矿山压力与岩层控制部分习题答案
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贵州大学2010-2011学年第二学期考试试卷 B 《矿山压力与岩层控制》答案及评分标准注意事项:1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。
2. 请仔细阅读各种题目的回答要求,在规定的位置填写答案。
3. 不要在试卷上乱写乱画,不要在装订线内填写无关的内容。
4. 满分100分,考试时间为120分钟。
一、填空题(共20分,每空1分)1.根据“砌体梁”理论,回采工作面,竖向可分为垮落带、裂缝带、弯曲沉降带三带;横向可分为支承压力区、离层区、重新压实区三区。
2.直接顶初次跨落的标志是直接顶垮落高度超过1~1.5m,范围超过工作面长度的一半。
3. 矿山地下开采中,采空区的处理方法主要有全部垮落法、刀柱法(煤柱法)、充填法、顶板缓慢下沉法。
4.长壁工作面顶板压力估算的方法主要有经验估算法、老顶结构平衡关系估算法、威尔逊算法。
5.原岩应力包括自重应力、构造应力。
6.直接顶分为四类,分别为不稳定顶板、中等稳定顶板、稳定顶板、非常稳定顶板。
二、名词解释(共20分,每小题4分)1. 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。
2. 初次来压:回采工作面由于老顶第一次失稳而引起顶板压力异常增大的剧烈的矿压活动。
3. 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,称作矿山压力显现。
4. 煤矿动压现象:煤矿开采过程中,在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体,在一定条件下突然发生破坏或抛出,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力现象。
5.工程软岩:是指在巷道工程力作用下,能产生显著变形的工程岩体。
三、简答题(共30分,每小题6分)1. 请简要叙述影响采场矿山压力显现的主要因素有哪些?答:影响采场矿山压力显现的主要因素是采场围岩性质,此外以下因素对矿压显现有重要影响:(2分)A、采高和控顶距;B、工作面推进速度;C、开采深度;D、煤层倾角的影响;(4分)2.采场支架对老顶工作方案有哪些?简述各方案特点。
矿山压力与控制复习题铅直应力公式:δ=γh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、沉积岩和变质岩。
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,分为屈服、断裂。
5.通常把采场顶板分为三松软顶板,下硬上软顶板和下软上硬顶板三类。
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移近量、支架载荷量和支柱下缩量。
7.常见的顶板事故可以分为局部冒顶事故和大面积切顶垮面事故两类。
8.通常情况下,老顶周期来压步距为初次来压步距的_三分之一__。
9.冲击地压成因机理的理论判据:能量理论刚度理论冲击倾向性理论10.常用的液压支架形式有:支撑式支架、支撑掩护式支架和掩护式支架三种。
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、局部剪切和其他剪切13.根据岩石试样含水状态不同,可分为:天然密度,饱和密度和干密度。
14.矿山充填分为:水力充填、干式充填、胶接充填15.支柱的工作特性类型:①急增阻式②微增阻式③恒阻式15.直接顶的完整程度取决于岩层本身的力学性质,直接顶岩层内由各种原因造成的层理和裂隙的发育程度。
16.蠕变变形曲线可分为稳定蠕变和不稳定蠕变两类。
17.采区巷道的主要支护形式有基本支护,加强支护,巷旁支护和巷道围岩加固。
18.根据破断的程度,回采工作面上覆岩层可分为冒落带和裂隙带。
19.节理裂隙分为原生裂隙,构造裂隙,压裂裂隙。
20.动压现象的一般成因和机理,可归纳为三种形式,即冲击矿压,顶板大面积来压和煤与瓦斯突出。
21.顶板下沉量是指活柱下缩量、顶梁的压缩量及支柱插入顶、底板量的总和。
二、名词解释1、岩体:含结构面的原生地质体。
国家开放大学煤炭学院形考试卷考试科目:矿山压力及岩层控制试卷代号:9101试卷说明:1、本试卷共4 页,四种题型,满分100分。
2、本次考试为闭卷,考试时间为90分钟。
一、填空题(每空1分,共20分。
)1.根据岩体结构特征的不同,岩体可以分为,,,,五种基本类型。
2.采动岩体破坏的基本形式包括:、、、、块体滚动、沿软弱层面滑动、岩爆和煤爆、底鼓和。
3.“三量”观测中的“三量”是指、和。
4.在一定程度上可反映基本顶来压的强度;则反映基本顶周期来压的频率。
5.液压支架有、、三种类型。
6.从生产的角度来看,顶板的稳定性是指采煤后顶板允许悬露的和。
二、名词解释:(本题共6小题,每题5分,共30分。
)1.矿山压力2. 矿山压力控制3.矿山压力显现4. 支承压力5. 顶板事故6.冲击地压三、简答题:(本题共5小题,每题6分,共30分。
)1. 简述原岩应力分布规律。
2. 简述采场周期来压及来压的主要表现形式。
3. 简述压垮型冒顶的机理及冒顶征兆。
4.简述巷道围岩应力分布的基本规律。
5. 简述影响采区巷道变形与破坏的因素。
四、论述题:(本题共1小题,共15分。
)1. 试述采煤工作面上覆岩层的“横三区”和“竖三带”。
《矿山压力及岩层控制》期末考试试卷答案一、填空题:每空1分,共25分。
1.整体结构块状结构层状结构碎裂结构松散结构2. 冒落离层层间错动剪切破坏和塑性变形片帮3.顶底板移近量活柱下缩量支柱载荷量4. 安全阀开启时间比率平均值安全阀循环开启比率平均值5.支撑式液压支架掩护式液压支架支撑掩护式液压支架6. 时间面积二、名词解释:本题共6小题,每题5分,共30分。
