚度 c、直接顶强度 d、直接顶岩层的岩性 6、回采工作面支架的工作状态是处于“给定变形”状态还是处于“给定载荷”状态是有和支架刚度的相对变化决定的。 a、直接顶刚度 b、直接底刚度 c、煤层刚度 d、老顶刚度 7、我国煤矿中常采用留小煤墙的沿空掘巷方式，小煤墙一般不易超过m。 a、3 b、5 c、8 d、12 8、原岩应力场中平均水平应力与铅垂应力的比值随深度增加而。 a、增加 b、不变 c、减小 9、矿山压力假说对采场岩层控制具有指导意义，假塑性梁是的主要组成部分，可以解释了破断岩块的相互作用关系。 a、压力拱假说 b、悬臂梁假说 c、铰接岩块假说 d、预成裂隙假说 10、回采工作面支架的工作状态是处于“给定变形”状态还是处于“给定载荷”状态是由直接顶刚度和支架刚度的相对变化决定的。当支架处于“给定变形”状态时，支架应具有足够的和可缩量。 a、支护强度 b、支护刚度 c、初撑力 d、工作阻力 11、回采工作面支架的工作状态是处于“给定变形”状态还是处于“给定载荷”状态是由直接顶刚度和支架刚度的相对变化决定的。当支架处于“给定载荷”状态时，支架应具有足够的。 a、稳定性 b、可缩量 c、支护强度 d、初撑力 12、初撑力在支架参数中具有重要地位，提高支架初撑力，下列叙述是错误的。 a、可以减少顶板离层 b、增加顶板的稳定性 c、减少工作面顶板断面破碎度和煤壁片帮 d、增加支柱的开启率 13、提高支护强度在采场围岩控制中至关重要，不能提高支护强度。 a、提高支柱初撑力 b、提高支护密度 c、提高支护系统刚度 d、提高支柱的可缩量 14、支架的性能将直接影响支架受力的大小，支架特性是用和可缩量的关系曲线来表示的。 a、初撑力 b、工作阻力 c、支架载荷 d、额定工作阻力 15、支架受力的大小及其在回采工作面的分布规律与支架性能有关，支架的受力比较 均匀。

煤矿采掘基本知识

煤矿采掘基本知识 一、矿井爆破（一）爆破器材1.炸药炸药是在一定条件下，能够发生快速化学反应、放出大量热量、生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物。矿用炸药分为煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药。煤矿井下的所有爆破作业工作面，必须使用煤矿许用炸药。2.雷管雷管是一种装有起爆药的小管，用来起爆炸药的专用材料。雷管按起爆方式分为火雷管和电雷管两种，电雷管由电能来起爆。电雷管又分为瞬发雷管、秒延期雷管和毫秒延期雷管。煤矿井下广泛使用毫秒延期电雷管。3.发爆器发爆器是用来供给电爆网路的电雷管起爆电能的仪器。《煤矿安全规程》规定，井下爆破必须使用发爆器。 （二）爆破技术1、掘进工作面爆破（1）炮眼分类及布置掘进工作面的炮眼，按其所起作用不同，可分为以下三类①掏槽眼（又名掏心眼）②辅助眼 ③周边眼（2）主要爆破参数巷道掘进的爆破参数主要包括炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量的具体规定。巷道掘进爆破作业要按照《煤矿安全规程》及爆破参数执行。 2、回采工作面爆破（1）炮眼种类及布置炮眼布置方式（见图3-12）单排眼：用于薄煤层、煤质较软及节理发育的煤层。双排眼：包括对眼、三花眼。一般用于采高较小的中厚煤层及煤质中硬的工作面。三排眼：即五花眼。用于煤层坚硬和采高较大的中厚煤层工作面。 （2）主要爆破参数炮采工作面的爆破参数主要包括炮眼布置、间距、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量的具体规定。炮采工作面爆破作业要按照《煤矿安全规程》及爆破参数执行。

