礦山壓力與巖層掌握習(xí)題答案礦山壓力與巖層掌握習(xí)題答案一、名詞解釋:層稱(chēng)為老頂。的相對(duì)移近量。34、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。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。支護(hù)物上的力定義為礦山壓力?，F(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)為礦山壓力顯現(xiàn)。礦山壓力掌握。10、老頂初次來(lái)壓:當(dāng)老頂懸露到達(dá)極限跨距時(shí)，老頂斷裂形成三鉸拱式的平急劇下沉，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，巷道圍巖必定消滅應(yīng)力重分布，一般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)起掌握作用的巖層稱(chēng)為關(guān)鍵層。13CEx13、沿空留巷:在上區(qū)段工來(lái)，供下區(qū)段工作面回采時(shí)作為回風(fēng)平巷。1415、軟巖:是一種特定環(huán)境下的具有顯著塑性變形的簡(jiǎn)單巖石力學(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以及氣浪等明顯的動(dòng)力效應(yīng)，這些現(xiàn)象通稱(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)四周煤巖體中的能量突然釋成煤巖體振動(dòng)和煤巖體破壞，支架和設(shè)備損壞，人員傷亡，局部巷道垮落破壞等災(zāi)難的一種現(xiàn)象。為淺埋煤層。20、開(kāi)采沉陷:(p177)煤層開(kāi)采后，采空區(qū)四周原有的應(yīng)力平衡受到破壞，引地表的移動(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)。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)(2)依據(jù)錨桿作用階段定義錨固力可分為初錨力、工作錨固力、剩余錨固力。二、簡(jiǎn)答解析:1、爭(zhēng)論“孔”四周應(yīng)力對(duì)爭(zhēng)論礦山壓力有何實(shí)際意義,有那些重要結(jié)論可以借益和格外必要的。重要結(jié)論:1)孔四周形成了切向應(yīng)力集中，最大切向應(yīng)力發(fā)生在孔的周邊。2)應(yīng)力集中測(cè)壓系數(shù)有關(guān)還與孔的軸長(zhǎng)比有關(guān)。3)不管何種外形的孔，它四周的應(yīng)力重分4)孔的影響范圍與孔的斷面大小有關(guān)。2、原巖應(yīng)力分布的根本特點(diǎn)(43)通過(guò)理論爭(zhēng)論、地質(zhì)調(diào)查和大量的地應(yīng)力測(cè)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條件下的應(yīng)力分布問(wèn)題。簡(jiǎn)述巖石裂開(kāi)后的碎脹特征及其在掌握頂板壓力中的作用,巖石裂開(kāi)后，雜Kp素是巖石裂開(kāi)后塊度的大小及其排列狀態(tài)。巖石裂開(kāi)后，在其自重及外加載荷的作用下漸漸壓實(shí)，碎脹系數(shù)變小，壓實(shí)后的高度將取決于巖石的剩余碎脹系數(shù)Kp。隨著老頂?shù)某醮螖嗔?，老直接頂?shù)姆€(wěn)定性產(chǎn)生影響。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以建立一個(gè)勢(shì)定的力學(xué)模型。依據(jù)力學(xué)計(jì)算，巖體構(gòu)造的平衡條件為:巖塊間應(yīng)有足夠的水平推力，且不行過(guò)大。Slho。3)巖按悶的斷裂θψ7(112)從實(shí)測(cè)的“st”曲線中可以看出，加快工作面的推動(dòng)速度實(shí)質(zhì)上意味著削減了工作面的控頂時(shí)數(shù)，即縮短了相鄰兩個(gè)工序的時(shí)間間隔，同時(shí)也必定使頂板的下沉量加劇。當(dāng)工作面推動(dòng)速度加快到肯定程度后，可能會(huì)消滅前一工序影響的頂扳下沉還未穩(wěn)下。明顯，這種信況對(duì)項(xiàng)板的渠護(hù)是格外不利的。在工作面推動(dòng)速度很慢的狀況加快工作面推動(dòng)速度的方法來(lái)減小頂板下沉量，改善頂板維護(hù)狀況是有肯定限度的。因而企圖用加快工作面推動(dòng)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，工作面的推動(dòng)速度還遠(yuǎn)沒(méi)有到達(dá)不能再提高的地步。從礦山壓的下沉量也還是可能的。8回采工作面測(cè)定的“S-T”曲線說(shuō)明白什么,工作面st“s-t”曲線可知，在工作面中進(jìn)展落煤與放頂時(shí)，頂板下沉表現(xiàn)最為猛烈，尋常則比較緩和。9試分析開(kāi)采深度對(duì)素而定，因而對(duì)礦山壓力顯現(xiàn)的影響也不明顯。解釋:支撐式，掩護(hù)式，支撐掩護(hù)式液壓支架,支撐式:指在構(gòu)造上沒(méi)有掩護(hù)雙排或多牌支柱及掩柱是通過(guò)掩護(hù)梁對(duì)頂板起作用。分析采場(chǎng)支架工作阻力與頂板下沉量的“P-?L”曲線關(guān)系支架工作阻力與P,?L可以得出一下結(jié)論:?不同的頂板條件，P,?L大構(gòu)造”的總體活動(dòng)規(guī)律。?回采工作面支架應(yīng)具備以下兩個(gè)根本特性:一是必在支架選型與支護(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。