开采方法与顶板灾害防治试题

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开采方法与顶板灾害防治试题

填空题（每空1分）

1、造成顶板事故的原因主要是 技术 方面的原因和 管理 方面的原因；

2、分为伪顶、 直接顶 和 老顶 ；

3、巷道顶板事故发生地点一般主要是在 掘进面 及 交叉点 ；

4、工作面的特殊支架有丛柱 、排柱（密集支柱）、 木垛 和戗柱（斜撑）几种。

5、悬臂式支护单体支架的布置形式有 齐梁齐柱 、错梁齐柱和错梁错柱 三种；

6、有效防止复合顶板的离层，应尽量提高支架的初撑力 ;

7、按力学原因采场顶板事故分为压垮型 、推垮型 和漏冒型 三类

单项选择题

1、有效防止复合顶板的离层，应尽量提高支架的（ B ）

A、工作阻力 B、初撑力 C、可缩量 D、支护密度

2、是指（ A ）

A、工作面沿走向布置、沿倾向推进 B、工作面沿倾向布置、沿走向推进

C、工作面沿走向布置、沿走向推进 D、工作面沿倾向布置、沿倾向推进

3、上山阶段是指（ A ）的阶段

A、位于开采水平以上，煤炭自上向下运 B、位于开采水平以下，煤炭自上向下运

C、位于开采水平以上，煤炭自下向上运 D、位于开采水平以下，煤炭自下向上运 多项选择题

1、悬臂式支护单体支架的布置形式有（ A、C、D ）三种

A、齐梁齐柱 B、齐梁错柱 C、错梁齐柱 D、错梁错柱

2、工作面的主要工序有（ A、B、C、D、E ）

A、落煤 B、装煤 C、运煤 D、支护 E、采空区处理

3、有效控制采场顶板，采场支架对顶板应能（ A、B、C、D ）

A、支得起 B、护得好 C、稳得住 D、保证支护密度

4、造成的原因主要是 A、B 方面的原因

A、技术 B、管理 C、工人违章 D、煤层赋存

5、上方岩层分为 A、B、C

A、冒落带 B、裂隙带 C、弯曲下沉带 D、破碎带

6、巷道顶板事故发生地点一般主要是在 A、C

A、掘进工作面 B、回采工作面 C、巷道交叉点 D、采空区

名词解释

1、复合顶板——复合顶板指采煤后特别容易离层的顶板。

2、开采水平——通常将设有井底车场、运输大巷并且担负该水平运输任务的水平，称“开采水平” 。

3、顶板——位于煤层上面的岩层叫顶板，分为伪顶、直接顶和老顶。

4、岩石抗拉强度——岩石试件在拉伸时所能承受的最大拉应力值。

5、初次来压——直接顶的第一次大面积垮落称直接顶的初次垮落。

6、煤田——在地质历史发展的过程中，含碳物质沉积形成的基本连续的大面积含煤地带称为煤田。

7、井田——划归一个矿井开采的那部分煤田。

8、井底车场——连接井筒与井下大巷之间的一组巷道和硐室的总称。

9、回采工艺：工作面落煤（破煤）、装煤、运煤、支护、顶板管理等工序在时间和空间上的

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安排与配合。

10、炮采：打眼放炮落煤、爆破及人工装煤、刮板输送机运煤、单体支架支控顶板 判断题

1、井田和煤田实际上是一个概念 （ × ）

2、根据服务年限的计算公式可知，大型矿井的服务年限应越小越好，反之小型矿井的服务年限应越大越好；（ × ）

3、岩石的破坏总是被拉坏或剪坏（ √ ）

4、岩体的强度大于岩石的强度（ × ）

5、直接顶初次垮落时的跨距称初次垮落步距（√）

6、老顶岩梁周期断裂的距离，称为老顶的周期来压步距（√）

简答题

1、伪顶、直接顶、老顶的主要特点是什么？

[要点]

1、伪顶——紧贴煤层，随采随落，厚度一般0.3m～0.5m。

2、直接顶——位于伪顶或煤层（无伪顶时）之上，由一层或几层岩层组成，一般能随回柱放顶及时垮落。

3、老顶——位于直接顶之上（有时直接位于煤层之上）厚而坚硬的岩层。能维持很大的悬露面积而不随直接顶垮落。

2、采空区上方岩层根据其破坏特征及结构特点分为哪三个带，各个带的特征是什么？（6分）

[要点]

（1）自下而上分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。

（2）特征：①冒落带：下部冒落的块度较小，而且呈杂乱无章的堆积，上部岩层块度较大，而且呈规则的排列。②裂隙带：岩层中出现许多垂直或斜交于层面的裂隙以及顺层的离层裂隙，但不冒落。③弯曲下沉带：岩层整体弯曲，可能有少许裂隙，影响范围可波及到地表。

3、何为岩石的碎胀性，如何表示岩石的碎胀性，并分析碎胀性在煤矿顶板灾害防治中的作用？（8分）

[答题要点]

碎胀性——岩石破碎后体积比破碎前体积增加的性质。

表示：

用碎胀系数K表示，（其中V’和V分别表示碎胀后和碎胀前的体积）

作用：（1）利用岩石破碎后体积膨胀的性质，采动后顶板破碎充填采空区从而进一步减小顶板垮落高度，减少上部岩层的垮落的下沉；

（2）利用岩石碎胀性系数可用来预测或计算采空后顶板垮落高度；从而进一步预测和计算采场顶板压力，给采场支护设计提供依据。

4、采场顶板事故按力学原因可分为哪三大类，分别叙述各类冒顶事故的特点？（6分）

[答题要点]

