礦山壓力與巖層控制重要知識點

1、一概念：1、礦山壓力：開掘巷道或進行回采工作時，破壞了原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起巖體內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，直至形成新的平衡狀態(tài)。這種由于礦山開采活動的影響，在巷硐周圍巖體中形成的和作用在巷硐支護物上的力定義為礦山壓力。2、礦山壓力顯現(xiàn)：在礦山壓力作用下，會引起各種力學現(xiàn)象，如巖體的變形、破壞、塌落，支護物的變形、破壞、折損，以及在掩體中產(chǎn)生的動力現(xiàn)象。這些由于礦山壓力作用使巷硐周圍巖體和支護物產(chǎn)生的種種力學現(xiàn)象，統(tǒng)稱為礦山壓力顯現(xiàn)。3、礦山壓力控制：為使礦山壓力顯現(xiàn)不致影響采礦工作正常進行和保障安全生產(chǎn)、必須采取各種技術(shù)措施吧礦山壓力顯現(xiàn)控制在一定范圍內(nèi)。對于有利于采礦生產(chǎn)的礦山壓力也應(yīng)當合理利用

2、，所有減輕、調(diào)節(jié)、改變和利用礦山壓力作用的各種方法，均叫做礦山壓力控制。4、原巖應(yīng)力：存在于地層中未受工程擾動的天然應(yīng)力稱為原巖應(yīng)力，也稱為巖體初始應(yīng)絕對應(yīng)力或地應(yīng)力。5、支承壓力：在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，一般將巷道兩側(cè)改變后的切應(yīng)力增高部分稱為支撐應(yīng)力。6、老頂：通常吧位于直接頂之上（有時直接位于煤層之上）對采場礦山壓力直接造成影響的厚而堅硬的巖層稱為老頂。7、直接頂：一般把直接位于煤層上方的一層或幾層性質(zhì)相近的巖層稱為直接頂。8、直接頂初次垮落：煤層開采后，將首先引起直接頂?shù)目迓??；夭晒ぷ髅鎻拈_切眼開始向前推進，直接頂懸露面積增大，當達到其極限跨距時開始垮落。直接

3、頂?shù)牡谝淮未竺娣e垮落稱為直接頂初次垮落。9、頂板下沉量：一般指煤壁到采空區(qū)邊緣裸露的頂?shù)装逑鄬σ平?。隨著工作面推進，頂?shù)装逄幱诓粩嘁M的狀態(tài)。由于在緩斜及傾斜工作面底板鼓起量比較小，因而常?？梢院雎圆挥?，為此頂?shù)装逡平亢喎Q為頂?shù)装逑鲁亮俊?0、老頂初次來壓：當老頂懸露達到極限跨距時，老頂斷裂形成三鉸拱式的平衡，同時發(fā)生已破斷的巖塊回轉(zhuǎn)失穩(wěn)（變形失穩(wěn)）。有時可能伴隨滑落失穩(wěn)（頂板的臺階下沉），從而導(dǎo)致工作面頂板的急劇下沉。此時，工作面支架呈現(xiàn)受力普遍加大現(xiàn)象。即稱為老頂?shù)某醮蝸韷骸?1、周期來壓：隨著回采工作面的推進，在老頂初次來壓以后，裂隙帶巖層形成的結(jié)構(gòu)將始終經(jīng)歷“穩(wěn)定-失穩(wěn)-穩(wěn)定”的變

4、化，這種變化將呈現(xiàn)周而復(fù)始的過程。由于結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)導(dǎo)致了工作面頂板的來壓，這種來壓也將隨著工作面的推進而呈周期性出現(xiàn)。因此，由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來壓現(xiàn)象稱之為工作面頂板的周期來壓。12、關(guān)鍵層：在直接頂上方存在厚度不等、強度不同的多層巖層。其中一層至數(shù)層厚硬巖層在采場上覆巖層活動中起主要的控制作用。將對采場上覆巖層局部或直至地表的全部巖層活動起控制作用的巖層稱為關(guān)鍵層。13、沿空留巷：沿空留巷是在上區(qū)段工作面采過后，通過加強支護或采用其他有效方法，將上區(qū)段工作面運輸平巷保留下來，供下區(qū)段工作面回采時作為回風平巷。14、沿空掘巷：巷道一側(cè)為煤體另一側(cè)為采空區(qū)，如果采空區(qū)一側(cè)采動影響

