1、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）,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。11、周期来压:随着回采工作面的推进,在老顶初次来压以后,裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定-失稳-稳定”的变化,这种变化将呈现周而复始的过程。由于结构的失稳导致了工作面顶板的来压,这种来压也将随着工作面的推进而呈周期性出现。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。12、关键层:在直接顶上方存在厚度不等、强度不同
2、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。13、沿空留巷:沿空留巷是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: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煤体-无煤柱（沿空掘进）巷道。15、锚固力:锚杆对围岩的约束力。（1）根据锚杆对围岩的约束力方式定义锚固力可分为托锚力、粘锚力、切向锚固力;（2）根据锚杆的锚固作用阶段定义锚固力可分为初锚力、工作锚固力、
3、残余锚固力。16、软岩:软岩定义分为地质软岩和工程软岩。（1）地质软岩指强度低、孔隙较大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀粘土的松、散、软、若岩层的总称;（2）工程软岩时指在巷道工程力作用下,能产生显著变形的工程岩体。巷道工程力时指作用在巷道工程岩体上的力的总和。工程软岩的定义揭示了软岩的相对性实质。17、煤矿动压现象:煤矿在开采过程中,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。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,
4、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,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等。19、冲击能指数:冲击能指数Ke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与峰值后的变形能Ex之比值。它是包含试件“应力-应变”全部变化过程的曲线,直观和全面反映了蓄能、耗能的全过程,显示了冲击倾向的物理本质。20、浅埋煤层:开采区域大部分集中于埋深在100-150m以内的浅部,煤层的典型赋存特点时埋深浅、基岩顶板较薄、表土覆盖层较厚。由于此类煤层的矿压显现规律具有明显的特点,为了区别于其他煤层,通常将具有浅埋深、基岩薄、上覆厚松
5、散层赋存特征的煤层称为浅埋煤层。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?答:原岩应力场的概念: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。原岩应力场的主要组成部分:自重应力场、构造应力场。2、原岩应力分布的基本特点?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、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 3、煤柱下方底板岩层中应力分布特点及其实际意义?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,岩体的总体力学特性类似于散体。由于岩层破碎后体积将产生膨胀,因
6、此直接顶跨落后,堆积的高度要大于直接顶岩层原来的厚度。影响碎胀系数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石的残余碎胀系数Kp。5、分析采场上覆岩层机构失稳条件?1、结构的滑落失稳,剪切力大于咬合点出的摩擦力,此结构将出现滑落失稳。即失稳的与否取决于老顶破断岩块的高长比,高长比较小,结构抗滑落失稳能力越大,一般情况下,失稳岩块的高长比要大于0.4-0.5;2、结构的变形失稳,这时指在岩块的回转过程中,由
