矿山压力与控制复习题及答案

1、矿山压力与控制复习题铅直应力公式：h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

2、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：急增阻式微增阻式恒阻式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

3、 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。2、原岩应力场：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3、初次来压：基本顶初次破断在采煤工作面引起的矿压显现。4、矿山压力显现：在矿

4、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，以及在岩体中产生的动力现象。这些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。5、控顶距：控顶距是指工作面支架支护的空间宽度,显然控顶距愈大,顶板的挠曲变形量大,底板的鼓起量也大。 顶板下沉量与采高和控顶距成正比例关系。或者 采煤工作面中煤壁至末排支柱的顶梁后端，或至放顶柱之间的距离。6. 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工作空间称为回采工作面或简称为采场 .7.初次来压步距 由开切眼到初次来压时工作面推进的距离称为老顶的初次来压步距。8

5、. 支架工作阻力 就是当液压支架撑住了顶板时候并且达到初撑力之后，下一步就是顶板就会下沉会有很重的东西压住液压支架，直至增加到支架的安全阀的调定压力，立柱下腔的压力就达到工作阻力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。10.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。11.端面距：支架最前端离煤壁的距离12.围岩极限平衡区：在地下岩体中开掘巷道以后，一般巷道周边的岩块是处于单轴压缩状态，在垂直应力KH的作用下，就要发生破坏，随着向岩体内部发展，岩块逐渐变为三向应力状态，其抗压强度逐渐增加，在某一半径为R的范围内岩块的应力圆和其强度包络线

6、相切，这一范围内的岩块受力状态叫做极限平衡状态，岩体处于极限平衡状态的区域叫做极限平衡区13.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。14、岩石：岩石是组成地壳的基本物质，有各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而成。为于自然状态下的岩体有所区别，多数岩石力学文献中，岩石是从岩体中取出的、尺寸不大的块状物质，有时又称为岩块。15、孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样体积的比值，称为该岩石的总孔隙度16、流变 材料的应力、应变随时间变化而变化的现象。17、蠕变 材料在常应力作用下，变形随时间的延续而缓慢增长的现象

7、。18、自重应力岩层自身重力引起的应力。20、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21、基本顶位于直接顶或煤层之上，通常厚度及岩石强度较大、难于垮落的岩层。21.矿山压力：这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的合作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。22.构造应力场：由于地质构造运动而引起的应力场称为构造应力场。23.构造应力：是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力，岩体构造力可以分为现代构造力和地质构造残余应力。24.采场：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工作空间称为回采工作面或简称采场。25.上覆岩层：赋存在煤层之上的岩

8、层称为顶板 或上覆岩层26.底板：位于煤层下方的岩层27.伪顶：在煤层和直接顶之间有时存在厚度小于0.30.5m，极易垮落的软弱岩层28.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。29.老顶初次来压：工作面支架呈现手里普遍加大现象。30.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。31.液压支柱：分为内油压式和外油柱式32.关键层：将对采场上覆岩层局部或直接地表的全部岩层活动期控制作用的岩层。33.软岩：从定义上分为地质软岩和工程软岩34.地质软岩：强度低，孔隙度大，胶结程度差，收构造面切割机风化影响显著或含有大量膨胀性黏土矿物的松散软弱岩层的总称。3

9、5.工程软岩：在巷道工程里作用下，能产生显著变形的工程岩体。36.浅埋煤层：通常将具有浅埋深，基岩薄，上覆后松散层赋存特征的煤层。37.冲击地压：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，造成煤岩体振动和破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏。38.沿空留巷：如果通过加强支护或采用其他有效方法，将相邻区段巷道保留下来，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）39.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沿空掘进(煤体无

10、煤柱)巷道40.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41.泊松比岩石受单向压缩载荷时，试件在轴向缩短的同时产生横向膨胀，其横向应变与轴向应变的比值称为泊松比。42.砌体梁工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。43.原生裂隙岩层在形成过程中由于温度、矿物结晶及沉积的作用二形成的弱面。44.载荷集度在回采工作面顶板悬顶距范围内，单位面积顶板对支架的载荷称为顶板的载荷集度。45.碎胀性岩石在破碎以后的体积比整体状态下增

