矿压总结

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还与围岩的条件有关,围岩中有矿山压力存在不一定有明显的显现,压力显现强烈的部位不一定是压力高峰的位置。

12. 简述我国缓倾斜煤层工作面顶板分类方案。

为了指导回采工作面的顶板管理,选择合适的液压支架形式,单体支架的文护方法和采空区处理措施;以及为了确定液压支架的文护强度和单体支柱的支护密度,以提高工作面的安全程度,减少顶板事故等,原煤炭工业部颁发了缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类方案。采煤工作面直接顶类别按其在开采过程中表现

的稳定程度进行划分,共分为4类,其中1类又分为2个亚类,对于2类直接顶,可根据需要分为两个亚类,其具体指标见表5—1。表5—1中,tr为直接顶平均初次垮落距。

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。(128)

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称为支撑式支架。

掩护式:指在结构上有掩护梁,单排立柱连接掩护梁或直接支撑顶梁对顶板起支撑作用的支架 支撑掩护式:指具有双排或多排立柱及掩护梁结构的支架,支柱大部或全部通过顶梁对顶板起支撑作用,可能有部分支柱是通过掩护梁对顶板起作用。

14. 简述采场支架与围岩关系特点。(146)

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,采场支架与图岩关系有如下几个特点:

①支架-围岩是相互作用的一对力。

②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。

③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,可以用最小的工作阻力维护好顶板。

15. 分析采场支架工作阻力与顶板下沉量“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P-△L曲线可以得出一下结论:

①不同的顶板条件,P-△L曲线的斜率不同,但都呈双曲线关系。

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小,但低于此值则提高支架工作阻力将减少顶板下沉量。

③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。

④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。

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。 (170)

监测是将采煤面顶板管理提高到现代化水平的一项工作。通过监测日报既可掌握顶板状态,又可了解指甲在使用中的问题,并分清顶板与支架的主次矛盾,以做到有的放矢;同时也可对某些技术措施进行验证。具体体现在:

顶板管理:通过监控日报和实时在线监测,及时反映工作面顶板状态,并预报来压,以提醒注意,及时整改补充加强支护。

支架使用:通过对支架支护质量的实时监测,包括支架初撑力、工作阻力等动态反映支护质量、支架位态及稳定性,为消除支架事故隐患、提高支护质量提供信息和依据。

监控日报每天进行,整改,经过一段时间后可消除支架使用不当的人为因素。监测日报及时指出由于顶板条件恶化及支架使用不当而引起的顶板破坏地点、范围,以及处理冒顶而引起工作面停产时间,使生产指挥者做到心中有数,及时整改。

17. 简述开采后引起的上覆岩层的破坏方式及其分区。(179)

采用全部垮落法管理采空区情况下,根据采空区覆岩移动破坏程度,可以分为“三带”,即垮落带、裂缝带和弯曲。

⑴垮落带。破断后的岩块呈不规则垮落,排列也极不整齐,松散系数比较大,此区域与所开采煤层相毗连,很多情况下是由于直接顶岩层冒落后形成的。

⑵裂缝带。岩层破断后,岩块排列整齐的区域即为裂缝带。它位于冒落带之上,由于排列比较整齐,碎胀系数较小。

⑶弯曲带。自裂缝带顶界到地表的所有岩层称为弯曲带。显著特点是岩层移动过程的连续和整体性。

18. 简述绿色开采技术体系,关键层的作用。(174)

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。

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。

19. 简述控制岩层移动的技术。(180)

岩层移动控制技术可分为3类:

⑴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;

⑵充填法控制岩层移动;

⑶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。

20. 为什么说锚注支护是软岩巷道支护的新途径?(263)

锚杆支护与棚式支架支护的一个重要区别是,锚杆支护的锚固力在很大程度上取决于岩体的力学性

能,软岩巷道可锚性差是造成锚杆锚固力低和失效的重要原因。利用锚杆兼做注浆管。实现锚注一体化,是软岩巷道支护的一个新途径。对于节理裂隙发育的岩体,注浆可改变围岩的松散结构,提高粘结力和内摩擦角,封闭裂隙,显著提高岩体强度。注浆加固为锚杆提供可靠的着力基础,使锚杆对松碎围岩的钱固作用得以发挥,进一步提高岩体强度。但注浆只能在围岩的一定深处进行。需要与锚喷支护共同维持巷道周边围岩的稳定。因此,采取锚杆与注浆相结合的方法,使锚杆和注浆的作用在各自适用的范围内得到充分发挥,可提高对软岩的支护效果。

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?(203)

(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1/3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。

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?(224)

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20—40m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,在上作圃后 方10—20m处,下沉速度最大。在工作面后方0—60m范围内,下沉量占最终下沉且的 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10%—20%,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。

23. 跨巷回采卸压的基本原理?(227)

煤层开采以后,在煤层底板小形成一定范围的应力增高区和应力降低区。位于煤层底板的巷道,若处于应力增高区,将承受较大的集中应力而遭到破坏;处于应力降低区,则易于维护。根据采面不断移动的特点以及巷道系统优化布置的原则,可在巷道上方的煤层工作而进行跨采,使巷道经历一段时间的高应力作用后,长期处于应力降低区内,跨采的效果主要取决于巷道与上方跨采面的相对位置,即巷道与上部回来煤层间的法向距离z,巷道与上部问采煤层煤柱(体)边缘的水平距离x。

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。(课件图)

支架在围岩内部应力平衡关系中所起的作用是微小的,然而这个微小的支撑力极其必要和必不可少,支架工作阻力尤其初撑力。在一定程度上能相当有效的抑制直接顶板离层,控制围岩塑形的再发展和围岩的持续变形,保持围岩稳定。①P1越小,围岩变形量越大.②扩大塑形区半径,即充分发挥围岩程度可降P。③刚出现松动塌落时,围岩压力最小。④超过松动塌落点后,P1要增加。⑤对软岩巷道可缩性支架适应性好。

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。

组成:树脂锚固剂;杆件;穹形球体;托板;塑料增压垫圈;驱动螺母。 组合支护材料:W型钢带,钢筋梯子樑,M型钢带,π型轻型钢带 26. 如何根据锚杆对围岩的约束方式定义锚杆锚固力?(242)

1、托锚力:托锚力包括安装锚杆时,通道拧紧螺区产生的懒杆托板对围出的加紧力,水胀式管状锚

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