5、已經(jīng)穩(wěn)定后，沿采空區(qū)邊緣掘進的巷道稱為煤體無煤柱（沿空掘進）巷道。15、錨固力：錨桿對圍巖的約束力。（1）根據(jù)錨桿對圍巖的約束力方式定義錨固力可分為托錨力、粘錨力、切向錨固力；（2）根據(jù)錨桿的錨固作用階段定義錨固力可分為初錨力、工作錨固力、殘余錨固力。16、軟巖：軟巖定義分為地質(zhì)軟巖和工程軟巖。（1）地質(zhì)軟巖指強度低、孔隙較大、膠結(jié)程度差、受構(gòu)造面切割及風化影響顯著或含有大量膨脹粘土的松、散、軟、若巖層的總稱；（2）工程軟巖時指在巷道工程力作用下，能產(chǎn)生顯著變形的工程巖體。巷道工程力時指作用在巷道工程巖體上的力的總和。工程軟巖的定義揭示了軟巖的相對性實質(zhì)。17、煤礦動壓現(xiàn)象：煤礦在開采過程中，

6、在高應(yīng)力狀態(tài)下積聚有大量彈性能的煤或巖體，在一定的條件下突然發(fā)生破壞、冒落或拋出，使能量突然釋放，呈現(xiàn)聲響、震動以及氣浪等明顯的動力效應(yīng)。這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為煤礦動壓現(xiàn)象。18、沖擊礦壓：沖擊礦壓是聚積在礦井巷道和采場周圍煤巖體中的能量突然釋放，在井巷發(fā)生爆炸性事故，產(chǎn)生的動力將煤巖拋向巷道，同時發(fā)出強烈聲響。造成煤巖體振動和煤巖體破壞，支架與設(shè)備損壞，人員傷亡，部分巷道垮落破壞等。19、沖擊能指數(shù)：沖擊能指數(shù)ke在單軸壓縮狀態(tài)下，煤樣全“應(yīng)力-應(yīng)變”曲線峰值c前所積聚的變形能es與峰值后的變形能ex之比值。它是包含試件“應(yīng)力-應(yīng)變”全部變化過程的曲線，直觀和全面反映了蓄能、耗能的全過程，顯示了沖擊

7、傾向的物理本質(zhì)。20、淺埋煤層：開采區(qū)域大部分集中于埋深在100-150m以內(nèi)的淺部，煤層的典型賦存特點時埋深淺、基巖頂板較薄、表土覆蓋層較厚。由于此類煤層的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律具有明顯的特點，為了區(qū)別于其他煤層，通常將具有淺埋深、基巖薄、上覆厚松散層賦存特征的煤層稱為淺埋煤層。二、簡答與分析論述1、簡述原巖應(yīng)力場的概念及主要組成部分？答：原巖應(yīng)力場的概念：天然存在于原巖內(nèi)而與人為因素無關(guān)的應(yīng)力場稱為原巖應(yīng)力場。原巖應(yīng)力場的主要組成部分：自重應(yīng)力場、構(gòu)造應(yīng)力場。2、原巖應(yīng)力分布的基本特點？答：1、實測鉛直應(yīng)力基本上等于上覆巖層重量2、水平應(yīng)力普遍大于鉛直應(yīng)力3、水平應(yīng)力與鉛直應(yīng)力的比值隨深度增加而減小

8、4、最大水平主應(yīng)力和最小水平主應(yīng)力一般相差較大3、煤柱下方底板巖層中應(yīng)力分布特點及其實際意義？答：4、簡述巖石破碎后的碎脹特征及其在控制頂板壓力中的作用?答：巖石破碎后，雜亂堆積，巖體的總體力學特性類似于散體。由于巖層破碎后體積將產(chǎn)生膨脹，因此直接頂跨落后，堆積的高度要大于直接頂巖層原來的厚度。影響碎脹系數(shù)的重要因素是巖石破碎后塊度的大小及其排列狀態(tài)。例如，堅硬巖層成大塊、破斷且排列整齊，因而碎脹系數(shù)較小；若巖石破碎后塊度較小且排列較亂，則碎脹系數(shù)較大。巖石破碎后，在其自重及外加載荷的作用下漸趨壓實，碎脹系數(shù)變小，壓實后的高度將取決于巖石的殘余碎脹系數(shù)kp。5、分析采場上覆巖層機構(gòu)失穩(wěn)條件？答