1. 矿山压力:由于在地下煤岩中进行采掘活动,而在井巷、硐室及采煤工作面周围煤岩体中和支护物上所引起的力,就叫做矿山压力。
2. 矿山压力控制: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。
3.矿山压力显现:由于矿山压力作用,使巷道围岩、煤体和各种人工支护物产生的各种力学现象,统称为矿山压力显现。
绿色开采技术内容?1水资源保护—形成保护开采技术2.土地与建筑物保护—形成离层、注浆、充填与条带开采技术3.瓦斯抽放—形成煤与瓦斯开采技术4.煤层巷道支护技术与减少矸石排放技术5.地下气化技术。
岩层移动控制技术分类?1留设煤柱控制岩层移动;2.充填法控制岩层移动;3.调整开采工艺及参数控制岩层移动巷道围岩缷压的主要措施?1跨巷回采进行巷道缷压;2.巷道围岩开槽缷压及松动缷压;3.利用缷压巷硐进行巷道缷压;4.掘进前预采的应用支撑式和掩护式支架的特点和使用条件?支撑式支架:在结构上没有掩护梁,对顶板的作用是支撑,使用时具有通风断面打行人方便,结构简单重量轻,适用于直接顶比较完整的工作面,若周期来压又较剧烈,则更易于适应于才高1.5m以下,直接顶3.4类,地板II类以上,煤层倾角20度以内的长壁工作面。
掩护式支架:在结构上有掩护梁,单排立柱连接掩护梁或直接支撑顶板梁对顶板超支撑作用,使用时通风断面小,行人不便,重量较重,对轨道上方的顶板进行支撑而对采空需冒落的矸石采取掩护适用于直接定较破碎的工作面。
巷道的保护及支护措施可以归纳一下几点?1通过在巷道围岩中钻孔缷压,切槽缷压,宽面掘巷缷压以及在巷旁留专门的缷压空间等方法。
,是巷道围岩受到某种形势变得不同程度的卸载,将本该作用于巷道围岩的集中载荷转移到离巷道较远的新的支撑区,达到降低围岩应力的目的。
2采用围岩钻孔注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道周边喷浆,支护壁后充填、围岩疏干封闭等方法。
增强围岩强度,优化围岩受力条件和赋存环境。
3架设支架对围岩世家径向力,既支撑松动塌落岩石,又能加大巷道的围压,保持围岩三向受力状态,提高围岩强度,限制塑性变形区和破裂区的发张。
根据巷道不同时期的矿压现象规律,巷道支护可以分为巷风基本支护,巷内加强支护,巷旁支护,联合支护四种。
影响矿压显现的因素?1采高与控项距2工作面推进速度3开采深度4煤层倾角5分层开采时矿山压力显现坚硬的老顶放顶措施。
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。
绪论单元测试1.矿山压力控制是指矿山压力作用的各种方法。
()A:改变B:减轻C:调节D:利用答案:ABCD2.冲击地压就是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中能量突然释放而产生的以急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。
()A:错B:对答案:B3.矿井建设和开采中,只要发生过一次煤层冲击地压或岩层冲击地压就称该矿井为冲击地压矿井。
()A:错B:对答案:B4.矿山压力及岩层控制课程属性与特色包括。
( )A:采矿工程的移动特性B:采矿工程中围岩的大变形和支护体的可缩特征C:采矿工程中的能量原理和动力现象D:采矿工程岩体结构的本质(复杂性)答案:ABCD5.岩石的主要特征包括矿物成份、结构、构造三个方面。
()A:错B:对答案:B第一章测试1.岩石一般分为三大类。
()A:砂岩B:沉积岩C:变质岩D:岩浆岩答案:BCD2.岩体定义为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。
()A:对B:错答案:A3.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。
()A:对B:错答案:A4.原岩应力的分布规律有。
()A:最大水平主应力和最小水平主应力一般比值相差较大B:水平应力普遍大于垂直应力C:实测垂直应力基本等于上覆岩层重量D:平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小答案:ABCD5.影响支承压力分布的主要因素包括回采空间顶板管理方法(支撑状态)、回采空间尺寸及形状、顶板岩层及煤层岩性、采深、周围回采空间分布。
()A:对B:错答案:A第二章测试1.悬臂梁假说是下列哪位学者提出的。
()A:Gillitzer)B:吉里策尔C:施托克(K.Stoke)D:阿·拉巴斯E:哈克(W.Hack)答案:B2.直接顶初次垮落的标志是直接顶垮落高度超过1~1.5m,范围超过全工作面长度的一半。
()A:错B:对答案:B3.老顶梁式结构形成O—X型破断。
()A:对B:错答案:B4.老顶梁砌体梁结构失稳形式包括和。
矿山压力与岩层控制一、填空题1、是工作面直接维护的对象,直接顶经常处于,且无的挤压作用,因而它难以形成结构。
2、周期来压的剧烈程度与冒落矸石充满采空去的程度有直接关系,采空区矸石冒落老顶对工作面影响,反之则。
3、采煤工作面“三量”观测布置的三要素、、。
4、综采工作面支架要排成一条直线,其偏差不得超过±mm。
5、综采工作面要及时移架,端面距最大值不大于。
6、综采面相邻支架不挤、不咬、架间空隙不超过。
7、综采工作面安全出口及端头支架工程质量要达到。
8、采煤_______________是煤矿生产的核心。
采煤____________是生产的最前线。
采煤___________是煤矿开采的中心环节。
9、老顶初次来压和周期来压期间,老顶的作用力都是通过___________而作用在支架上,支架的支撑力也是通过___________而对老顶进行控制。
因此,保证_______________的完整性对控制老顶的平衡起重要作用。
10、__________________________量、________________量、______________量的观测称为“三量”观测。