二、巷道施工巷道施工方法包括钻眼爆破法和机械化掘进法。其主要工序有破岩、装岩、运岩和支护等。（一）破岩1.钻眼爆破法钻爆破岩法是指利用电钻或风钻进行打眼、装药爆破的方法。为了提高打眼的速度可以使用专门的钻眼机械打眼。钻爆破岩法推广光面爆破。光面爆破（简称光爆）是指在钻眼爆破过程中，通过采取一定措施，使爆破后的巷道断面形状、尺寸基本符合设计要求，并尽量使巷道轮廓以外的围岩不受破坏的一种破岩方法。2.机械化破岩法机械化破岩是指利用综掘机对煤岩体进行切割和破碎的方法（二）装岩与运岩装运岩煤有人工装运和机械装运2种方法。常用的装岩机有耙斗式、铲斗式、蟹爪式装岩机等设备。运输普遍采用矿车，用人或电机车调车。掘进煤巷时可以直接用刮板输送机或带式输送机运煤，综掘设备本身连接有装煤运煤设施。（三）巷道支护巷道支护材料有水泥、石料、混凝土、木材和金属材料（如轻便钢轨、矿用工字钢、特殊工字钢、矿用特殊型钢等）。支护的形式有架棚支护（金属拱形支护、木支护）、锚杆支护、锚喷支护、砌碹支护等。其中，锚喷支护和砌碹支护属于巷道永久支护，其服务年限较长。 架棚支护砌碹支护砌碹支护的主要形式是直墙拱顶式,是一种被动支护形式，如图3-14所示。该支护具有坚固、耐久、防火、通风阻力小等优点。缺点是施工复杂、劳动强度大、成本高和进度慢等。直墙拱顶支护由拱、墙和基础3部分组成。锚杆支护、喷射混凝土与喷浆支护锚喷支护。锚杆支护就是将锚杆预设在围岩中，使岩体得以加固，形成一个完整的支护结构，是一种主动支护形式，支护原理如图3-15所示。锚杆的种类有钢筋或钢丝绳砂浆锚杆、金属锚杆、木锚杆、树脂锚杆等。喷射混凝土与喷浆支护：喷射混凝土是将一定配合

《矿山压力及其控制》试题及答案

题号一二三四五六七八九十十 一 十 二 总 分 分数评分人河南理工大学义马函授站 专业＿＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿＿＿……………………………………密……………………………封………………………………线………………………….. 第二期紧缺人才班采矿专业 《矿山压力及其控制》考试试题 注意事项： １．请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、单位、专业、序 号。 ２．在试题后答题，可不写题目，但要注明题号。 1. 填空题（每题 2分，共40分） 1.岩石的物理性质主要包括 , , , 和 , 和 . 2.岩石的变形特性包括 , , 和 . 3.岩石强度性质包括 , , , . 4.矿山岩石的破坏形式有两种: 和 . 5.岩体内形成原岩应力有两种: , . 6.根据岩层的破坏程度,可将回采空间上覆岩层分为三个带: , , . 7.有关岩体结构的矿山压力学说有 , , ， . 8.根据回采工作面前后的应力分布情况,可将工作面前后划分为 , , . 9.根据直接顶的破碎程度和直接顶的垮落步距可将直接顶分为， ，四种类型. 10. 根据直接顶的厚度与煤层采高的比值和老顶的初次来压步距可将老 顶分为，，，类型四种.

11.采空区处理方法有 , , , . 12.现有的支柱工作特性有四种: , , , ., 13.支架对每平方米顶板的合理工作阻力相当于的重量. 14. 是发生冲击矿压的必要条件, 是发生冲击矿压的充分条件. 15.回采工作面矿压观测内容包括 , , , , . 16.巷道矿压观测内容包括 , , , . 17．顶板大面积来压的防治，目前我国主要采用和等措施。 18．单体液压支架主要由和组成。 19．岩体的性质与岩石性质有很大区别，一般表现为，和 。 20．回采工作面从开切眼推进到老顶初次来压时的距离叫做。 二.名词解释（每题4分，共24分） 1. 老顶初次来压 2．支承压力 3．矿山压力控制 4．构造应力