9、：1、結(jié)構(gòu)的滑落失穩(wěn)，剪切力大于咬合點出的摩擦力，此結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)滑落失穩(wěn)。即失穩(wěn)的與否取決于老頂破斷巖塊的高長比，高長比較小，結(jié)構(gòu)抗滑落失穩(wěn)能力越大，一般情況下，失穩(wěn)巖塊的高長比要大于0.4-0.5；2、結(jié)構(gòu)的變形失穩(wěn)，這時指在巖塊的回轉(zhuǎn)過程中，由于擠壓處局部應(yīng)力集中，致使該處進入塑性狀態(tài)，甚至局部受拉而使咬合處破壞造成巖塊回轉(zhuǎn)進一步加劇，從而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，當巖梁破斷后，巖塊互相咬合中間下沉量到達時，即形成巖塊結(jié)構(gòu)變形失穩(wěn)。6、分析加快工作面推進速度與改善頂板狀況的關(guān)系？答：加快工作面推進速度只是縮短落煤與放頂兩個主要生產(chǎn)過程的時間間隔，能減少頂板下沉量，但同時也使頂板下沉速度加劇，只有在原

10、先的工作面推進速度比較緩慢的條件下，加快工作面推進速度，才會對工作面頂板狀況有所改變，當工作面推進速度提高到一定積變以后，頂板下沉量的變化將逐漸減小，并不能甩掉頂板壓力。7、試分析開采深度對采場礦山壓力及其顯現(xiàn)的影響？“”答：開采深度對巷道礦山壓力顯現(xiàn)的影響可能比較明顯，如在松軟巖層中開掘巷道，隨著深度的增加，巷道圍巖的擠、壓、鼓現(xiàn)象將更為嚴重。隨著深度增加，巷道圍巖的變形與支架上承受的壓力都將增加。巖層受重力而變形，它所積聚的能量與深度的平方成正比。因此，對有沖擊礦壓危險的礦井，隨著深度的增加，發(fā)生沖擊礦壓的次數(shù)與強度將顯著增加。但開采深度對采場頂板壓力大小的影響并不突出，因而對礦山壓力顯現(xiàn)

11、的影響也不明顯，尤其是對頂板下沉量的影響。隨著采深增加，支承壓力必然增加，從而導(dǎo)致煤壁片幫及底板鼓起的幾率增加，由此也可能導(dǎo)致支架載荷增加。8、簡述我國緩傾斜煤層工作面分類方案？答：直接頂分類：1不穩(wěn)定頂板：r8、2中等穩(wěn)定頂板：8r18、3穩(wěn)定頂板：18r28、4非常穩(wěn)定頂板：28r50其中r為直接頂平均初次垮落距；老頂分類：1不明顯：pe895、2明顯：895pe975、3強烈：975pe1075、4非常強烈：1075pe其中pe為老頂初次來壓當量，kpa.9、解釋支撐式、掩護式、支撐掩護式液壓支架結(jié)構(gòu)特征及適用范圍？答：支撐式：指在結(jié)構(gòu)上沒有掩護梁，對頂板的作用是支撐的支架；掩護式：指在