11、大的性质，称为岩石的碎胀性。三.简单题1、简要叙述岩石单轴受压条件下的全过程应力-应变曲线的5个阶段。答：压密阶段、弹性阶段、塑性过度阶段、塑性阶段、破坏阶段2、简述莫尔强度理论。材料发生破坏是由于材料的某一面上剪应力达到一定的限度，而这个剪应力与材料本身性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦阻力有关。即材料发生破坏除了取决于该点的剪应力，还与该点正应力相关。3.岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？答：岩石的孔隙性是指岩石中孔隙和裂隙的发育程度，表征它的指标有两种：孔隙度和孔隙比。可见孔隙度和孔隙比是反映孔隙性的指标。孔隙度n是岩石中各种孔隙、裂隙体积的总和与岩石总体积之比；孔隙比e是岩石中各

12、种孔隙、裂隙体积的总和与岩石内固体部分实体积之比。显然，孔隙度n和孔隙比e存在以下关系：。4.采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？答：巷道掘进阶段，无采掘影响阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。5.影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？答：采高与控顶距，工作面推进速度，开采深度，煤层倾角。6.简述回采工作面支架与围岩关系的特点。答：支架围岩是相互作用的一对力，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，支架结构及尺寸对顶板压力有一定影响。7、简述采区巷道支护的主要形式。答：1、基本支护，一般包括木支护和金属支护，2、加强支护，主要为了抵抗采动影响所造成

13、的矿山压力，3、巷旁支护，在沿空巷道靠采空区一侧专门设置的人工建筑物，4、巷道围岩加固，包括锚杆加固和化学加固。8、什么叫煤矿动压现象？答：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。9.影响岩体强度的因素主要有哪些？岩块的强度主要取决于构成岩石的矿物和颗粒之间的联结力和微裂隙的影响；而对岩体强度起控制作用的则是岩体中的结构面和构造特征。10.架设金属单体支架的技术要求：确保金属支柱的工作性能，失效支柱应及时运至地面检查；在支设金属支柱时，应采用升柱器，使之

14、具有一定的初撑力；严禁在一个工作面使用两种或两种以上不同性能的基本支柱；金属支柱必须与金属铰接顶梁配套使用；不宜让支柱受偏心载荷；必须保证支柱的支设质量，不能将支柱打在浮矸上11.构造应力以水平力为主，具有明显的区域性和方向性，其具体特点： 一般情况下地壳运动以水平运动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。 构造应力分布不均匀，在地质构造变化比较强力的地区，最大应力的大小和方向往往有很大的变化。 岩体中的构造应力具有明显的方向性，最大水平应力和最小水平主应力之值一半往往有很大的变化。 构造应力在坚硬岩层中出现一般比较普遍，在软岩中储存构造应

15、力很少。13.软岩巷道底鼓的防治：1.起底2.底板防治水3.支护加固法 4.应力控制方法5.联合支护方法13.影响顶煤冒放性的因素：1. 媒体强度2.媒体利息分布的影响3.顶煤厚度4.夹矸的影响14.岩石的水理性质：1.岩石的透水性 2.岩石的软化性3.岩石的膨胀性和崩解性4.岩石的吸水性和抗冻性15.影响岩石变形和强度的因素： 1. 岩石的性质2. 岩石的生成条件3. 岩石的构造特征4. 风化，水和温度的作用5. 岩石试件的形状和尺寸6. 加载速率和次数7. 岩石的受载状态16.巷道围岩变行规律：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

16、动影响阶段17.巷道围岩卸压：1. 跨巷回采进行巷道卸压2. 巷道围岩开槽卸压及松动卸压3. 利用卸压巷硐进行巷道卸压4. 提前预才的应用118.锚杆支护理论：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19.采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？答：巷道掘进阶段，无采掘影响阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。20.衡量矿山压力显现程度的指标有哪些？答：顶板下沉，顶板下沉速度，支柱变形预折损，顶板破碎情况，局部冒顶，工作面顶板沿煤壁切落，或称大面积冒顶。21.影响采场矿山压力显现的主要因素：1. 采高与控顶距2. 工作面推进速度的影响3.