初次来压及周期来压知识点

一、工作面初次来压 当工作面从切割眼向前推进，顶板悬露面积随之扩大，直接顶垮落充填采空区，基本顶仍完整地支承在两帮煤壁上，形成双支板梁构件。当板梁垮度随着工作面推进增大到一定的范围，由于基本顶的自重和上覆岩层的作用下，使基本顶断裂垮落。这时，工作面已不再处于基本顶掩护之下，顶板迅速下沉而破碎，通常把基本顶第一次大面积垮落称为初次垮落。由于基本顶初次垮落，使工作面压 力增大，故称为初次来压。初次来压对工作面影响一般持续2d?3d。基本顶初 次垮落时，工作面距切割煤壁的距离L1称为初次垮落步距或初次来压步距。L i 值与基本顶岩性、厚度以及地质构造等因素有关，一般为20n?35m少数达50n?70m。1）初次来压的特点是： 工作面顶板下沉量和下沉速度急增，甚至出现台阶式下沉；顶板破碎；甚至出现沿煤壁平行的裂隙，有时发出巨大的断裂声；支架受力增加，采空区掉块；煤壁严重片帮。 2）初次来压时，工作面要采取措施，如沿放顶线加强支护（增设排柱、木垛、斜撑、抬棚）、强制放落顶板等。 基本顶初次垮落L i--初次垮落步距 二、周期来压 基本顶初次垮落后，工作面暂时免除了基本顶下沉的影响，支架受力减轻，基本顶由双支板梁变为悬臂梁。上覆岩层的重量主要由基本老顶悬臂梁直接传给煤壁，部分由垮落的矸石承担。 图11—4 基本顶周期垮落（来压）示意图 L2--周期垮落步距；h—直接顶厚度；m—煤层厚度1）当工作面推进到一定的距离，基本顶悬臂在自重和上覆岩层的作用下，又会

产生断裂垮落，这时同样会给工作面带来增压现象。当工作面再继续推进，这部分垮落的基本顶被甩入采空区，工作面又处于基本顶悬梁掩护之下，恢复到前述的状态。继工作面的推进，基本顶的垮落与工作面增压现象重复出现。这种垮落与来压随工作面推进而周期性的出现，称为基本顶周期垮落和周期来压。两次周期来压之间的距离称为周期垮落（来压）步距。周期垮落步距同样与基本顶岩性有关，一般为6nn-30m，多数为10nn- 15m。 由于周期来压前，基本顶呈悬梁状态，而初次来压前，基本顶呈双支板梁状态。因此，在工作面内，周期来压步距小于初次来压步距，它们的关系大致为： L 2= （1/2 ?1/4 ）L i 2）周期来压特点与初次来压类似。 三、顶板下沉 在工作面推进过程中，采空区不断扩大，上覆岩层移动下沉而破坏，根据破坏的特征，上覆岩层沿竖直方向自下而上可分为三带：冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。在这三带中，冒落带和裂隙带直接关系到工作面的顶板管理，弯曲下沉带对工作面没有多大影响。 （一）冒落带 易冒落的直接顶，不规则垮落，碎胀的岩块将填满采空区，形成冒落带，支 撑老顶。当松软岩层很厚时，冒落的高度可视为直接顶的厚度。当直接顶厚度不大，冒落的岩块填不满采空区，老顶悬空，这种情况下，老顶也将发生 部分垮落，使工作面压力增加。 图11 —5岩层移动推测图 （a）岩层内部破坏推测图；（b）裂隙带岩层移动曲线；（c）沿工作面推进方向的分区 1 —冒落带；2—裂隙带；3—弯曲下沉带 二）裂隙带位于冒落带之上的老顶岩层，总是一端支承在煤壁上，另一端支承在采空区的碎石充填堆上。在上覆岩层的压力作用下，冒落的岩块逐渐压 实。因此，上覆岩层也随之逐步弯曲下沉，成段拆断或产生许多裂隙，但

矿山压力与岩层控制复习题及答案

矿山压力与岩层控制复 习题及答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，（1） 2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。（1） 3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。（1） 4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。（40） 5、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。(58) 6、老顶：通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。（65） 7、直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。（65） 8、直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落,回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大,当达到其极限垮距时开始垮落。直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。（70） 9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。（98） 10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳(变形失稳)，有时可能伴随滑落失稳(顶板的台阶下沉)，如图4—3所示，从而导致工作面顶板的急剧下沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称为老顶的初次来压。（99） 11、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。（101） 12、关键层：将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。（174） 13、开采沉陷：煤层开采后，采空区周围原有的应力平衡受到破坏，引起应力的重新分布从而引起岩层的变形、破坏与移动，并由上向下发展至地表引起地表的移动，这一现象称为开采沉陷。（p177） 14、充分采动与非充分采动（177）当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。未达到充分采动的称为非充分采动。

