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矿山压力复习doc
1.矿山压力:
由于矿山开采活动的影响,在周围岩体中形成的,及作用于支护物上的力,简称“矿压”
2.矿山压力显现:
指在矿山压力作用下引起的一系列力学现象。
简称“矿压显现”或“地压现象”
3.矿山压力控制:
指人为地减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法。
简称“矿压控制”、“岩层控制”或“地压控制”。
4.原岩应力:
指天然存在于岩体内而与任何人为因素无关的应力。
分为:
自重应力构造应力
5.原岩应力的分布规律:
一、最大水平主应力一般大于最小水平主应力二、铅直应力基本等于上覆岩层的重量三、岩体中的水平天然应力复杂多变四、天然应力的比值系数的变化有一定规律
6.弹性变形能与开采深度的平方成正比。
7.围岩:
人为工程扰动后,应力发生明显改变的岩体。
(区别原岩)
8.应力集中系数:
改变后的次生应力与原岩应力的比值
9.在地下巷道内壁施加的径向力所产生附加应力有利于减小巷道围岩应力集中。
当这个径向力很大时,常导致围岩产生放射状裂隙。
10.塑性区应力分布特点:
一.塑性区内应力大小与岩体的岩性和孔径大小有关二.无论径向应力还是切向应力,在孔周边最小。
三.在弹、塑性交界处岩体切向应力达到最大
11.把应力重新分布后,应力变化不明显的区域,叫做原岩应力区,或稳压区,该区的岩体称为原岩。
12.把应力重新分布后,应力变化明显的区域的岩体称为围岩。
根据切向应力的大小分为增压区和减压区。
13.增压区是指该区域内切向应力大于原岩应力,又叫支承压力区或承载区,包括弹性承载区和塑性承载区;减压区是指该区域内切向应力小于原岩应力,又叫做应力降低区(松动区)。
14.应力重新分布后,采掘空区周围大于原岩应力(应力升高区内)的切向应\1力称为支承压力
15.位于煤层以上一定范围内的岩层称为煤层顶板。
伪顶:
直接位于煤层之上,大多数情况下随采随冒的岩层直接顶:
直接位于煤层或伪顶之上,通常随放顶而垮落的岩层。
老顶(基本顶):
位于直接顶(有时直接位于煤层)之上厚而坚硬,一般不随放顶而冒落的岩层。
16.压力拱假说:
解释了增压区、减压区的存在,以及其范围;说明了减小采场支架受载,应尽可能缩小两拱脚之间距离
17.经典学说.:
1、压力拱假说2、悬臂梁假说3、预成裂隙假说
18.对采场上覆全部岩层或局部岩层活动起控制作用的岩层,前者称为主关键层,后者为亚关键层。
19.关键关键层有如下特点层有如下特点:
几何特征岩性特征变形特征破断特征承载特征关键层理论:
解释了采场顶底板岩层破坏规律,为煤层气开采和防止瓦斯突出和突水的措施提供了理论依据
20.直接顶初次垮落距:
在直接顶初次垮落中,当顶板垮落高度超过1〜1.5m,垮落范围大于采面长度的一半时,从开切眼煤壁到工作面放顶线的距离。
21.老顶的断裂形式:
梁式断裂板式断裂
22.岩板的类型:
按厚度分:
薄板厚板
23.影响老顶极限跨距的主要因素:
1)岩性及组成2)周围采空情况3)工作面推进速度4)工作面长度5)断裂构造6)岩层倾角7)采空区处理方式
24.顶板载荷计算采用的理论是组合梁理论
矿压显现指标
煤壁片帮深度,是指回采工作面煤壁片落的最大深度顶板下沉量:
含义为顶底板相对移近量。
顶板下沉速度:
含义为顶底板相对移近速度,指单位时间内顶底板的相对移近量。
顶板冒高:
指端面(机道上方空顶区)顶板冒顶的高度。
顶板冒落度:
又称顶板破碎度,指端面顶板冒顶(冒高超过5或10cm)面积所占百分比。
台阶下沉:
指顶板沿煤壁方向断裂并产生错动,它是砌体梁滑落失稳现象
支架载荷:
支架承受的荷重,包括支架初撑力、时间加权平均工作阻力和最大工作阻力。
活柱下缩量:
支柱(或支架立柱)的活柱下缩的长度。
动载系数:
老顶来压时的支架载荷与老顶非来压期间支架载荷的比值,又称增载系数
25.顶板下沉量、活柱下缩量和支架载荷称作矿压三量,观测矿压三量又称三量观测
26.采场顶板来压是指回采工作面出现的具有一定规律的顶板压力异常增大的现象。
27.老顶的初次来压:
从开切眼开始,由于老顶第一次垮落(失稳)导致采场顶板压力异常增大的现象。
28.老顶的初次来压步距Lf:
老顶初次来压时,从开切眼开始工作面推进的距离
29.周期来压:
在回采工作面出现的具有周期性顶板压力增大的现象叫做工作面周期来压
30.周期来压步距Lp:
从上一次顶板来压到下一次顶板来压的这段时间内,回采工作面推进的距离
31.顶板来压显现特征:
煤壁片帮加剧发出闷雷声出现掉渣下沉明显增大采场支架载荷、活柱下缩量、安全阀开启率以及支柱插入底板量均增大
32.老顶初次来压动载系数大,持续时间较长,发生顶板事故多,人们对老顶初次来压显现感到突然和严重
33.顶板来压防治措施:
选择合理的支护形式和参数选择合理的采煤参数选择合理的采空区处理方式和方法监测与预报
34.影响采场周围应力分布的因素:
埋藏深度采空区大小和形状周围采空情况煤层硬度采高采空区处理方式工作面推进速度
35.工作面顶底板是影响采场矿压显现最主要的因素。
36.直接顶不仅是回采工作面直接维护的对象,且是支架控制老顶的传力体,其稳定程度直接影响着采场的正常生产和人员安全,直接影响采场支护方式选择,因此对直接顶分类尤其显得重要。
37.按裂隙成因分类:
原生裂隙构造裂隙压裂裂隙
38.采场支架:
其作用是为了保护回采空间和人身安全,保证工作面正常生产
39.采场支柱:
刚性支柱是指支架没有或可缩量很小的支架。
如以前矿山采用过的,钢管、废旧钢轨、水泥柱和无柱帽(或顶梁)的木支柱等增阻支柱恒阻支柱是指支架在工作段下缩时,阻力基本保持不变的支架。
如单体液压支架
40.支架按支护形式分类:
支撑式(ZD系列)掩护式(ZY系列)支撑掩护式(ZZ系列)
41.采场支架为了维护好回采空间
42.支护与围岩相互作用体系:
老顶直接顶支架
底板
支架与围岩关系的实质:
采场大结构(围岩)和采场小结构(支架)之间的关系
支架的工作环境:
采场支架这个小结构位于大结构之内,其前方是比较坚硬,具有一定刚度的煤体,上方是正在变形、运动和破坏中的顶板(包括直接顶和老顶),后方是刚刚冒落松散碎石的采空区,下方是受岩性、裂隙和地压影响的具有一定强度的的底板。
支架不仅受到这个特殊空间它们共同作用的影响,而且还受到沼气、水,以及工艺技术等影响。
43.采场矿压控制的原则:
⑴支得起(或称“支”):
支架要支撑起直接顶和老顶产生“给定载荷”。
(2)缩得下(或称
“让”):
支架要有足够有效缩量满足大结构产生的“给定变形"。
⑶护得好(或称“护”):
支架要维护好回采空间,即护顶、护帮、护底和挡砰。
(4)稳得住(或称“稳”):
支架有足够稳定性,来抵抗来自顶板运动中所产生的推力或其他因素导致偏载作用。
44.刚度:
单位变形量的载荷增量。
支护系统刚度则是指支护系统(直接顶一支架一底板)压缩量与支护强度增量比值