7、于挤压处局部应力集中,致使该处进入塑性状态,甚至局部受拉而使咬合处破坏造成岩块回转进一步加剧,从而导致整个结构失稳,当岩梁破断后,岩块互相咬合中间下沉量到达时,即形成岩块结构变形失稳。6、分析加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系?加快工作面推进速度只是缩短落煤与放顶两个主要生产过程的时间间隔,能减少顶板下沉量,但同时也使顶板下沉速度加剧,只有在原先的工作面推进速度比较缓慢的条件下,加快工作面推进速度,才会对工作面顶板状况有所改变,当工作面推进速度提高到一定积变以后,顶板下沉量的变化将逐渐减小,并不能甩掉顶板压力。7、试分析开采深度对采场矿山压力及其显现的影响?开采深度对巷道矿山压力显现的影响
8、可能比较明显,如在松软岩层中开掘巷道,随着深度的增加,巷道围岩的“挤、压、鼓”现象将更为严重。随着深度增加,巷道围岩的变形与支架上承受的压力都将增加。岩层受重力而变形,它所积聚的能量与深度的平方成正比。因此,对有冲击矿压危险的矿井,随着深度的增加,发生冲击矿压的次数与强度将显著增加。但开采深度对采场顶板压力大小的影响并不突出,因而对矿山压力显现的影响也不明显,尤其是对顶板下沉量的影响。随着采深增加,支承压力必然增加,从而导致煤壁片帮及底板鼓起的几率增加,由此也可能导致支架载荷增加。8、简述我国缓倾斜煤层工作面分类方案?直接顶分类:1不稳定顶板:r8 、2中等稳定顶板:8r18 、3稳定顶板:1
9、8r28 、4非常稳定顶板:28r50 其中r为直接顶平均初次垮落距;老顶分类:1不明显:Pe895 、2明显:895Pe975 、3强烈:975 Pe1075 、4非常强烈:1075Pe 其中Pe为老顶初次来压当量,kPa. 9、解释支撑式、掩护式、支撑掩护式液压支架结构特征及适用范围?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;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。10、简述采场支架与围岩关系特点?1、
10、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。11、分析采场支架工作阻力与顶板下沉量的“P-L”曲线关系?12、简述开采后引起的上覆岩层的破坏方式及其分区?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1.31.5。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,由于排列比较整齐,因此碎胀系数较小
11、。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”,意指上覆层含水层位于“两带”范围内,将会导致岩体水通过岩体破断裂缝流入采空区和回采工作面。（3）弯曲带。自裂缝带顶界到地表的所有岩层称为弯曲带。弯曲带内岩层移动的显著特点是,岩层移动过程的连续和整体性,即裂缝带顶界以上至地表的岩层移动是成层地、整体性地发生,在垂直剖面上,其上下各部分的下沉量很小。若存在厚硬的关键层,则可能在弯曲带内出现离层区。A区域:煤层上方的岩层在开采的影响下,一般在回采工作面前方3040m处就开始变形。其特点是水平移动较为剧烈,但垂直移动甚微。在有些场合垂直位移量还会出现负值（即岩
12、层有上升现象）。当工作面推过此区域,才引起垂直位移急剧增加。B区域:回采工作推过钻孔48m后,垂直位移急剧增加,但各层位移速度不尽相同。其特点为越向上越缓慢,在此区域内形成层间离层,且此区域的岩层早已断裂成岩块。C区域:已断裂的岩层重新受到已冒落矸石支撑时,变形曲线又趋于缓和。在此区域内,各层移动速度的特点是邻近煤层岩层的运动速度要缓于其上覆岩层,各岩层又进入互相压合的过程。13、简述绿色开采技术体系?14、简述开采后上覆岩层的破坏方式及分区?15、简述控制岩层移动的技术?岩层移动控制技术可分为三类:（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,如限厚开采