12、結(jié)構(gòu)上有掩護梁，單排立柱連接掩護梁或直接支撐頂梁對頂板起支撐作用的支架；支撐掩護式：指具有雙排或多排立柱及掩護梁結(jié)構(gòu)的支架，支柱大部或全部通過頂梁對頂板起支撐作用，可能有部分支柱是通過掩護梁對頂板起作用。10、簡述采場支架與圍巖關(guān)系特點？答：1、支架與圍巖時相互作用的一對力；2、支架受力的大小及其在回采工作面分布的規(guī)律與支架性能有關(guān)；3、支架結(jié)構(gòu)及尺寸對頂板壓力的影響。11、分析采場支架工作阻力與頂板下沉量的“pl”曲線關(guān)系？答：12、簡述開采后引起的上覆巖層的破壞方式及其分區(qū)？答：根據(jù)采空區(qū)覆巖移動破壞程度，可分為“三帶”：（1）跨落帶。破斷后的巖塊呈不規(guī)則跨落，排列也極不整齊，松散系數(shù)比較

13、大，一般可達1.31.5。但經(jīng)重新壓實后，碎脹系數(shù)可降到1.03左右。此區(qū)域與所開采的煤層相毗連，很多情況下是由于直接頂巖層冒落后形成的.（2）裂縫帶。巖層破斷后，巖塊仍然排列整齊的區(qū)域即為裂縫帶。它位于冒落帶之上，由于排列比較整齊，因此碎脹系數(shù)較小。關(guān)鍵層破斷塊體有可能形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)?？缏鋷c裂隙帶合稱“兩帶”，又稱為“導(dǎo)水裂縫帶”，意指上覆層含水層位于“兩帶”范圍內(nèi)，將會導(dǎo)致巖體水通過巖體破斷裂縫流入采空區(qū)和回采工作面。（3）彎曲帶。自裂縫帶頂界到地表的所有巖層稱為彎曲帶。彎曲帶內(nèi)巖層移動的顯著特點是，巖層移動過程的連續(xù)和整體性，即裂縫帶頂界以上至地表的巖層移動是成層地、整體性地發(fā)生，

14、在垂直剖面上，其上下各部分的下沉量很小。若存在厚硬的關(guān)鍵層，則可能在彎曲帶內(nèi)出現(xiàn)離層區(qū)。a區(qū)域：煤層上方的巖層在開采的影響下，一般在回采工作面前方3040m處就開始變形。其特點是水平移動較為劇烈，但垂直移動甚微。在有些場合垂直位移量還會出現(xiàn)負值（即巖層有上升現(xiàn)象）。當工作面推過此區(qū)域，才引起垂直位移急劇增加。b區(qū)域：回采工作推過鉆孔48m后，垂直位移急劇增加，但各層位移速度不盡相同。其特點為越向上越緩慢，在此區(qū)域內(nèi)形成層間離層，且此區(qū)域的巖層早已斷裂成巖塊。c區(qū)域：已斷裂的巖層重新受到已冒落矸石支撐時，變形曲線又趨于緩和。在此區(qū)域內(nèi)，各層移動速度的特點是鄰近煤層巖層的運動速度要緩于其上覆巖層，

15、各巖層又進入互相壓合的過程。13、簡述綠色開采技術(shù)體系？答：14、簡述開采后上覆巖層的破壞方式及分區(qū)？答：根據(jù)采空區(qū)覆巖移動破壞程度，可分為“三帶”：（1）跨落帶。破斷后的巖塊呈不規(guī)則跨落，排列也極不整齊，松散系數(shù)比較大，一般可達1.31.5。但經(jīng)重新壓實后，碎脹系數(shù)可降到1.03左右。此區(qū)域與所開采的煤層相毗連，很多情況下是由于直接頂巖層冒落后形成的.（2）裂縫帶。巖層破斷后，巖塊仍然排列整齊的區(qū)域即為裂縫帶。它位于冒落帶之上，由于排列比較整齊，因此碎脹系數(shù)較小。關(guān)鍵層破斷塊體有可能形成“砌體梁”結(jié)構(gòu)?？缏鋷c裂隙帶合稱“兩帶”，又稱為“導(dǎo)水裂縫帶”，意指上覆層含水層位于“兩帶”范圍內(nèi)，將會