11、液压支架的初撑力不低于规定值的_____________________________________________。
12、液压支架要垂直顶底板,支架歪倒±<_________。
与顶板接触严密,不许___________,如有空顶必须背好_________。
13、局部冒顶一般发生在__________________、______________或有地质构造的地区。
14、采煤工作面顶板事故按一次冒落的顶板范围大小及伤亡人数多少,通常分为()事故,()事故和()事故三大类。
15、为了维护好采煤工作面,必须对采煤工作面进行支护,并对()进行处理。
16、研究煤层开采后回采工作空间上覆岩层()及其形成()的稳定性对保证生产的正常进行有着极其重要的作用。
矿山压力及控制试题答案 一、单项选择题(每题 2 分,共 20 分) 1. 矿山压力主要来源于( )。 A. 地心引力 B. 地壳运动 C. 岩体自重 D. 人为开采 2. 矿山压力控制的主要目的是( )。 A. 提高矿石产量 B. 增加矿石质量 C. 保障矿工安全 D. 降低开采成本 3. 矿山压力的控制方法不包括( )。 A. 支护 B. 充填 C. 爆破 D. 锚固 4. 矿山压力监测的主要手段不包括( )。 A. 应力计 B. 位移计 C. 温度计 D. 声波仪 5. 矿山压力与岩体强度的关系是( )。 A. 无关 B. 成正比 C. 成反比 D. 先成正比后成反比 6. 矿山压力控制中,支护的目的是( )。 A. 增加岩体强度 B. 减少岩体强度 C. 保持岩体强度不变 D. 降低岩体强度 7. 矿山压力控制中,充填的主要作用是( )。 A. 提供支撑 B. 增加矿石产量 C. 减少矿石产量 D. 增加矿石质量 8. 矿山压力控制中,锚固的主要作用是( )。 A. 提供支撑 B. 减少矿石产量 C. 增加矿石产量 D. 增加矿石质量 9. 矿山压力控制中,爆破的主要作用是( )。 A. 提供支撑 B. 减少岩体强度 C. 增加岩体强度 D. 保持岩体强度不变 10. 矿山压力控制中,声波仪监测的主要目的是( )。 A. 监测岩体温度变化 B. 监测岩体应力变化 C. 监测岩体位移变化 D. 监测岩体湿度变化 答案: 1. C 2. C 3. C 4. C 5. D 6. A 7. A 8. A 9. B 10. B 二、多项选择题(每题 2 分,共 20 分) 1. 矿山压力的来源包括( )。 A. 地心引力 B. 地壳运动 C. 岩体自重 D. 人为开采 2. 矿山压力控制的方法包括( )。 A. 支护 B. 充填 C. 爆破 D. 锚固 3. 矿山压力监测的手段包括( )。 A. 应力计 B. 位移计 C. 温度计 D. 声波仪 4. 矿山压力与岩体强度的关系是( )。 A. 无关 B. 成正比 C. 成反比 D. 先成正比后成反比 5. 矿山压力控制中,支护的作用包括( )。 A. 增加岩体强度 B. 减少岩体强度 C. 保持岩体强度不变 D. 降低岩体强度 6. 矿山压力控制中,充填的作用包括( )。 A. 提供支撑 B. 增加矿石产量 C. 减少矿石产量 D. 增加矿石质量 7. 矿山压力控制中,锚固的作用包括( )。 A. 提供支撑 B. 减少矿石产量 C. 增加矿石产量 D. 增加矿石质量 8. 矿山压力控制中,爆破的作用包括( )。 A. 提供支撑 B. 减少岩体强度 C. 增加岩体强度 D. 保持岩体强度不变 9. 矿山压力控制中,声波仪监测的目的包括( )。 A. 监测岩体温度变化 B. 监测岩体应力变化 C. 监测岩体位移变化 D. 监测岩体湿度变化 10. 矿山压力控制中,位移计监测的目的包括( )。 A. 监测岩体温度变化 B. 监测岩体应力变化 C. 监测岩体位移变化 D. 监测岩体湿度变化 答案: 1. ABCD 2. ABCD 3. ABD 4. D 5. A 6. A 7. A 8. B 9. BC 10. C 三、判断题(每题 2 分,共 20 分) 1. 矿山压力仅来源于地心引力。( ) 2. 矿山压力控制的主要目的是保障矿工安全。( ) 3. 矿山压力的控制方法包括爆破。( ) 4. 矿山压力监测的手段不包括温度计。( ) 5. 矿山压力与岩体强度无关。( ) 6. 矿山压力控制中,支护的目的是增加岩体强度。( ) 7. 矿山压力控制中,充填的主要作用是增加矿石产量。( ) 8. 矿山压力控制中,锚固的主要作用是提供支撑。( ) 9. 矿山压力控制中,爆破的主要作用是增加岩体强度。( ) 10. 矿山压力控制中,声波仪监测的主要目的是监测岩体应力变化。( )
一、填空题1、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,称为弹性应变能。
2、在顶板压力作用下,活柱开始下缩的瞬间支柱上所反映出来的力称为始动阻力(支柱的阻力)。
3、工作面观测中的“三量”包括顶板移近量、支架载荷量、活柱下缩量。
4、当巷道埋深大于某一开采深度时,围岩产生明显的塑性大变形;当巷道埋深小于该开采深度时,巷道围岩不出现明显变形。
这一深度称软化临界深度。
5、自重应力场、构造应力场是原岩应力场的主要组成部分。
6、由开切眼到老顶初次来压时工作面推进的距离称为老顶的初次来压步距。
7、支架支设时,最初形成的主动力称为支柱的__初撑力___。
8、老顶岩层结构失稳的基本形式包括变形失稳、滑落失稳。
9、煤矿动压现象的三种形式冲击矿压、顶板大面积来压、煤和瓦斯突出。
10、采煤工作面直接顶类别按其在开采过程中变形的稳定程度分为不稳定顶板、中等稳定顶板、稳定顶板、非常稳定顶板等四类。
11、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。
12、根据实测,浅埋煤层可分为两种类型:典型的浅埋煤层、近浅埋煤层。
13、根据钻屑量预测冲击矿压危险时,常采用__钻出煤粉量__与正常排粉量之比,作为衡量冲击危险的指标。
14、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。