13、、协调开采、上行开采等。一、留煤柱控制岩层移动 1、部分开采。部分开采包括:条带开采:是沿煤层的走向或倾向,将开采区划分为若干个宽度相等或不相等的条带,开采一条,保留一条,利用留下的条带煤柱支撑顶板,以减小地表沉陷的目的。条带开采可划分为走向条带开采和倾向条带开采。房柱式开采:2、留设保护煤柱。二、充填法控制岩层移动 1、采空区充填。充填开采就是用充填材料来充填己采空间,这相当于减小了煤层开采厚度,从而减少采空区上覆岩层的变形与破坏。矿山充填分为三种类型:水力充填:以水为输送介质,利用自然压头和泵压,从制备站沿管道或与管道相连的钻孔,将河砂等水力充填材料输送到采空区。干式充填:采用人力、重力、
14、机械式风力等方式将砂石等干式充填材料运送到待充填采空区,开成可压缩的松散充填体。胶结充填:将采集和加工的细砂等充填材料掺入适量的胶凝材料如水泥,加水混合搅拌制备成胶结充填料浆,沿钻孔、管道向采空区输送,充填材料胶结后形成具有一定强度和完整性的充填体。2、覆岩离层区充填。覆岩离层区充填减沉的基本原理是利用岩移过程中覆岩内形成的离层空洞,从钻孔向离层空洞充填外来材料来支撑覆岩,从而减缓覆岩移动往地表的传播。16、简述回采工作面周围支承压力应力状况?煤层开采以后,采空区上部岩层重量将向采空区周围新的支撑点转移,从而在采空区周围形成支承压力带,工作面沿倾斜和倾斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支承压力,在
15、工作面采过一段时间后,不再发生明显变化,称为固定支撑压力,回采工作面推过一段距离后,采空区上覆岩层活动趋于稳定,因此,在距工作面一定距离的采空区,也可能出现较小的支承压力,称为采空区支承压力。17、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试件和机理有何不同?采区巷道从开掘到报废,经历采动造成的围岩应力重新分布过程,围岩变形会持续增长和变化。以受到相邻区段回采影响的工作面回风巷为例,围岩变形要经历五个阶段。1、巷道掘进影响阶段。煤体内开掘巷道后,巷道围岩出现应力集中,在形成塑性区的过程中,围岩向巷道空间显著位移。随着巷道掘出时间的行长,围岩变形速度逐渐
16、衰减,趋向缓和。巷道的围岩变形量主要取决于巷道埋藏和围岩性质。2、掘进影响稳定阶段。掘进引起的围岩应力重新分布趋于稳定,由于煤岩一般具有流变性,围岩变形还会随时间而缓慢增长,但其变形速度比掘巷初期要小得多,巷道的围岩变形速度仍取决埋藏深度和围岩性质。3、采动影响阶段。前影响区时,巷道受上区段工作面（A）的回采影响后,在回采引起的超前移动支承压力作用下,巷道围岩应力重新分布,塑性区显著扩大,围岩变形急剧增长。在后影响区时,在工作面（A）后方附近,由巷道上方和采空区一侧顶板弯曲下沉和显著运动使得支承压力和巷道围岩变形速度都达到最大值。远离工作面后方,巷道围岩变形速度逐渐衰减。巷道围岩性质、护巷煤柱
17、宽度或巷旁支护方式、工作面顶板岩层结构对此时期围岩变形量影响很大。4、采动影响稳定阶段。回采引起的应力重新分布走向稳定后,巷道围岩变形速度再一次显著降低,但仍然高于掘进影响稳定阶段时变形速度,围岩变形量按流变规律不断缓慢地增长。5、二次采动影响阶段。巷道受本区段回采工作面B影响时,由于上共段残余支承压力,本区段工作面超前支承压力相互叠加,巷道围岩应力急剧增高,引起围岩应力又一次重新分布,塑性区进一步扩大,应力的反复扰动使围岩变形比受一次采动影响进更加强烈。18、沿留空巷矿压显现基本特征?与沿空掘巷矿压显现的主要区别?沿空留巷矿压显现特征 1、采动时期。沿空巷道位于采空区边缘,保留期间经历上区段
18、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。沿空留巷的顶板下沉规律 4、回采工作面
19、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笥,沿巷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。19、跨巷回采卸压的基本原理?煤层开采以后,在煤层底板中形成一定范围的应力增高区和应力降低。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面进行跨采,使巷道经历一段时间的相的高应力作用后,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