16、導(dǎo)致巖體水通過巖體破斷裂縫流入采空區(qū)和回采工作面。（3）彎曲帶。自裂縫帶頂界到地表的所有巖層稱為彎曲帶。彎曲帶內(nèi)巖層移動的顯著特點是，巖層移動過程的連續(xù)和整體性，即裂縫帶頂界以上至地表的巖層移動是成層地、整體性地發(fā)生，在垂直剖面上，其上下各部分的下沉量很小。若存在厚硬的關(guān)鍵層，則可能在彎曲帶內(nèi)出現(xiàn)離層區(qū)。a區(qū)域：煤層上方的巖層在開采的影響下，一般在回采工作面前方3040m處就開始變形。其特點是水平移動較為劇烈，但垂直移動甚微。在有些場合垂直位移量還會出現(xiàn)負值（即巖層有上升現(xiàn)象）。當工作面推過此區(qū)域，才引起垂直位移急劇增加。b區(qū)域：回采工作推過鉆孔48m后，垂直位移急劇增加，但各層位移速度不盡相

17、同。其特點為越向上越緩慢，在此區(qū)域內(nèi)形成層間離層，且此區(qū)域的巖層早已斷裂成巖塊。c區(qū)域：已斷裂的巖層重新受到已冒落矸石支撐時，變形曲線又趨于緩和。在此區(qū)域內(nèi)，各層移動速度的特點是鄰近煤層巖層的運動速度要緩于其上覆巖層，各巖層又進入互相壓合的過程。15、簡述控制巖層移動的技術(shù)？答：巖層移動控制技術(shù)可分為三類：（1）留設(shè)煤柱控制巖層移動（2）充填法控制巖層移動（3）調(diào)整開采工藝及參數(shù)控制巖層，如限厚開采、協(xié)調(diào)開采、上行開采等。一、留煤柱控制巖層移動1、部分開采。部分開采包括：條帶開采：是沿煤層的走向或傾向，將開采區(qū)劃分為若干個寬度相等或不相等的條帶，開采一條，保留一條，利用留下的條帶煤柱支撐頂板，

18、以減小地表沉陷的目的。條帶開采可劃分為走向條帶開采和傾向條帶開采。房柱式開采：2、留設(shè)保護煤柱。二、充填法控制巖層移動1、采空區(qū)充填。充填開采就是用充填材料來充填己采空間，這相當于減小了煤層開采厚度，從而減少采空區(qū)上覆巖層的變形與破壞。礦山充填分為三種類型：水力充填：以水為輸送介質(zhì)，利用自然壓頭和泵壓，從制備站沿管道或與管道相連的鉆孔，將河砂等水力充填材料輸送到采空區(qū)。干式充填：采用人力、重力、機械式風力等方式將砂石等干式充填材料運送到待充填采空區(qū)，開成可壓縮的松散充填體。膠結(jié)充填：將采集和加工的細砂等充填材料摻入適量的膠凝材料如水泥，加水混合攪拌制備成膠結(jié)充填料漿，沿鉆孔、管道向采空區(qū)輸送，

19、充填材料膠結(jié)后形成具有一定強度和完整性的充填體。2、覆巖離層區(qū)充填。覆巖離層區(qū)充填減沉的基本原理是利用巖移過程中覆巖內(nèi)形成的離層空洞，從鉆孔向離層空洞充填外來材料來支撐覆巖，從而減緩覆巖移動往地表的傳播。16、簡述回采工作面周圍支承壓力應(yīng)力狀況？答：煤層開采以后，采空區(qū)上部巖層重量將向采空區(qū)周圍新的支撐點轉(zhuǎn)移，從而在采空區(qū)周圍形成支承壓力帶，工作面沿傾斜和傾斜方向及開切眼一側(cè)煤體上形成的支承壓力，在工作面采過一段時間后，不再發(fā)生明顯變化，稱為固定支撐壓力，回采工作面推過一段距離后，采空區(qū)上覆巖層活動趨于穩(wěn)定，因此，在距工作面一定距離的采空區(qū)，也可能出現(xiàn)較小的支承壓力，稱為采空區(qū)支承壓力。17、