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2)支架受力的大小及其3)支架構(gòu)造及尺寸對(duì)頂板壓力的影響，141)垮落帶。破斷后的巖塊成不規(guī)章垮落，排列也極不整齊，松散系數(shù)比1.3-1.5.1.03區(qū)域與所開(kāi)采的煤層相連，很多狀況下是由于直接頂巖層冒落后形成的。2)裂縫落帶與裂縫帶合稱(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?-1218-283)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)小。假設(shè)存在厚硬的關(guān)鍵層，則可能在彎曲帶內(nèi)消滅離層區(qū)。15簡(jiǎn)述綠色開(kāi)采技術(shù)體系,包括以下內(nèi)容:水資源保護(hù)---形成“保水開(kāi)采”技術(shù)。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)。煤層巷道支護(hù)與削減矸石排放技術(shù)。地下氣化技術(shù)。簡(jiǎn)述掌握巖層移動(dòng)的技術(shù),巖層移動(dòng)掌握技術(shù)可分為3類(lèi):2.留設(shè)保護(hù)煤柱。二)充填法掌握巖層移1.采空區(qū)充填(1)水力充填(2)干式充填(3)膠結(jié)充填。2.掩蓋離層區(qū)充填。等。力增高區(qū)，應(yīng)力不變區(qū)。采區(qū)平巷在其效勞期內(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采動(dòng)造成的圍巖應(yīng)力重公布過(guò)程，圍巖變形會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)和變化。圍巖變形經(jīng)受五個(gè)階段:(3)采動(dòng)影響階段采動(dòng)影響穩(wěn)定階段二次采動(dòng)影響階段不同:巷道受上階段工作面的回采影響后，在回采引起層構(gòu)造對(duì)該時(shí)期圍巖變形量影響很大。區(qū)段工作面采動(dòng)時(shí)受力狀況巷道頂板的下沉，破壞必定受到采空區(qū)上覆巖層沉降總規(guī)律的制約。上區(qū)段工作面采過(guò)后，沿空巷道經(jīng)受老頂巖層從馬上斷裂前的極限狀態(tài)到發(fā)3.由于老頂?shù)拿土疫\(yùn)動(dòng)，引起沿空體會(huì)消滅的裂開(kāi)區(qū)，塑性，支承壓力向煤體深部移動(dòng)?？缦锘夭尚秹旱母驹砻簩娱_(kāi)采以后，在煤層底板中形成肯定范圍的的集中應(yīng)力而患病破壞;處于應(yīng)力降低區(qū)，則易于維護(hù)。依據(jù)采面不斷移動(dòng)的特點(diǎn)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x。如何依據(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22.為什么說(shuō)錨注支護(hù)是軟巖巷道支護(hù)的途徑,錨桿支護(hù)與棚式支架支護(hù)的一個(gè)重要區(qū)分是，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。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)型和構(gòu)造變形類(lèi)型。膨脹變形機(jī)體構(gòu)造特別，能將水分子吸附在晶層外表和晶層內(nèi)。既具有礦物顆粒內(nèi)局部子膨石體積膨脹。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、重的力源。構(gòu)造變形機(jī)制變形機(jī)制與硐室構(gòu)造和巖體構(gòu)造面的組合特征有關(guān)。構(gòu)造面布規(guī)律及它制約下形成的巖體構(gòu)造掌握著軟巖變形、破壞規(guī)律。機(jī)理，防治措施的根本原理有兩方面，一是降低應(yīng)力(能量)的集中程度;二是轉(zhuǎn)變煤巖體構(gòu)造的物理力學(xué)性能。主要方法吧:(2)開(kāi)采解放層淺埋煤層。1、原巖應(yīng)力分布的根本特點(diǎn)(p44):?、實(shí)測(cè)鉛直應(yīng)力根本上等于上覆巖層重減小。?、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)上覆巖層構(gòu)造失穩(wěn)條件(p86):?、構(gòu)造的滑落失穩(wěn)，剪切力大于咬合點(diǎn)處的摩擦力，此構(gòu)造抗滑落失穩(wěn)力量越大，一般狀況下，失穩(wěn)巖塊的高長(zhǎng)比要大于0.4-0.52~2.5梁破斷后，巖塊相互咬合中間下沉量到達(dá)?時(shí)，即形成巖塊構(gòu)造變形失穩(wěn)。3、加快工作面推動(dòng)速度與改善頂板狀況的關(guān)系(p115):加快工作面推動(dòng)速度只是縮短落速度加劇，只有在原先的工作面推動(dòng)速度比較緩慢的條件下，加快工作面推動(dòng)速4、開(kāi)采深度對(duì)采場(chǎng)礦山壓力(p115):?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)頂板沉量的影響。?隨著采深增加，支承壓力必定增加，從而導(dǎo)致煤壁片幫及底板鼓起5、在雙向等壓應(yīng)力場(chǎng)中圓孔四周應(yīng)力分布的根本規(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E、μ;?σt、σrσt=2rH與孔徑有關(guān);?