15、岩体与岩石有许多区别,其中较为明显的基本特征为岩体的非均质性、岩体的各向异性、岩体的非连续性。
16、地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体称为原岩体。
17、工作面前方形成超前支承压力,它随着工作面推进而向前移动。
18、赋存在煤层之上的岩层称为顶板,位于煤层下方的岩层称为底板。
19、根据采空区覆岩移动破坏程度,可分为“三带”,即冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。
20、根据冲击的显现强度,冲击矿压可分为弹射、矿震、弱冲击、强冲击四类。
21、根据液压支架的支撑与结构特点,液压支架一般可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式。
矿山压力及其控制习题及解答第一章矿山岩石和岩体的基本性质一、什么叫岩石的应力应变全程曲线?为什么说它真实的反映了岩石的破坏过程?认识这一过程对研究岩石性质有何意义?岩石的应力应变全程曲线,又称全应力—应变曲线,是在刚性实验机上得到的、反映岩石加载后变形和破坏全过程的实验曲线。
如图1-1,它与在一般普通的材料实验机上所得的曲线不同,可分为以下几段:1、OA段,为岩石的压密阶段,由于岩石内部各种裂隙受压闭合而形成;2、AB段,接近于直线,为线弹性阶段,B 点为弹性极限;3、BC段,为塑性段,与普通材料实验机上脆性岩石发生破坏前塑性段很短相比,它的塑性段较为明显。
由于这一阶段岩石内部有微破裂不断发生,又称为破裂发展阶段。
岩石到C点发生破坏,C点即为强度极限;4、CD段、岩石的破坏是一个渐进的发展过程,即岩石在C 点达到强度极限以后仍有一定的承载能力,在低于强度极限的压力下应变继续扩大,直到压力降到某一较小值,岩石在 D 点达到完全破坏。
这一段卸载曲线CD,称为后破坏曲线或峰后特性曲线。
岩石的应力—应变全程曲线真实地反映了岩石破坏的全过程。
过去在普通的材料实验机上得不到这一曲线,是由于普通的材料实验机具有“柔性”,在对岩石试块加载过程中它本身也相应地产生变形,不断地聚积一部分变形能。
当岩石达到强度极限后,随试件破裂。
图1 岩石的应力应变全程曲线二、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么?它们在本质上有何区别?为什么目前莫尔强度理论较广泛地用作岩石的强度条件?莫尔强度理论认为,材料破坏主要是由于破坏面上的剪应力达到一定程度,但此剪应力还与破坏面上由于正应力造成的摩擦阻力有关。
也就是说,材料某一点发生破坏,不仅取决于该点的剪应力,同时取决于正应力,即沿某一面剪断时剪应力与正应力存在着一定的函数关系,τ=f(σ)。
格里菲斯强度理论则认为,任何材料内部都存在各种细微的裂缝,当材料处于一定的应力状态时,在这些裂缝的端部便会产生应力集中。
矿山压力与岩层控制部分答案1-15 p16 岩石力学P522-15支承压力与矿山压力的区别。
3-3644-12. 试分析周期来压的形成原因及表现形式。
形成原因:随着采煤工作面的推进,在基本顶初次来压以后,裂隙带形成的岩体结构将始终经历“稳定—失稳—再稳定”的变化,这种变化将呈现周而复始的过程。
由于岩体结构的失稳,导致工作面顶板的来压,这种来压将随着工作面的推进而周期性地出现。
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。
表现形式:顶板下沉速度急剧增加;顶板的下沉量变大,支柱所受的载荷普遍增加;有时伴随煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。
755-1P128采煤工作面支柱的特性有几种?试比较其优缺点?答:目前所使用的支柱的工作特性有三种。
分别为:急增阻式、微增阻式、恒阻式。
从支柱工作阻力适应顶板压力的特点进行分析,显然,恒阻性能的支柱较为有利。
恒阻式:支柱安装后,很快达到工作阻力,随支柱的下缩,工作阻力保持不变。
急增阻式性能比较差,可缩量小,初期支撑力低。
微增阻式介于恒阻式和急增阻式之间10P1251012、简述采场支架与围岩关系特点?P149答: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。
6-11 简述岩层移动引起的采动损害与煤岩绿色开采技术体系。
答:岩层移动引起的采动损害是:(1)形成矿山压力显现;(2)形成采动裂隙;(3)岩层移动发展到地表引起地表沉陷绿色开采技术研究主要针对煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等问题而开展。
绿色开采技术主要包括以下内容:(1)水资源保护—形成“保水开采”技术;(2)土地与建筑物保护—形成离层注浆、充填于条带开采技术;(3)瓦斯抽放—形成“煤与瓦斯共采”技术;(4)煤层巷道支护技术与减少矸石排放技术;(5)地下气化技术。
2关键层:将对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。
矿山压力与压力控制习题第0章绪论1、顶板事故频繁发生的基本原因是什么?答:顶板事故频繁发生的基本原因是:(1)没有很好地研究和掌握各个具体煤层需要控制的岩层范围及其运动的规律(包括运动发生的时间和条件等),顶板控制设计缺少基础;2)没有深入地研究和掌握各种类型支架的特性,特别是在生产现场所能达到的实际支撑能力。
没有解决好针对具体煤层条件选好和用好支护手段方面的问题;3)没有更好地揭示支架与顶板运动间的关系,达到正确合理的选择控制方案。
2、矿山压力与岩层控制研究的主要任务是什么?答、矿山压力与岩层控制研究的主要任务为:(1)研究随采场推进在其周围煤层及岩层中重新分布的应力(包括应力大小及方向等)及其发展变化的规律。
该应力的存在和变化是煤及岩层变形、破坏和位移的根源,也是采场及周围巷道支架上压力显现的条件。