20、采區(qū)平巷在其服務(wù)期內(nèi)沿走向的礦壓規(guī)律有哪些？采動影響帶的前影響區(qū)和后影響區(qū)內(nèi)礦壓顯現(xiàn)試件和機理有何不同？答：采區(qū)巷道從開掘到報廢，經(jīng)歷采動造成的圍巖應(yīng)力重新分布過程，圍巖變形會持續(xù)增長和變化。以受到相鄰區(qū)段回采影響的工作面回風巷為例，圍巖變形要經(jīng)歷五個階段。1、巷道掘進影響階段。煤體內(nèi)開掘巷道后，巷道圍巖出現(xiàn)應(yīng)力集中，在形成塑性區(qū)的過程中，圍巖向巷道空間顯著位移。隨著巷道掘出時間的行長，圍巖變形速度逐漸衰減，趨向緩和。巷道的圍巖變形量主要取決于巷道埋藏和圍巖性質(zhì)。2、掘進影響穩(wěn)定階段。掘進引起的圍巖應(yīng)力重新分布趨于穩(wěn)定，由于煤巖一般具有流變性，圍巖變形還會隨時間而緩慢增長，但其變形速度比掘巷初

21、期要小得多，巷道的圍巖變形速度仍取決埋藏深度和圍巖性質(zhì)。3、采動影響階段。前影響區(qū)時，巷道受上區(qū)段工作面（a）的回采影響后，在回采引起的超前移動支承壓力作用下，巷道圍巖應(yīng)力重新分布，塑性區(qū)顯著擴大，圍巖變形急劇增長。在后影響區(qū)時，在工作面（a）后方附近，由巷道上方和采空區(qū)一側(cè)頂板彎曲下沉和顯著運動使得支承壓力和巷道圍巖變形速度都達到最大值。遠離工作面后方，巷道圍巖變形速度逐漸衰減。巷道圍巖性質(zhì)、護巷煤柱寬度或巷旁支護方式、工作面頂板巖層結(jié)構(gòu)對此時期圍巖變形量影響很大。4、采動影響穩(wěn)定階段。回采引起的應(yīng)力重新分布走向穩(wěn)定后，巷道圍巖變形速度再一次顯著降低，但仍然高于掘進影響穩(wěn)定階段時變形速度，圍

22、巖變形量按流變規(guī)律不斷緩慢地增長。5、二次采動影響階段。巷道受本區(qū)段回采工作面b影響時，由于上共段殘余支承壓力，本區(qū)段工作面超前支承壓力相互疊加，巷道圍巖應(yīng)力急劇增高，引起圍巖應(yīng)力又一次重新分布，塑性區(qū)進一步擴大，應(yīng)力的反復(fù)擾動使圍巖變形比受一次采動影響進更加強烈。18、沿留空巷礦壓顯現(xiàn)基本特征？與沿空掘巷礦壓顯現(xiàn)的主要區(qū)別？答：沿空留巷礦壓顯現(xiàn)特征1、采動時期。沿空巷道位于采空區(qū)邊緣，保留期間經(jīng)歷上區(qū)段工作面的采動影響，巷道頂板的下沉、破壞必然受到采空區(qū)上覆巖層沉降總規(guī)律的制約。上區(qū)段工作面過后，老頂發(fā)生斷裂失穩(wěn)，然后回轉(zhuǎn)下沉壓實采空區(qū)。在這個過程中，沿空巷道煤幫及巷道支護發(fā)生劇烈變形。沿空

23、留巷的圍巖的圍巖應(yīng)力主要取決于規(guī)則移動帶巖層中塊體b取得平衡之前，引起的附加載荷。2、上區(qū)段工作面采動影響穩(wěn)定后，沿空留巷煤幫的承載能力與支承壓力很快處于平衡狀態(tài)。圍巖變形顯著下降并趨于穩(wěn)定。3、本區(qū)段工作面回采時，規(guī)則移動帶巖層原有的平衡狀態(tài)將受到強烈影響。在超前支承壓力作用下，規(guī)則移動帶巖層將有一定的回轉(zhuǎn)下沉，造成圍巖應(yīng)力再次重新分布集中，巷道圍巖表現(xiàn)出強烈變形。沿空留巷的頂板下沉規(guī)律4、回采工作面推進引起的上覆巖層運動，其發(fā)展是自上而下的，上部具有明顯的滯后笥，沿巷留巷的頂板會在較長時間內(nèi)受到老頂上覆巖層運動的影響。主要區(qū)別：沿空留巷與沿空掘巷最大的區(qū)別在于沿空留巷經(jīng)歷兩次采動影響，并且