在雙向等壓應(yīng)力場(chǎng)中圓孔四周任意點(diǎn)的切向應(yīng)力與徑向應(yīng)力和為常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)釋礦壓?jiǎn)栴}，對(duì)松軟裂開(kāi)頂板還適用，對(duì)堅(jiān)硬頂板有肯定的參考價(jià)值。?懸臂梁假遠(yuǎn)。?鉸接巖塊假說(shuō)，認(rèn)為工作面上方巖層破壞可分為垮落帶和其上的規(guī)章移動(dòng)帶，工作面支架兩種不不同工作狀態(tài)，給定載荷狀態(tài)和給定變外形態(tài)。些假說(shuō)優(yōu)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)為在回推動(dòng)，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)準(zhǔn)時(shí)地支撐住頂板巖層，使各層巖層之間保持嚴(yán)密狀態(tài)阻擋相對(duì)滑移，張裂與離層。7、支架,圍巖相(p237):?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)巷道頂板巖石與上處于給定變外形態(tài)。8、初次來(lái)壓的特點(diǎn)(p102):?工作面頂板急劇發(fā)生下沉;?工作面直接頂裂開(kāi)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，工作面易消滅事故;?頂板消滅斷裂聲，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)(p149):支架和圍巖的關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是要分析支架性能、構(gòu)造對(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)什么反應(yīng)，從中分析支架應(yīng)具有的最合理的構(gòu)造和參數(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)證支架的受力比較均勻。3、支架構(gòu)造及尺寸對(duì)頂板壓力的影響。實(shí)際生產(chǎn)中證明，在支架架型選擇適宜時(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):依據(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)章跨落，排列也1.3,1.5。但經(jīng)重壓實(shí)后，碎脹系數(shù)可降1.03(2)裂縫帶。巖層破斷后，巖塊仍舊排列整齊的區(qū)域即為裂縫帶。它位成“砌體梁”構(gòu)造?？缏鋷c裂隙帶合稱(chēng)“兩帶”，又稱(chēng)為“導(dǎo)水裂縫帶”，指(3)彎曲帶。自裂縫帶頂界到地表的全部巖層稱(chēng)為彎曲帶。彎曲帶小。假設(shè)存在厚硬的關(guān)鍵層，則可能在彎曲帶內(nèi)消滅離層區(qū)。A區(qū)域(煤臂支撐影響區(qū)):一般在回采工作面前方30,40m處就開(kāi)頭變形。其特點(diǎn)是水平移動(dòng)較為猛烈，B4,8m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。C11、掌握巖層移動(dòng)的技術(shù)(p191):1、局部開(kāi)開(kāi)采區(qū)劃分為假設(shè)干個(gè)寬度相等或不相等的條帶，開(kāi)采一條，保存一條，利用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、充填法掌握巖層移動(dòng)1、采空區(qū)充填。充填開(kāi)采就是用充的變形與破壞。2、覆巖離層區(qū)充填。覆巖離層區(qū)充填減沉的根本原理是利用巖移減緩覆巖移動(dòng)往地表的傳播。三、調(diào)整開(kāi)采工藝及參數(shù)掌握巖層，如限厚開(kāi)采、協(xié)調(diào)開(kāi)采、上行開(kāi)采等。12、爭(zhēng)論關(guān)鍵層的意義(p186):?試驗(yàn)證明，巖層移動(dòng)由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，削減了托現(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、行人不便利，除此之外由于增加了掩護(hù)梁，支架重量有所增加。14、支架工作阻力與頂板下沉量的關(guān)系(P-?L)(p151):頂板條件不同，曲線斜率不同，但都為近似雙曲線關(guān)系。?支架的工作阻力與頂板下沉量的關(guān)系在肯定程度上反映了支架與圍巖的相互關(guān)系。?在肯定工作阻力以上，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轉(zhuǎn)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狀況下，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狀況的關(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)述回采工作面四周支承壓力分布規(guī)律(p198):煤層開(kāi)采過(guò)程破壞了原巖應(yīng)力場(chǎng)的平衡4—8m，2—3(560—80m，2(5—3。工作面傾斜方向固定性支承壓力影響范圍一般為35—40m，15—20m、應(yīng)力增高系數(shù)為2—3。采空區(qū)支承壓力血力增高系數(shù)通常小于l，個(gè)別狀況下到達(dá)1(3。數(shù)可達(dá)5—7，有時(shí)甚至更高。16、采區(qū)平巷沿走向的礦壓規(guī)律(