搞清分布在煤层及各个岩层上的应力状况,揭示它们随采场推进及岩层运动而变化的规律,是采场矿山压力研究的重点。
(2)研究采场支架上显现的压力及其控制方法。
包括压力的来源、压力大小及与上覆岩层运动间的关系、正确的控制设计方法等。
(3)研究在采场周围不同部位开掘和维护的巷道的矿山压力显现及其控制办法。
包括不同时间开掘的巷道压力的来源、巷道支架上显现的压力大小及其影响因素、以及支架与围岩运动间的关系等。
(4)控制采动岩层活动的主要因素分析。
从十分复杂的采动岩层活动中建立采动岩层的结构力学模型,从而展开对采场顶板矿压、采场突水、岩层移动及地表沉陷规律等进行系统描述。
(5)深部开采时采场支承压力分布、岩层结构及运动特点、围岩大变形的控制机制等。
3、矿山压力与岩层控制研究历史上主要存在几种假说?并叙述各假说的内容及优缺点?答:(1)掩护“拱”假说掩护拱假说的基本观点是:①采动形成的工作空间是在一种“拱”的结构掩护之下;② “拱”结构承担上覆岩层的重量,通过拱脚传递到煤层及岩体上的压力及由此在煤及岩体中形成的应力,是煤及岩层破坏的原因,也是“拱”结构本身向外扩展的条件;③采场空间的支护仅承受拱内已破坏岩层的岩重,支架是在由“拱”的结构尺寸所圈定的破碎岩石荷重下工作—即在一定的载荷条件下工作,支架上显现的压力大小与支架本身的力学特性无关。
一、研究空的周围应力对研究矿山压力有何实际意义,有哪些重要结论可以借鉴?存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力,其形成主要与地球的各种动力运动过程有关,包括:板块边界受压,地幔热对流,地球内应力,地心引力,地球旋转,岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。
原岩应力分布的基本规律(特点):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)平均应力与铅直应力的比值随深度增加而减小4)最大水平主应力和最小水平主应力一般相差比较大煤层开采过程中,井下巷道的断面形状多样,巷道周围岩石又是非均质的各向异性体,其力学特性及围岩的应力场目前还未完全掌握。
为了研究方便,假设巷道周围岩体为均匀连续弹性体,把均与连续无限或半无限弹性体中孔周边应力分布看做平面应变问题。
这样,就可将巷道视为圆孔,用弹性力学的方法求出巷道周围岩体的应力分布,从而近似地反映实际巷道周围的应力状态。
从圆形孔周围应力分布的研究中,可以借鉴:当岩体处于静水平应力状态时,圆形巷道周围应力场有以下几个特点:1.巷道周围岩体全部处于压缩状态。
2.孔周边的最大应力集中系数K=2 ,并且与孔的直径大小无关。
3.圆孔周围任意一点的切向应力与径向应力之和为一补常数4.圆形孔周边以外其他各点的应力大小与孔径大小有关。
当岩体处于单向受压应力状态时,圆形孔周围应力场有以下几个特点1.圆形孔周围岩体有拉应力区出现。
2.圆形孔周边最大应力集中系数K=33.当在孔内增加侧向压力时可以使应力场得到改善,这就是巷道安设支架的作用。
试分析厚煤层一次采全高时,采场矿山压力显现的特点。
由于煤层的一次采高增大,使回采工作面的矿山压力显现发生了重大变化:1.工作面顶底板之间的移近量增大,移近速度加快,使支架增阻速度加快,给顶板管理带来困难。
2.顶板下沉量增大和下沉速度加快,易造成顶板破碎、工作面局部冒顶频繁,特别是顶梁前端顶板很难控制等现象。
这种现象尤其在放顶煤采煤法中显得更为突出。
矿⼭压⼒与岩层控制第⼆章矿⼭岩体的原岩应⼒及其重新分布1. 什么叫⽀承压⼒?它和矿⼭压⼒有何不同?2.试述原岩应⼒场的概念、组成部分及其分布的基本特点。
3.减压区的形成及其实际意义。
5※<习题⼆>第三章采场顶板活动规律4.什么是直接顶、伪顶和⽼顶,它们之间有何不同?5.简述煤层开采后,上覆岩层的破坏⽅式。
怎样按破坏⽅式分区?6.地表以下500m深处有⼀回采⼯作⾯,煤层开采厚度为2.5m,煤层的承载能⼒N0=9.8kN/m2,上覆岩层平均容重γ=24.5KN/m3,煤层内的侧压⼒系数λ=0.4,若煤壁上的应⼒集中系数K=5,煤层和顶底之间的摩擦系数f=0.3,求煤壁内最⾼⽀承压⼒点距⼯作⾯的距离是多少?7.简述对开采后上覆岩层形成的结构有哪⼏种主要假说及其各⾃的优缺点。
8.试分析采场上覆岩层所形成的裂隙体梁的失稳条件。
5※<习题三>第四章采场矿⼭压⼒显现基本规律9. 什么是矿⼭压⼒和矿⼭压⼒显现?10. 在实际⽣产中,习惯上常⽤哪些矿⼭压⼒现象作为衡量矿⼭压⼒现现程度的指标?各⾃的含义是什么?11. 什么是⽼顶的初次来压和初次来压步距?其特点是什么?⽼所初次来压时应采取什么措施?12. 什么是⽼顶的初次来压和周期来压步距?试分析周期来压的形成原因及表现形式。
13. 试简述⽼顶初次来压前和周期来压后开采空间周围岩休中的应⼒分布,并绘图说明之。
14. 试说明矿⼭压⼒和矿⼭压⼒显现的关系,是否矿⼭压⼒⼤,矿⼭压⼒显现也必然强烈?举例说明之。
15.试分析加快⼯作⾯推进速度与改善顶板状况的关系5※<习题四>第五章采场矿⼭压⼒显现基本规律16.回采⼯作⾯⽀拄的⼯作特性共有⼏种?试分析其优缺点和适⽤条件。
17. 怎样理解⽀架的合理⼯作阻⼒?18. 试述液压⽀架的基本类别及其适⽤条件。
19.回采⼯作⾯“⽀架与围岩关系”及其特点是什么?20.什么是⽀架的初撑⼒,⽀架初撑⼒的⼤⼩对顶板管理有何影响?5※<习题五>第六章采场岩层移动与控制21.简述岩层移动引起的采动损害与煤岩绿⾊开采技术体系。
模块一1.矿压显现只存在于围岩中。
()答案:错2.岩石受单向压缩载荷时,试件在轴向缩短的同时产生横向压缩,其横纵应变与轴向应变的比值称为泊松比。
()答案:错3.某岩石试件相对密度ρs=2.60,孔隙比e=0.05,则该岩石的干密度ρd为()。
答案:2.484.图中()可以表示岩石在三向等拉状态下的应力圆。
答案:点15.在岩石抗压强度试验中,若加荷速率增大,则岩石的抗压强度()。
答案:增大6.岩体工程分类通常考虑()等方面的因素。