（1）压垮型冒顶。特点：①压垮型顶板是由垂直于层面方向的顶板力压坏采场支架而导致的冒顶；②压垮型顶板事故通常压力大，对工作面和支架的破坏严重，多数事故伤亡大；③压垮型顶板事故通常发生突然。④要求支架具有足够的初撑力和工作阻力。

（2）推垮型冒顶。特点：①是由垂直于层面方向的顶板力推倒采场支架而导致的冒顶；②易发生在倾角比较大的煤层中；③要求支架有足够的稳定性。

（3）漏冒型冒顶。特点：①漏冒型冒顶是因已破碎顶板没有得到有效防护受重力作用而导致的冒顶；②在采场中部、工作面前端、上下两端、采场后排等均可能发生；③要求支架对

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顶板控制尽量或少出现漏顶。

简述题

1、试说明我国煤矿顶板灾害事故发生的特点及顶板灾害防治的重要性和必要性？（6分）

[答题要点：]

特点：

（1）顶板事故点煤矿事故比例大（约占45%，其中采场占3／4，巷道占1／4）；

（2）绝大多数事故发生在使用摩擦式金属支柱和木支柱工作面；

（3）直接顶事故所占比例较大（约占93%）；

（4）按冒顶类别：局部冒顶占70%，大型垮落占30%；

（5）从冒顶地点：机炮道占26%，放顶线占15%，上下两口占15%，其他44%； 重要性和必要性：

（1）从顶板事故所占煤矿事故比例可看出，顶板事故的防治在煤矿安全事故的防治中占有重要位置；

（2）根据顶板事故发生的特点和机理，采取必要的防治措施，针对性的防治顶板事故，减少煤矿顶板事故的发生，保证安全生产是非常有必要的。

2、结合直接顶的初次垮落、老顶的初次来压及老顶的周期来压简述采场上覆岩层的活动规律？（6分）

[答题要点]

（1）回采工作面自开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大，当达到其极限跨距时形成工作面第一次大面积的垮落——直接顶的初次垮落；

（2）直接顶初次垮落后，回采工作面继续向前推进，将有2种情况：①若直接顶垮落后通过其碎胀能充满采空区，则老顶将只产生弯曲下沉，即弯曲下沉法管理顶板时的情况；②若直接顶垮落后不能充满采空区，则老顶将悬露，形成悬梁或悬板结构，当其垮度增大到其极限跨距时老顶断裂、下沉、最终垮落——老顶的初次来压；

（3）老顶初次来压后，随着回采工作面的继续推进，老顶将形成悬梁或悬板结构，当达到其极限跨度时老顶将折断，此后将产生周期性的老顶断裂、来压，称周期来压。

（4）学生展开分析上述三种情况时直接顶或老顶在横向和纵向的变形、下沉、破坏规律。

3、说明复合顶板推垮型冒顶的特点、机理及防治措施？（16分）

[答题要点]

（1）特点：①冒顶前采场顶板压力不大，支架没有变形、损坏、金属支柱没有明显的下缩；②多数情况下，冒顶前复合顶板已沿煤帮断裂；③冒顶后支柱没有折损只是倾倒，多数是沿煤层倾斜方向向下倾倒，也有向采空区倾倒的；④冒顶后上部岩层大面积悬露不冒，个别情况是冒落几下大块；⑤冒顶在任何工序都有可能发生，但多数是发生在回柱放顶过程；⑥冒顶多发生开切眼附近；⑦多数情况是冒顶前没有明显征兆，推垮发生时速度来势猛，人力无法抗拒；有时推垮前有征兆，能发现靠采空区支柱向下倾斜，沿煤帮及采空区边顶板掉碴，因而来不及撤人。

（2）机理：① 离层：由于支柱初撑力小而导致复合顶板与上部岩层离层；②断裂：复合顶顶离层后断裂成大块游离岩块；③去路和倾角：断裂岩块出现某个方面的自由空间，使其产生易推垮的去路，煤层倾角较大时更危险；④推力大于阻力：游离岩块所产生的推力大于阻止其推倒的阻力，稳定性系数降低，使其产生失稳。

（3）措施：①支柱有足够的初撑力，尽量使其不产生离层；②调整工作面为伪俯工作面，增加其阻力；③掘进上下顺槽时不破坏复合顶板；④工作面初采时不要反推；⑤控制采高，尽量使采后垮落的顶板能充满采空区；⑤增加支架的稳定性如采用整体支架。

4、根据预防冒顶事故类型的不同说明对采场支架的基本要求是什么（从支架的初撑力、工

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作阻力、可缩量进行分析）？（6分）

[要点]

采场支架对顶板应能支得起——压垮型

采场支架对顶板应能稳得住——推垮型

采场支架对顶板应能护得好——漏冒型

（1）要有足够的初撑力，保证下位岩层与上位岩层不离层；

（2）要有足够的工作阻力，能支撑住工作空间及采空区上方垮落岩层的重量；

（3）要有足够的可缩量，能够适应裂隙带老顶的下沉；

（4）要保证支护密度，防止破碎顶板漏冒（有时需增加顶梁、背板）

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