矿山压力及控制习题参考答案

一`名词解释 1矿山压力：由于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 体中和其中支护物上所引起的力。 2矿压显现：由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象， 统称为“矿山压力显现”。 3矿山压力控制：所有人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施，叫做矿山压 力控制（简称为“矿压控制”） 4伪 顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3至0.5m 极易垮落的软弱岩层。 5直接顶：直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。 6老 顶：位于直接顶上方厚而坚硬的岩层。 7老顶初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。 8 老顶的周期来压步距;两次来压期间工作面推进的距离。 9沿空掘巷：在上一区段工作面运输平巷废弃后，待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿被 废弃的巷道边缘，掘进下一工作面的区段回风平巷称为沿空掘巷。 10沿空留巷：在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作 面运输平巷保留下来，作为下区段工作面的回采时的回风平巷称为沿空留巷。 11端面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的程度。 12冲击地压:也称岩爆，发生在煤矿中一般叫冲击地压，发生在岩层中叫岩爆。它是一种岩 体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。 二、问答题 1、绘制侧压系数λ=0,71,31,2 1,1时圆孔巷道周围的应力分布图，并叙 述应力分布的特征。 特征： 1）圆孔周围应力集中是局部的，应力集中程度随远离孔而减弱，并趋于原始应 力； 2）圆孔周边应力集中系数随围压增大而有所减弱； 3）当λ＜1/3时，沿最大主应 力方向，孔周边一定范围内存在切向拉应力；当λ≥1/3时，围岩周边不产生切向拉应 力； 4）当λ=0时，沿最大主应力方向，孔周边一定范围内存在径向拉应力。

《矿山压力及其控制》 教学大纲

《矿山压力及其控制》教学大纲 一、课程基本情况 总学时：48 讲课学时：40；实验学时：8 总学分：3 课程类别：专业必修课 考核方式：考查 适用对象：采矿工程专业采矿单招生 先修课程：岩体力学、采矿学、矿山地质学、井巷工程 教材：《矿山压力及其控制》，钱鸣高、石武平、许佳林主编，中国矿业大学出版社。 参考书：《采场矿山压力及其控制》，钱鸣高编著，中国矿业大学出版社。 二、课程的性质、任务与目的 本课程是矿物资源工程专业的一门重要的必修课。《矿山压力及其控制》主要介绍了回采工作面和采区巷道矿山压力及其控制的基本理论和基本知识。通过本课程的学习使学生对矿山压力的产生及应采取的控制措施有一个较为全面的了解，为学生以后在生产实践或科学研究奠定较为全面而扎实的理论基础。 三、课程内容、基本要求与学时分配 （一）第一章绪论（2学时） 1．了解矿山压力及其控制的基本概念和学习本课程的意义。 2．理解矿山压力及其控制的研究范围和基本方法。 （二）第二章回采工作面上覆岩层活动规律及其分析（12 学时） 1．掌握顶底板的概念、采空区处理方法， 了解回采工作面上覆岩层形成“大结构”的概念。 2．掌握老顶岩层的梁式平衡的产生原因和机理。 3．重点掌握老顶岩梁断裂是的极限跨距和安全跨距。 4．重点掌握裂隙体梁的平衡。 5．重点掌握回采工作面上覆岩层形成的竖三带特征，移动规律。 6．重点掌握岩体结构的有关假说及形成条件。 （三）第三章回采工作面矿山压力显现基本规律（6学时） 1．了解衡量回采工作面矿山压力呈现程度的指标。 2．重点掌握老顶初次来压过程及初次来压前工作面四周支承压力分布特点。 3．重点掌握老顶周期来压的形成过程及对回采工作面的影响。 4．重点掌握全部垮落法管理顶板时的工作面前后支承压力分布图及分布特点。 5．重点掌握影响回采工作面矿山压力显现的主要因素。 6．了解分层开采时矿山压力显现特点。 （四）第四章回采工作面顶板控制及支护方法（8学时） 1．重点掌握回采工作面岩层组成分类。