答案:结构面特性;岩石的物理力学特性;施工条件;工程规模;地应力7.地下煤层开采以后,围岩的原始应力状态没有受到破坏。
()答案:错8.平均水平应力与铅直应力的比值一般随深度增加而增加。
()答案:错9.对双向等压应力孔周应力分布规律描述不正确的是:()答案:围岩内应力大小与弹性常数和无关,和与距孔边距离无关10.弹性状态下,双向不等压应力场中孔周边的切向应力为最大应力,其最大应力集中系数()。
答案:K=3模块二1.煤柱支撑法处理采空区适用于极坚硬顶板。
()答案:对2.铰接岩块假说认为工作面支架存在给定载荷和给定变形两种工作状态。
()答案:对3.岩块的高长比越小,老顶初次破断后的“砌体梁”结构越不容易产生滑落失稳。
()答案:对4.若将老顶视为四边固支的板结构,则达到强度极限时首先将在()形成断裂。
答案:长边中部5.直接顶的初次垮落的标志是()。
答案:垮落范围超过全工作面长度的一半;直接顶垮落高度超过1-1.5m6.采场上覆岩层结构失稳的基本形式有()。
答案:结构的滑落失稳;结构的变形失稳7.提出“煤炭绿色开采”的理论基础是岩层控制的关键层理论。
()答案:对8.采场上覆岩层中关键层的变形特征表现为关键层下沉变形时,其上覆岩层的不同步下沉。
()答案:错9.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称为岩层移动角。
()答案:对10.充填开采因增加工艺、成本较高以及有可能产生的污染应避免使用。
《矿山压力其控制》习题参考答案(一)名词解释:1 矿上压力:由于矿上开采活动的影响,在开采空间围岩体内形成的和作用在只支护物上的压力。
2 矿山压力显现:由于矿山压力的作用,开采空间围岩体及支护物产生的各种力学现象(破坏,跨落,折损,冲击)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 伪顶:位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层,其厚度一般在0.5m 以下。
5直接顶:位于煤层或伪顶之上具有一定的稳定性,移架或回柱后能自行垮落的岩层。
6 老顶:位于直接顶或煤层之上厚而坚硬的岩层。
7 老顶的初次来压步距:有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 完全沿空掘巷:安全沿采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘进巷道。
10冲击地压:在地应力高的岩体中开挖硐室,围岩应力突然释放,岩块破裂并抛出的动力现象。
11沿空留巷:采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道12断面破碎度:支架前梁端部到煤壁间顶板破碎程。
(二)问答题1、分布特征:只考虑自重情况下原岩应力状态的侧向应力系数在0与1之间,即0≤λ≤1。
λ=0,1/7,1/3,1/2,1在θ=0°;90°;180°;270°的分布克制圆孔两侧的切向应力集中系数处于2~3之间,即两侧最大切向应力比垂直原岩应力大1~2倍,且与孔径无关。
2、简述原岩应力场的概念及主要组成部分。
天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场。
原岩应力场由自重应力场和构造应力场组成。
地心引力引起的应力场称为自重应力场,地壳中任意一点的自重应力等于单位面积的上覆岩层的重量。
由于地质构造运动而引起的应力场称为构造应力场,构造应力与岩体的特性,以及正在发生过程中的地质构造运动和历次构造运动所形成的地质构造现象有密切关系。
3、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?岩石破碎后,杂乱堆积,岩石的总体力学特征类似于散体。
矿山压力与岩层控制A卷一、填空题(20×1)(1)岩石的弹性变形可变现出(线弹性)、(完全弾性)、(滞弹性)三种弹性特征。
(2)衡量矿山压力显现程度的指标主要有(顶板下沉)顶板下沉速度(支柱的变形与折损)(顶板破碎情况)(局部冒顶)、顶板沿煤壁切落等。
(3)影响采场矿山压力显现的因素主要包括(采高与控顶距)(工作面推进速度)(开采深度)(煤层倾角)。
(4)液压支架按对顶板的支撑面积与掩护面积的比值可划分为(支撑式)(掩护式)和(支撑掩护式)三种型式。
(5)锚杆支护作用理论主要有(悬吊理论)(组合梁理论)和(组合拱理论)、最大水平应力理论、围岩强度强化理论。
(6)巷道围岩卸压主要方式有(跨巷回采)、(巷道围岩开槽)、(利用卸压巷)、掘前预采。
二、判断题(5×2)(1)一般工作面推进速度增大周期来压步距增大。
(√)(2)相同采高的工作面直接顶厚度越大则矿压显现越强烈。
(×)(3)综采和综放开采相同厚度的煤层时矿压显现综采强于综放。
(√)(4)巷道变形的主要原因是由于巷道开挖之后,其周围的破裂区和塑性区增大的体积向巷道空间挤压造成的。
(√)(5)沿空巷道的稳定性主要取决于端部覆岩关键层结构是否稳定。
(√)三、名词解释(5×4)(1)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。
(2)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。
(3)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称为矿山压力。
(4)巷道围岩控制原理:是指人们根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间的相互关系,选择合适的巷道布置和保护及支护方式,降低围岩应力,增加围岩强度,改善围岩受力条件和赋存环境,有效地控制围岩的变形、破坏。
(5)沿空留巷:是指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,以供下区段工作面回采时作为回风平巷。
