矿山压力及控制习题参考答案

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1、《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

2、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

3、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。由于岩层破碎后体积将产生膨胀

4、，因此直接顶跨落后，堆积的高度要大于直接顶原来的高度。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。例如，坚硬岩层成大块破断且排列整齐，因而碎胀系数较小；若岩石破碎后块度较小且排列较乱，则碎胀系数较大，岩石破碎后，在其自重及外加载荷的作用下渐趋压实，碎胀系数变小，压实后的高度将取决于岩七的残余碎胀系数KP，。若直接顶岩层的培落厚度为∑h，则垮落后堆积的高度为Kp·∑h它与老顶之间可能留下的空隙△为：△＝∑h＋M－Kp－∑h=M-Kp·∑h（Kp-1）当M＝∑h（Kp-1）时，△=0，即冒落的直接顶将充满采空区。此时下沉量较小，常可忽

5、略不计。因此，形成充满采空区所需直接顶的厚度为：随着老顶初次断裂，老顶破断岩块的变形迫使直接顶变形而向支架方向加载荷，此时直接顶就不再可能形成初次放顶时可能发生的离层状态。但是老顶破断岩块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。岩石的碎胀性是指岩石破辞后散乱后堆积的体积比破碎前整体状态下增大的特性，一般用碎胀系数KP表示。对于岩层控制来说，碎胀性有重要作用，当煤层采出形成采空区后，项板处于悬露状态，就会发生破坏堵蒂，并给工作面顶报管理造成影响以至危害。由于顶板岩石有碎胀性，垮落后体积增大，能充填部分因煤层采出后形成的采空区，其上覆岩层的

6、活动对工作面就没有明显的动压影响了。因此，碎胀性对工作预顶板管理有重要意义．4、接顶初次垮落前易离层的原因1、直接顶较软，容易发生弯曲变形。2、未及时支护，支撑力不足3、直接顶比较破碎4、直接顶最大扰度大于老顶最大扰度5、直接顶厚度小于或等于老顶厚度初次放顶前直接顶所在的状态大部分均可能发生离层。其原因是老顶此时尚处于板的悬露状态，因而挠度较小，而且直接顶则由于强度较弱，或由于岩层较薄，使直接顶的挠度有可能大于老顶的挠度，而形成离层。5、回采工作面上覆岩层移动规律A、岩层移动主要是研究开采后引起的地表变形破坏规律。B、煤层开采后形成的采空区大多数为

7、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。C、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。6、回采工作面上覆岩层破坏方式及其分区根据采空区覆岩移动破坏程度，可分为“三带”：（1）跨落带。破断后的岩块呈不规则跨落，排列也极不整齐，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毗连，很多情况下是由于直接顶岩层冒落后形成的.（2）裂缝带。岩层破断后，岩块仍然排列整齐的区域即为裂缝带。它位于冒落带之上，由于排列

8、比较整齐，因此碎胀系数较小。关键层破断块体有可能形成“砌体梁”结构。跨落带与裂隙带合称“两带”，又称为“导水裂缝带”，意指