17、 开采深度的影响4. 煤层倾角的影响5. 分层开采时的矿山压力显现22.工作面矿压显现的基本规律：1. 综放面的支撑压力分布规律是：与单一煤层开采相比，在顶板以及煤层条件，力学性质形同情况下，综放开采的支撑压力分布范围大，峰值点前移。2. 实测资料表明，工作面支架载荷不大，说明离工作面不远的高出就形成平衡结构。3. 放顶煤工作边的煤壁及断面顶板的维护显得特别重要。4. 放顶煤工作面的端头压力和梁平巷严厉并不大，显然由于一次采高增加引起支撑压力增加，但由于是一次采全厚，故回踩巷道的矿压显现较分层多次开采缓和。5. 支架前柱的工作阻力大于后主工作阻力。6. 下分层综放时的矿压显现规律。23.浅埋煤

18、层上覆岩层运动的主要特征：1. 顶板急眼沿全厚切洛，急眼破断角较大，坡段直接波击地表。2. 浅埋煤层工作面顶板一般为单一主关键层类型，老顶岩块不易形成稳定的“砌体梁”结构。3. 急眼与载荷层厚度纸币。对来压闲心有重要影响。24.简述原岩应力的分布基本规律。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：(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)平均水平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较大。25.简述原岩应力场的概念及主要组成部分。（40）天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场

19、称为原岩应力场。由地心引力引起的应力场称为自重应力场，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(岩体中裂隙发育密度与方向，岩体的弹性、塑性、粘性等)，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(断层、褶皱等)有密切关系。自重应力场和构造应力场是原岩应力场的主要组成部分。26.原岩应力分布的基本特点通过理论研究、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：(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)平均水平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较大

20、。27.对原岩应力状态有哪几种假说？答：1、弹性假说，认为岩体处于弹性状态，其受力与变形的关系符合虎克定律，在垂直应力作用下将在岩体中引起水平应力的作用。2、静水应力状态假说，认为在地下深处的岩体由于长期的地质作用喝岩石的蠕变作用而使岩体中的测向应力和垂直应力趋于相等。28.试说明矿山压力和矿山压力显现的关系。答：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。后者是由前者引起的，没有前者就没有后者。有些矿山压力显现的大小直接由矿山压力引起，如：巷道围岩的变形和破坏，煤壁的压酥和片帮等都随矿山压力的增大而变的更加强烈；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

21、影响。如：工作面顶板下沉，支架上所承受的载荷等，它们并不随矿山压力的增大而成正比的增大。顶板下沉受工作面上覆岩层运动规律的制约，它和煤层的采高及工作面的控顶距成正比。支架上所承受载荷的大小与支架本身的特性及顶板下沉量的大小有关。从以上分析可以看出，矿山压力大，矿山压力显现不一定强烈。29.分析采场支架工作阻力与顶板下沉量的“P-L”曲线关系支架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作用关系。从PL曲线可以得出一下结论：不同的顶板条件，PL曲线的斜率不同，但都呈双曲线关系。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小，但低于此值则提高支架工作阻力将减少顶板下沉量

22、。支架的工作阻力并不能改变上覆岩层“大结构”的总体活动规律。回采工作面支架应具备以下两个基本特性：一是必须具备一定的可缩量；二是必须具备有良好的支撑性能，即一定的工作阻力。因而在支架选型与支护设计中，最主要是确定支架的最大可缩量与最大工作阻力。30.简述绿色开采技术体系，关键层的作用。针对煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，“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、充填与条带开采技术；3、瓦斯抽放一形成“煤与瓦斯共采”技术；4、煤层巷道支护技术与减少酐石徘放技术；5、地下气化技术。这些内容构成的绿色开采技术体系简要表达如图所示。

23、由于成岩时间及矿物成分不同，煤系地层形成丁厚度不等、强度石同的多层岩层。其小覆岩关键层将对采场上程思层活动起土要的控制作用。为了弃洁岩居移动出厂仟亡传递的动态过程，并对岩层移动过程中形成的采场矿压显现、煤片体中水与瓦斯的流动和地表沉陷等状态的变化进行有效监侧与控制，关键在于弄清关键层的变形破断及其运动规律，以及其运动过程中与软岩层间的相互耦合作用关系。关键层理论的提出实现了矿山压力、岩层移功与地表沉陷、采动煤岩体中水与瓦斯流动研究的有机统一为更全面深入地解释采动岩体活动规律与采动损害现象奠定了基础，为煤矿绿色开采技术研究提供了理论平台。31.简述控制岩层移动的技术。岩层移动控制技术可分为3类：

24、（1）留设煤柱控制岩层移动包含1、部分开采（条带开采和房柱式开采）；2留设保护煤柱；（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，如限厚开采、协调开采、上行开采等。32.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？沿空留巷的顶板下沉规律回采工作面推进引起的上覆岩层运动、其发展是自下而上的，上部具有明显的滞后现象、沿空留巷的顶板会在较长时间内受到老顶上覆岩层运动的影响。(1)采面前2040m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1020m处，下沉速度最大。在工作面后方