矿山压力与岩层控制小抄--考试复习题

1、原岩应力分布的基本特点（p44）：①、实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量。②、水平应力普遍大于铅直应力。③、水平应力与铅直应力的比值岁深度增加而减小。④、最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大。 2、分析采场上覆岩层结构失稳条件（p86）：①、结构的滑落失稳，剪切力大于咬合点处的摩擦力，此结构将出现滑落失稳。即失稳的与否取决于老顶破断岩块的高长比，高长比较小，结构抗滑落失稳能力越大，一般情况下，失稳岩块的高长比要大于0.4-0.5。即岩块长度要大于2~2.5倍的岩块厚度；②、结构的变形失稳，这是指在岩块的回转过程中，由于挤压处局部应力集中，致使该处进入塑性状态，甚至局部受拉而使咬合处破坏造成岩块回转进一步加剧，从而导致整个结构失稳，当岩梁破断后，岩块互相咬合中间下沉量到达△时，即形成岩块结构变形失稳。 3、加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系（p115）：加快工作面推进速度只是缩短落煤与放顶两个主要生产过程的时间间隔，能减少顶板下沉量，但同时也使顶板下沉速度加剧，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况有所改变，当工作面推进速度提高到一定程度以后，顶板下沉量的变化将逐渐减小，并不能甩掉顶板压力。 4、开采深度对采场矿山压力及其显现的影响（p115）：①开采深度对巷道矿山压力显现的影响可能比较明显，如在松软岩层中开掘巷道，随着深度的增加，巷道围岩的“挤、压、鼓”现象将更为严重。随着深度增加，巷道围岩的变形与支架上承受的压力都将增加。岩层受重力而变形，它所积聚的能量与深度的平方成正比。因此，对有冲击矿压危险的矿井，随着深度的增加，发生冲击矿压的次数与强度将显著增加。②但开采深度对采场顶板压力大小的影响并不突出，因而对矿山压力显现的影响也不明显，尤其是对顶板下沉量的影响。③随着采深增加，支承压力必然增加，从而导致煤壁片帮及底板鼓起的几率增加，由此也可能导致支架载荷增加。 5、在双向等压应力场中圆孔周围应力分布的基本规律（p51）：①在双向等压应力场中，圆孔周边全处于压缩应力状态；②应力大小与弹性常数E、μ无关；③σt、σr的分布和角度无关，皆为主应力，即切向和径向平面均为主平面；④双向等压应力场中孔周边的切向应力为最大应力，与孔径大小无关，σt=2rH超过周边围岩的弹性极限时，围岩进入塑性状态；⑤其他各点的应力大小则与孔径有关；⑥在双向等压应力场中圆孔周围任意点的切向应力与径向应力和为常数。……………………………………………………… 6、采场上覆岩层活动规律假说的内容及其特点(p67)：①压力拱假说，此假说是认为在回采工作空间上方，由于岩层自然平衡结果而形成的一个“压力拱”。拱的一个支点在工作面前方煤体内形成前脚拱，另一个支点在采空区垮落的矸石上形成后脚拱，随工作面的推进，前后拱也将向前移动。优点是对回采工作面前后的支承压力及工作空间处于减压范围做出了解释。缺点为主种假说简单不能从数量上解释矿压问题，对松软破碎顶板还适用，对坚硬顶板有一定的参考价值。②悬臂梁假说，认为工作面和采空区上方顶板可视为梁，其优点是可解释工作面近煤壁处顶板下沉量支架载荷小，支承压力及工作面出现周期来压的现象。缺点是由于未查明开采后上覆岩层活动规律，利用悬臂梁计算顶板下沉量的支架载荷与实测数据相差较远。 ③铰接岩块假说，认为工作面上方岩层破坏可分为垮落带和其上的规则移动带，工作面支架两种不不同工作状态，给定载荷状态和给定变形状态。些假说优点是正确阐明了工作面上覆岩层的分布情况及其内部力学关系可能开成的结构。缺点是未能对铰接岩块间的平衡条件做做进一步探讨。④预成裂隙假说，些假认为在回采工作面周围存在着应力降低区、应力增高区、采动影响区，这三个区随工作面的推进，同时也向前移动，同时还认为支架应有足够的支撑力和工作阻力，应及时地支撑住顶板岩层，使各层岩层之间保持紧密状态阻止相对滑移，张裂与离层。 7、支架－围岩相互作用的基本状态（p237）：①当巷道顶板岩石与上覆岩层离层或脱落时，支架仅受到离层和脱落岩石自重压力作用，支架这时处于给定载状态。②当巷道顶板岩石与上覆岩层没有离层或脱落时，支架的受载和压缩变形将取决于上覆岩层的运动状态。这种情况下只靠支架本身的支撑力无法阻止上覆岩层的运动，只有当上覆岩层下沉过程中受到采空区已冒落矸石或充填物阻挡时，支架的收缩变形才停止，这时支架处于给定变形状态。