45.直接顶刚度与支架刚度关系:
当直接顶的刚度远大于支架刚度时,老顶变形几乎全部由支架承担(即给定变形)。
反之,由直接顶承担(即给定载荷)
46.复合顶板:
又称离层型顶板,是指顶板的岩性结构为下软上硬,其下位岩层的厚度一般小于采高,软硬岩层间常夹有煤线或薄层软弱岩层
47.岩层移动导致三大灾害:
顶板灾害水害瓦斯灾害
造成三大破坏:
造成建筑物或构筑物破坏造成水资源和矿产资源破坏地表沉陷,砰石和瓦斯排放,造成环境破坏
48.影响巷道变形破坏的自然因素:
围岩性质围岩的构造特征巷道的天然应力状态岩层倾角含水情况技术因素:
巷道的断面与临近工程间关系支护类型和支护参数开掘方法巷道服务时间
49.围岩压力:
地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏,进而引起施加于支护物上的压力
50.巷道地压控制的基本原理:
根据巷道矿压显现规律和支架与围岩关系,选择合理巷道布置以及保护和支护措施,从而降低围岩应力、增加围岩强度、改善围岩受力条件和赋存环境等,有效地控制围岩的变形和破坏。
原则:
掌握巷道矿压显现规律,以岩石力学理论为指导尽可能减轻矿压显现对巷道的危害,从而达到安全生产和取得较好技术经济效果。
51.巷道地压控制四种保护:
巷道布置、巷道卸压保护、巷道支护和巷道维修四种。
52.巷道地压控制的途径:
“抗压”、“让压”、“躲压”和“移压”四种方法。
53.围岩压力、变形地压、松动地压和冲击地压的含义是什么?
围岩压力地下洞室围岩在重分布应力作用下产生过量的塑性变形或松动破坏,进而引起施加于支护物上的压力
变形地压由于大范围岩体变形、位移,受到支架的抑制而产生的对支架的压力
松动地压由于开挖,在一定范围内,滑移或塌落的岩体以重力的形式直接作用于支架上的压力
冲击地压指围岩内聚集了大量弹性能,采掘改变应力状态和边界条件,导致大量弹性能瞬间释放产生的压力.冲击地压现象是一种以急剧猛烈破坏为特征的矿山动力现象
锚杆支护机理?
锚杆支护促使围岩由载荷体、尽管锚杆在不同地质条件下作用机理有所不同,但都是在巷道周边围岩内部对围岩加固,形成围岩承载体,有利于围岩的稳定。
⑴悬吊理论⑵减跨理论⑶组合梁理论⑷挤压加固(压缩拱)理论⑸围岩强度强化理论⑹最大水平应力理论
54.沿采空区边缘掘进巷道称之为沿空掘巷或沿空送巷
55.三种泄压方式:
放顶彻底、巷道废弃前在煤体一侧预挂挡砰帘或预注浆等。
56.喷射混凝土支护的作用:
防护加固围岩,提高围岩强度。
改善围岩和支架的受力状态。
57.放顶煤含义:
所谓放顶煤,就是在煤层的下部安装采煤机和支架,由采煤机采出2〜3米厚的煤,而对上部煤则通过支架放出,从而达到一次开采几米到十几米厚的煤。
对于厚度超过12米厚的缓倾斜煤层和急倾斜厚煤层可以采用分段开采。
58.综放顶煤支架的类型:
按放煤口位置分类:
高位(单运输机)、中位和低位放顶煤支架。
59.顶煤破碎机理:
支承压力作用顶板运动作用支架作用
60.煤矿动压现象又称矿山动力现象:
在矿山上由于高应力状态下的岩体聚集有大量弹性能,在一定条件下突然释放,而带来的明显动力现象
61.煤矿动压现象按成因和机理分为:
冲击地压现象、顶板大面积来压和煤岩瓦斯突出三种矿压显现形式
与害
占用土地污染环境
地卜水流失事故
瓦婀碰动、Of事故嘟境
赫地下气化
绿色开采技术体系
关键层理论
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