25、060m范围内，下沉量占最终下沉量的80左右，称为岩层强烈沉降期。(3)在工作面后方约60m以外，规则移动带及上覆岩层沉降速度逐渐衰减，在工作面后100m左右，岩层运动基本稳定。这个时期内岩层的下沉量占最终下沉量的15左右，称为岩层沉降衰减期。(4)如果直接顶板冒落能够填满采空区，使老顶处丁平衡状态，采动期间沿空留巷的顶板下沉量与煤层采厚呈正比关系、般为采高的1020，基本上属于“给定变形”。沿空巷道的顶板往往明显地向采空区方向倾斜，倾角一般为3。一6。33.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。主要因素：煤体强度、煤体裂隙分布影响、放顶厚度、夹矸影响主要措施：对于裂隙不发育

26、的坚硬厚煤层(f35)，实施综放开采时，通常需采用顶煤爆破或注水方法改善顶煤的冒落形态和冒落块度。在工作面顶煤中沿顶板掘进两条平行煤巷，在巷内钻进平行于采面的深孔，在工作面支承压力区前方利用深孔实施顶煤预爆破，在顶煤中形成爆破裂隙和扩展煤体中的原有裂隙，增大裂隙密度，从而在整体上改变了顶煤的性质，衰减了顶煤整体强度，然后在支承压力作用下，对顶煤进行压裂和破碎，使之具有较好的冒落形态和冒落块度，易于顶煤放出。在产量较低的工作面，也可在支架间向放顶煤钻空进行爆破，破碎支架上方顶煤。采用注水软化顶煤时，可在顶煤中开掘专用注水施工巷道，向两侧顶煤中钻进注水钻孔，也可利用工作面两巷道施工注水钻孔。34.

27、怎样理解直接顶和基本顶的组成、破坏特征和控制要求？答：所谓直接顶是指在老塘（采空区）内已垮落，在采场内由支架暂时支撑的悬臂梁，其结构特点是在采场推进方向上不能始终保持水平力的传递。因此，控制直接顶的基本要求是：当其运动时，支架应能承担其全部作用力。基本顶是指运动时对采场矿压显现有明显影响的传递岩梁的总合，在初次来压后，是一组在推进方向上能始终传递水平力的不等高裂隙梁。对于基本顶各岩梁控制的基本要求是：防止由于基本顶运动对采场产生动压冲击和大面积切顶事故发生，把基本顶岩梁运动结束时在采场形成的顶板下沉量控制在要求的范围。显然，如果基本顶岩梁运动没有动压冲击，岩梁运动结束后的自由位态所形成的采场顶

28、板下沉量满足生产要求，此时支架可不承担基本顶岩梁的岩重。换句话说，对这部分岩梁，支架承担的压力大小取决于所控制的岩梁位态。35.如何判断顶板的离层？答：离层发生的位置和条件如下：离层将发生在岩层的接触面或软弱夹层上。接触面的破坏力学条件为相应接触面上的剪应力超限。即悬露岩层的跨度达到极限跨度时，离层才会发生，因此，控制岩梁的悬跨度是控制离层发生的重要方法。离层出现的位置取决于组合岩梁中各岩层的弯曲刚度和各夹层的强度。当下部岩层弯曲刚度小，夹层（或接触面）强度低时，离层在下部发生；反之，离层可能先在上部夹层出现。对于相邻的两岩层，是否同时运动组成一个传递岩梁，还是分开运动形成两个传递岩梁，可以用

29、两岩层沉降中最大曲率（max）和最大挠度(max)进行判断。36.直接顶厚度的确定方法有哪几种？答：直接顶厚度的确定方法有理论推断与现场实测方法。1）理论推断方法对开采单一煤层或厚煤层顶分层有关推断冒高的方法和表达公式基本上有两大类：（1）不考虑岩梁本身沉降的推断方法 （2）考虑岩梁本身沉降的推断方法 2）现场实测方法：（1）直接观测法。注水法、基点法、物探法（2）直接顶厚度的实测推断方法。包含以下两种情况。利用采场来压前夕支柱承载值可以反推直接顶垮落厚度。利用采场来压前后顶板运动参数，计算顶板允许下沉值SA，再代入公式计算。37.简述采空区处理的常用方法。全部跨落法、煤柱支持法、缓慢下沉法、