24、留巷需要巷旁支護。19、跨巷回采卸壓的基本原理？答：煤層開采以后，在煤層底板中形成一定范圍的應(yīng)力增高區(qū)和應(yīng)力降低。位于煤層底板的巷道，若處于應(yīng)力增高區(qū)，將承受較大的集中應(yīng)力而遭到破壞。處于應(yīng)力降低區(qū)，則易于維護。根據(jù)采面不斷移動的特點以及巷道系統(tǒng)優(yōu)化布置的原則，可在巷道上方的煤層工作面進行跨采，使巷道經(jīng)歷一段時間的相的高應(yīng)力作用后，長期處于應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)?？绮傻男Ч饕Q于巷道與上方跨采面的相對位置，即巷道與上部回采煤層間的法向距離z，巷道與上部回采煤層煤柱邊緣的水平距離x。20、如何根據(jù)錨桿對圍巖的約束方式定義錨桿錨固力？答：根據(jù)錨桿對圍巖的約束力方式定義錨固力1托錨力：托錨力包括安裝錨桿時

25、，通過擰緊螺母產(chǎn)生的錨桿托板對圍巖的預(yù)緊力，水漲式管狀錨桿桿體縱向收縮，使托盤對圍巖產(chǎn)生預(yù)緊力，以及錨桿托板阻止圍巖向巷道內(nèi)位移時，對圍巖施加的徑向支護力。2粘錨力：粘結(jié)劑將圍巖與錨桿粘結(jié)成整體，由于圍巖深部與淺部變形的差異，錨桿通過粘結(jié)劑對圍巖施加粘結(jié)力來抑制圍巖變形。粘結(jié)力就是錨桿桿體的軸力。摩擦錨固式錨桿通過桿體與圍巖之間的摩擦力對圍巖施加錨固力來抑制圍巖變形。3切向錨固力：圍巖的變形大多從圍巖的弱面開始，在圍壓作用下圍巖沿弱面滑動或張開。錨桿體貫穿弱面，限制圍巖沿弱面滑動或張開，這種限制力稱為切向錨固力。21、為什么說錨注支護時軟巖巷道支護的新途徑？答：錨桿支護的錨固力在很大程度上取決

26、于巖體的力學性能，軟巖巷道可錨性差是造成錨桿錨固力低和失效的重要原因。利用錨桿兼做注漿管，實現(xiàn)錨注一體化，是軟巖巷道支護的一個新途徑。對于節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體，注漿可改變圍巖的松散結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，封閉裂隙，顯著提高巖體強度。注漿加固為錨桿提供可靠的著力基礎(chǔ)，使錨桿對松碎圍巖的錨固作用得以發(fā)揮，進一步提高巖體強度。采取錨桿與注漿相結(jié)合的發(fā)法，使錨桿和注漿的作用在各自適用的范圍內(nèi)得到充分發(fā)揮，可提高對軟巖的支護效果。22、簡述軟巖巷道變形力學機制？答：從理論上分析軟巖巷道變形力學機制，可分為三種形式，即物化膨脹類型（也稱低強度軟巖）、應(yīng)力擴容類型和結(jié)構(gòu)變形類型。(1)膨脹類型機制膨脹巖含有蒙脫石、高嶺土和伊利石等強親水粘土礦物，這幾類礦物由于其晶體結(jié)構(gòu)特殊，能將水分子吸附在晶層表面和晶層內(nèi)。既具有礦物顆粒內(nèi)部分子膨脹，又具有礦物顆粒之間的水膜加厚的膠體膨脹。同時通過毛細作用吸入水，使巖石體積膨脹。（2）應(yīng)力擴容變形機制變形機制與力源有關(guān)，軟巖在結(jié)構(gòu)應(yīng)力、地下水、重力、工程偏應(yīng)力作用下，巖體產(chǎn)生破壞變形，微裂活動迅速加劇，形成拉伸破壞和剪切面，體積擴脹。工程偏應(yīng)力即本書中的礦山壓力，是應(yīng)力擴容