一、重要概念1矿山压力、2 矿山压力显现、3矿山压力控制、4原岩应力、5支承压力、6老顶、7直接顶、8直接顶初次垮落、9顶板下沉量、10老顶初次来压、11周期来压、12关键层、13开采沉陷、14充分采动与非充分采动、15岩层移动角、16岩层变形、17沿空留巷、18沿空掘巷、19锚固力、 20软岩、 21顶板大面积来压、22浅埋煤层、23放顶煤开采。
二、简答与分析论述1. 简述原岩应力场的概念及主要组成部分。
2. 原岩应力分布的基本特点3. 支承压力与矿山压力的区别?4. 煤柱下方底板岩层中应力分布特点及其实际意义?5. 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?6. 分析采场上覆岩层结构失稳条件7. 分析加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系。
8. 试分析开采深度对采场矿山压力及其显现的影响。
9. 老顶破时在岩体内将引起什么性质的挠动,其特点是什么?有何实用意义?10. 简述回采工作面周围支承压力分布规律。
11.是否矿山压力大矿山压力显现也必然强烈,试举例说明。
12. 简述我国缓倾斜煤层工作面顶板分类方案。
13. 支撑式、掩护式、支撑掩护式液压支架结构特征及适用范围。
14. 简述采场支架与围岩关系特点。
15. 分析采场支架工作阻力与顶板下沉量“P-△L”曲线关系16. 试分析综采面支护质量监测对于改善工作面支架—围岩关系,确保工作面高产高效的作用。
17. 简述开采后引起的上覆岩层的破坏方式及其分区。
18. 简述绿色开采技术体系,关键层的作用。
19. 简述控制岩层移动的技术。
20. 为什么说锚注支护是软岩巷道支护的新途径?21. 采区平巷在其服务期内沿走向的矿压规律有哪些?采动影响带的前影响区和后影响区内矿压显现时间和机理有何不同?22. 沿空留巷矿压显现基本特征?与沿空掘巷矿压显现的主要区别?23. 跨巷回采卸压的基本原理?24. 画出巷道支架与围岩相互作用关系示意图,并分析支架与围岩的相互作用原理。
25. 高强度螺纹钢锚杆组成及其经常与之组合使用的支护材料。
26. 如何根据锚杆对围岩的约束方式定义锚杆锚固力?27. 简述软岩巷道变形力学机制。
28. 简述影响顶煤冒放性的主要因素,提高顶煤冒放性的主要措施。
一、名词解释:1、老顶:通常把位于直接顶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。
2、顶板下沉量:一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量,顶底板的相对移近量。
3、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。
4、周期来压:由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来亚现象称为工作面顶板的周期来压。
5、回采工作面:在煤层或矿床的开采过程中,一般把直接进行采煤或采有用矿物的空间称为回采工作面,简称采场。
6、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。
7、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和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
8、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统称为矿山压力显现。
9、矿山压力控制:所有减轻,调节,改变和利用矿山作用的各种方法,均叫做矿山压力控制。
9、直接顶初次垮落:直接顶第一次大面积的垮落称为直接顶的初次垮落。
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有时可能伴随滑落失稳,从而导致工作面顶板急剧下沉,此时,工作面支架呈现受力普遍加大的现象称为老顶初次来压。
11、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之承压力。
12、关键层:将对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。
13、冲击能指数:在单轴压缩状态下,煤样全“应力---应变”曲线峰值C前所积聚的变形能Es与峰值后所消耗的变形能Ex之比值。
13、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,供下区段工作面回采时作为回风平巷。
14、沿空掘巷:回采工作面采过后,沿采空区边缘掘进的巷道。
15、软岩:是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
16、底鼓:底板向上鼓起的现象。
17、煤矿动压现象:煤矿开采过程中,在高应力状况下积聚有大量弹性能的煤或岩体在一定的条件下发生破坏,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,这些现象通称为煤矿动压现象。
它有三种形式:冲击矿压,顶板大面积来压,煤与瓦斯突出。
18、冲击矿压:冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架和设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等灾难的一种现象。
19、浅埋煤层: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埋煤层。
20、开采沉陷:(p177)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。