30、充填法。38.试述“悬臂梁”假说。此假说认为，工作面和采空区上方的顶板可视为梁，它一端固定于岩体内，另一端则处于悬伸状态。当顶板由几个岩层组成时，形成组合悬臂梁。在悬臂梁 弯曲下沉后，受到已垮落岩石的支撑，当悬伸长度很大时，发生有规律的周期性折断 ，从而引起周期来压。39.试述“压力拱”假说。此假说认为，在回采工作空间上方，由于岩层自然平衡的结果而形成了一个“压力拱”。拱的一个支撑点在工作面前方煤体内，形成了前拱脚，而另一个支撑点是在采空区内已垮落的矸石上或采空区的充填体上，形成了后拱脚。随着工作面的推进，前、后拱脚将向前移动。在前、后拱脚之间，无论在顶板或底板中都形成了一个减压区，采煤工作面

31、的支架只承受拱内的岩石重量。40.简述厚层坚硬顶板大面积来压的预防方法。1、提前强制爆落顶板2、合理选择支柱类型为了减少顶板的离层，降低顶板对支柱的冲击力，应尽量采用初撑力高的支柱，如单体液压支柱。3、控制悬顶面积作业规程中要明确规定正常推进过程中允许的悬顶面积，超过规定时必须强制放顶，超过规程规定的悬顶距离时，必须停止采煤，采取措施进行处理。41.试分析影响采场矿山压力显现的主要因素。顶板岩层组成;采煤工作面推进速度;开采深度;采高与控顶距;煤层42.基本顶初次来压的特点。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，甚至出现与煤壁平行的裂隙，有时发出巨大的断裂声；支架受力增

32、加，采空区掉块，煤壁严重片帮。43.分层开采矿压显现44.放顶煤开采矿压显现45.简述回采工作面支架-围岩相互作用原理。所谓“支架与围岩关系”就是工作面支架和工作面顶、底扳之间的相互作用和相互影响，即支架对围岩既要支撑又罢适应的关系。从目前掌握的资料来看，采场支架与围岩关系有如下几个特点：支架围岩是相互作用的一对力。支架受力大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关。还与支架与围岩支撑系统的总体特性有关。事实证明，刚性、急增阻式、微增阻式或恒阻式支架受力在工作面的分布状态是不一致的，恒阻式支架的受力比较均匀。支架结构及尺寸不同对顶板压力影响和维护效果不同。实际生产中证明在支架架型选择合适时，

33、可以用最小的工作阻力维护好顶板。46.顶板分类方案及其指标。47.支撑式支架的工作特点、优点及适用范围。支撑式：指在结构上没有掩护梁，对顶板的作用是支撑的支架。支撑式支架适应直接顶较完整的条件，若周期来压又较强烈则更适应。但由于支架结构不能抗水平推力，当顶板特别坚硬、破断形成的强大的水平推力又会损坏支撑式支架。不适用于破碎顶板条件。48.综采液压支架选型的具体步骤。目前随着综采工作面单产的不断提高，液压支架向两柱掩护式、宽架型、高阻力、重型化、大流量方向发展。目前美国长壁工作面中液压支架基本以掩护式为主，约占全部架型的96%，且有向两柱式发展的明显趋势。液压支架技术另一重大突破是控制系统，应用

34、电液控制技术，采用电磁（或微电机）控制的先导阀，先进可靠的压力和位移传感器，灵活自由编程的微处理机技术，红外遥感技术等现代科技成果，使液压支架的动作自动连续进行，移架速度大大提高，支架循环时间达到68s。配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术，可实现工作自动控制。国内外长壁工作面的生产实践表明液压支架是工作面装备中投资最多的设备，因此应把支架的可靠性放在重要位置，不但要稳妥可靠、故障率低，而且应有较长的使用寿命。多年的生产实践表明，高工作阻力的二柱掩护式支架能适应顶底板属于中等稳定的长壁工作面。3-1煤顶板岩性主要为砂质泥岩,部分为粉砂岩，底板岩性主要为砂质泥岩。根据计算，结合邻近矿井及国内类似矿

35、井使用情况，并考虑本矿煤层顶底板岩层普遍偏软的情况，初期工作面液压支架均采用掩护式。支架的顶梁要求采用整体刚性结构，以使掩护式支架具有结构简单、操纵方便、造价较低、便于维修的特点，带护帮板，支架底座采用带有提底座千斤顶的刚性底座。49.论述采区平巷沿走向矿压显现的规律。(1)煤休煤体巷道服务期间内，围岩的变形将经历巷道掘进影响、掘进影响稳定和采动影响三个阶段。由于巷道在采面后方已经废弃，巷道仅经历采面前方采动影响，园岩变形量比采动影响阶段全过程小得多，一般仅13左右。(2)煤体煤柱或无煤柱(采动稳定)巷道服务期间，围岩的变形同样经历巷道掘进影响、掘进影响稳定和采动影响三个阶段(工作面前方采动影