20、与上部回采煤层间的法向距离z,巷道与上部回采煤层煤柱边缘的水平距离x。20、如何根据锚杆对围岩的约束方式定义锚杆锚固力?根据锚杆对围岩的约束力方式定义锚固力 1 托锚力:托锚力包括安装锚杆时,通过拧紧螺母产生的锚杆托板对围岩的预紧力,水涨式管状锚杆杆体纵向收缩,使托盘对围岩产生预紧力,以及锚杆托板阻止围岩向巷道内位移时,对围岩施加的径向支护力。2 粘锚力:粘结剂将围岩与锚杆粘结成整体,由于围岩深部与浅部变形的差异,锚杆通过粘结剂对围岩施加粘结力来抑制围岩变形。粘结力就是锚杆杆体的轴力。摩擦锚固式锚杆通过杆体与围岩之间的摩擦力对围岩施加锚固力来抑制围岩变形。3 切向锚固力:围岩的变形大多从围岩的
21、弱面开始,在围压作用下围岩沿弱面滑动或张开。锚杆体贯穿弱面,限制围岩沿弱面滑动或张开,这种限制力称为切向锚固力。21、为什么说锚注支护时软岩巷道支护的新途径?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锚固作用得以发挥,进一步提高岩体强度。采取锚杆与注浆相结合的发法,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
22、软岩的支护效果。22、简述软岩巷道变形力学机制?从理论上分析软岩巷道变形力学机制,可分为三种形式,即物化膨胀类型（也称低强度软岩）、应力扩容类型和结构变形类型。（1）膨胀类型机制膨胀岩含有蒙脱石、高岭土和伊利石等强亲水粘土矿物,这几类矿物由于其晶体结构特殊,能将水分子吸附在晶层表面和晶层内。既具有矿物颗粒内部分子膨胀,又具有矿物颗粒之间的水膜加厚的胶体膨胀。同时通过毛细作用吸入水,使岩石体积膨胀。（2）应力扩容变形机制变形机制与力源有关,软岩在结构应力、地下水、重力、工程偏应力作用下,岩体产生破坏变形,微裂活动迅速加剧,形成拉伸破坏和剪切面,体积扩胀。工程偏应力即本书中的矿山压力,是应力扩容变
23、形中不可忽略的力源。（3）变形机制变形机制与硐室结构和岩体结构面的组合特征有关。结构面的成因类型,结构面的结合特征,结构面的力学性质,结构面相对于硐室的空间分布规律及它制约下形成的岩体结构控制着软岩变形、破坏规律。23、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?24、简述冲击矿压防治措施的基本原理和主要方法?基本原理:选择合理的开拓布置和开采方式;开采解放层。合理的开拓布置和开采方式对于避免应力集中和叠加,防止冲击矿压关系极大。故合理的开拓布置和开采方式是防治冲击矿压的根本性措施。主要原则是:（1）开采煤层群时,开拓布置应有利于解放层开采。（2）划分采区时,应保证合理的开采顺序,
24、最大限度地避免形成煤柱等应力集中区。（3）采区或盘区的采面应朝一个方向推进,避免相向开采,以免应力叠加。（4）在地质构造等特殊部位,应采取能避免或减缓应力集中和叠加的开采程序。（5）有冲击危险的煤层的开拓或准备巷道、永久硐室、主要上（下）山、主要溜煤巷和回风巷应布置在底板岩层或无冲击危险煤层中,以利于维护和减小冲击危险。（6）开采有冲击危险的煤层,应采用不留煤柱跨落法管理顶板的长壁开采法。（7）顶板管理采用全部跨落法,工作面支架采用具有整体性和防护能力的可缩性支架。开采解放层是防治冲击矿压的有效和带有根本性的区域性防范措施。一个煤层（或分层）先采,能使临近煤层得到一定时间的卸压。对于下部煤层,由于受到解放层开采时的前、后支承压力产生的加载和卸载交替作用,在很大程度上改变了下部煤层的结构和层间岩石的性质,特别是改变了它们的裂隙度和透气性,改变了煤岩结构和属性,释放了弹性能,消除或减缓了冲击矿压危险。冲击危险的解危措施主要有:卸压爆破、煤层注水、钻孔卸压和定向裂缝法等。25、简述大面积来压的机理和防治措施?机理:防治措施:（1）、顶板高压注水:从工作面两巷向顶板打深孔,进行高压注水;（2）、强制放顶:用爆破的方法认为地将顶板切断,并使顶板冒落形成矸石垫层。“循环式”浅孔放顶“步距式”深孔放顶台阶式放顶超前深孔松动爆破地面深孔放顶;（3）预防暴风措施。