21、充分采动与非充分采动(177)。
22岩层移动角::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称为岩层移动角。
23、锚固力:锚杆对围岩的约束力。
(1)根据约束力方式可分为托锚力、粘锚力、切向锚固力;(2)根据锚杆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。
二、简答解析:1、研究“孔”周围应力对研究矿山压力有何实际意义?有那些重要结论可以借鉴?由于地下巷道和回采空间具有复杂的几何形状,以及巷道和回采空间周围岩体也是属于非均质,非连续,非线性以及加载条件和边界条件复杂的一种特殊介质,到目前为止还无法用数学力学的方法精确地求解出巷道周围岩体内各处的应力分布状态。
根据采矿工程的特点,通过将巷道及回采空间简化为各种理想的单一形状的孔来近似的求出巷道和回采空间周围的应力状态,对了解巷道变形的机理是十分有益和非常必要的。
重要结论:1)孔周围形成了切向应力集中,最大切向应力发生在孔的周边。
2)应力集中系数的大小,对于单孔来说,圆形孔仅与测压系数有关,对于椭圆来说,则不仅与测压系数有关还与孔的轴长比有关。
3)不论何种形状的孔,它周围的应力重新分布,分布从理论上说影响是无限的,但从影响的剧烈程度来看大都有一定的影响半径。
4)孔的影响范围与孔的断面大小有关。
2、原岩应力分布的基本特点(43)通过理论研究、地质调查和大量的地应力测量资料,原岩应力分布的主要规律归纳如下:实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量;水平应力普遍大于铅直应力;平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小;最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大。
3煤柱下方底板岩层中应力分布特点及其实际意义?分布特点:在煤柱或煤体下方的一侧为增压区而在采空区下方的一侧为减压区,在集中力作用下,将岩体内铅直应力相等的点连起来则形成卵形的压力泡。
实际意义:由此我们可得到一些在底板中布置巷道时的规律,并且在实际工程中很少遇到集中载荷作用的情况,但通过这个解,可以知道应力在岩体内的传递规则,并且可以用积分的方法解决其它载荷条件下的应力分布问题。
4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?岩石破碎后,杂乱堆积,岩石的总体力学特征类似与散体。
由于岩层破碎后体积将产生膨胀,因此直接顶垮落后,堆积的高度要大于直接顶原来的厚度。
影响碎胀系数Kp的重要因素是岩石破碎后块度的大小及其排列状态。
岩石破碎后,在其自重及外加载荷的作用下逐渐压实,碎胀系数变小,压实后的高度将取决于岩石的残余碎胀系数Kp。
随着老顶的初次断裂,老顶破断岩块的变形迫使直接顶变形方向支架方向加载荷,此时直接顶就不在可能形成放顶是可能发生的离层状态。
但是老顶破断岩层形成的变形失稳与滑落失稳将对直接顶的稳定性产生影响。
5原岩应力场的概念及主要组成部分。
天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场,它主要包括自重应力场和构造应力场.6分析采场上覆岩层结构失稳条件(☆)上覆岩层的岩体结构主要由坚硬岩层组成,软岩层只作为载荷,坚硬岩层断裂成岩按后排列鳖齐并互相咬合,这样,就可以建立一个势定的力学模型。
根据力学计算,岩体结构的平衡条件为:1)岩块间应有足够的水平推力,且不可过大。
2)岩块的下沉量S l要小,厚度h较大,且S l要远小于h o。
3)岩按闷的断裂角θ要小于岩块间的摩擦角ψ4)岩块间的剪切力Q要小于岩块问的摩擦力,即岩体结构上作用的载荷不易过大。
7分析加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系。
(112)从实测的“s一t”曲线中可以看出,加快工作面的推进速度实质上意味着减少了工作面的控顶时间,也减少了时间因素对顶板下沉的影响,无疑可以减少顶板的下沉量,改善顶板维护状况。
但是加快工作面的推进速度却在一定的时间间隔内增加了工序的影响次数,即缩短了相邻两个工序的时间间隔,同时也必然使顶板的下沉量加剧。
当工作面推进速度加快到一定程度后,可能会出现前一工序影响的顶扳下沉还未稳定,后一个工序的影响却已来到。
这样,会使工作面顶板始终处于剧烈活动的情况下。
显然,这种信况对项板的渠护是非常不利的。
在工作面推进速度很慢的情况下,加快工作面的推进速度对于减小顶扳的下沉虽,改善顶板曲维护状况显然是有利的。
但是,如果工作面的推进速度已提高到一定程度后,再提高工工作面的推进速度不但不能减小顶板的下沉量,反而会使顶扳活动更加剧烈。
从理论上来讲,用加快工作面推进速度的方法来减小顶板下沉量,改善顶板维护状况是有一定限度的。
因而企图用加快工作面推进速度来甩掉矿山压力的想法更是不现实的。
在目前的实际生产中,工作面的推进速度还远没有达到不能再提高的地步。
从矿山压力的观点出发,即使是年产百万吨的采煤队,再提高工作面的推进速度以减小质板的下沉量也还是可能的。
8回采工作面测定的“S-T”曲线说明了什么?工作面推进速度对顶板下沉量的影响,用顶板下沉量s与时间t的坐标关系表示。
在一定的生产条件下,时间t本身包含有工作面的推进速度因素,在实际的测定中也常常反映出顶板下沉量是时间的函数。
在有些工作面中,当推进速度比较慢时,容易出现局部冒顶等不利与生产的矿山压力现象,而此时当工作面的推进速度时,则顶板状况明显好转,当工作面推进速度提高到一定程度,顶板下沉量变化将逐渐减小。
但同时,随着回采工作面推进速度的加快,顶板下沉速度也明显加快。
由“s-t”曲线可知,在工作面中进行落煤与放顶时,顶板下沉表现最为剧烈,平时则比较缓和。
9试分析开采深度对采场矿山压力及其显现的影响?开采深度直接影响着原岩应力大小,同时也影响着开采后巷道或工作面周围岩层内支承压力值。