36、响)。但是巷道整个服务期间内始终受相邻区段采空区残余支承压力的影响，三个影响阶段的围岩变形均大于煤体一媒体巷道。巷道的围岩变形量除了取决于开采深度、巷道围岩性质、工作面顶板结构和相邻区段采空区采动稳定程度外，与沿空护巷方式及保护煤柱宽度密切相关。(3)煤体煤柱或无煤柱(正采动)巷道服务期间，围岩的变形将经历全部的五个阶段，围岩变形量远大干无采动及一侧采动稳定后巷道。这类巷道的围岩变形量除了与开采深度、巷道围岩性质、采动状况有关外，工作面顶板结构、沿空护巷方式和煤柱宽度都起决定性作用。不采用煤柱保护巷道时，为沿空保留巷道。50.论述完全沿空留巷和沿空掘巷的优缺点。沿空留巷矿压显现特征：1、采动时

37、期。沿空巷道位于采空区边缘，保留期间经历上区段工作面的采动影响，巷道顶板的下沉、破坏必然受到采空区上覆岩层沉降总规律的制约。上区段工作面过后，老顶发生断裂失稳，然后回转下沉压实采空区。在这个过程中，沿空巷道煤帮及巷道支护发生剧烈变形，沿空留巷的围岩应力主要取决于规则移动带岩层中块体B取得平衡之前，引起的附加载荷。2、上区段工作面采动影响稳定后，沿空留巷煤帮的承载能力与支承压力很快处于平衡状态。围岩变形显著下降并趋于稳定。3、本区段工作面回采时，规则移动带岩层原有的平衡状态将受到强烈影响。在超前支承压力作用下，规则移动带岩层将有一定的回转下沉，造成围岩应力再次重新分布集中，巷道围岩表现出强烈变形

38、。沿空留巷的顶板下沉规律4、回采工作面推进引起的上覆岩层运动，其发展是自上而下的，上部具有明显的滞后现象，沿空留巷的顶板会在较长时间内受到老顶上覆岩层运动的影响。主要区别：沿空留巷与沿空掘巷最大的区别在于沿空留巷经历两次采动影响，并且留巷需要巷旁支护。51. 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？采场上覆岩层活动规律假说:1、研究意义：由于采矿工程涉及到岩层内的原岩应力场以及岩体性质的复杂性，因而从一开始人们就对采场的矿山压力显现现象提出了各种不同的解释，这种解释是揭示矿山压力显现现象内在联系的推测或科学的概括，故称为矿山压力假说。因此，矿山压力假说对岩层控

39、制具有指导意义。 2、研究内容：1）压力拱假说：认为：回采空间上方形成自然平衡拱（压力拱）；工作面始终处于拱的保护之下；工作面前进，拱脚随之前进。评价：可解释免压现象；但对拱的特性、岩层移动时各层的力学关系未作分析。2）悬臂梁假说：认为：顶板垮落后，煤壁上方岩层以悬臂梁形式存在（含组合梁），随工作面推进周期性垮落，产生周期性来压。评价：可解释工作面前方出现支承压力、周期来压及下沉量和支架载荷近煤帮处小现象；但悬臂梁本身计算顶板下沉量和支架载荷与实际所测数据相差甚远，同时该假说没有对层位间的力学关系进行解释。3）预成裂隙假说：认为：由于开采的影响，回采工作面上覆岩层的连续性遭到破坏，从而成为非连续体，在回采工作面周围存在着应力降低区、应力增高区和采动影响区，随着工作面的推进，三个区域同时相应前移；由于工作面前方支承压力作用，导致顶板岩体破坏，形成矿压裂隙，使岩体塑性增大，可将其视为“假塑性体”；在变形移动的过程中，各岩块间相互挤压，形成“预应力梁”；在自重及载荷作用下，产生假塑性弯曲（岩块间相对滑移），发生顶板下沉和垮落；要管好顶板，必须加大支架初撑力和工作阻力，并及时支撑顶板岩层。评价：预成裂隙是否普遍存在，有待考证。4）铰接岩块假说