開采方法與頂板災(zāi)害防治
填空題（每空1分）
1、造成頂板事故的原因主要是 技術(shù) 方面的原因和 管理 方面的原因；
2、煤層頂板分為偽頂、 直接頂 和 老頂 ；
3、巷道頂板事故發(fā)生地點(diǎn)一般主要是在 掘進(jìn)面 及 交叉點(diǎn) ；
4、工作面的特殊支架有叢柱 、排柱（密集支柱）、 木垛 和戧柱（斜撐）幾種。
5、懸臂式支護(hù)單體支架的布置形式有 齊梁齊柱 、錯(cuò)梁齊柱和錯(cuò)梁錯(cuò)柱 三種；
6、有效防止復(fù)合頂板的離層，應(yīng)盡量提高支架的初撐力 ;
7、按力學(xué)原因采場頂板事故分為壓垮型 、推垮型 和漏冒型 三類
單項(xiàng)選擇題
1、有效防止復(fù)合頂板的離層，應(yīng)盡量提高支架的（ B ）
A、工作阻力 B、初撐力 C、可縮量 D、支護(hù)密度
2、傾斜長壁是指（ A ）
A、工作面沿走向布置、沿傾向推進(jìn) B、工作面沿傾向布置、沿走向推進(jìn)
C、工作面沿走向布置、沿走向推進(jìn) D、工作面沿傾向布置、沿傾向推進(jìn)
3、上山階段是指（ A ）的階段
A、位于開采水平以上，煤炭自上向下運(yùn) B、位于開采水平以下，煤炭自上向下運(yùn)
C、位于開采水平以上，煤炭自下向上運(yùn) D、位于開采水平以下，煤炭自下向上運(yùn)
多項(xiàng)選擇題
1、懸臂式支護(hù)單體支架的布置形式有（ A、C、D ）三種
A、齊梁齊柱 B、齊梁錯(cuò)柱 C、錯(cuò)梁齊柱 D、錯(cuò)梁錯(cuò)柱
2、回采工作面的主要工序有（ A、B、C、D、E ）
A、落煤 B、裝煤 C、運(yùn)煤 D、支護(hù) E、采空區(qū)處理
3、有效控制采場頂板，采場支架對頂板應(yīng)能（ A、B、C、D ）
A、支得起 B、護(hù)得好 C、穩(wěn)得住 D、保證支護(hù)密度
4、造成頂板事故的原因主要是 A、B 方面的原因
A、技術(shù) B、管理 C、工人違章 D、煤層賦存
5、采空區(qū)上方巖層分為 A、B、C
A、冒落帶 B、裂隙帶 C、彎曲下沉帶 D、破碎帶
6、巷道頂板事故發(fā)生地點(diǎn)一般主要是在 A、C
A、掘進(jìn)工作面 B、回采工作面 C、巷道交叉點(diǎn) D、采空區(qū)
名詞解釋
1、復(fù)合頂板——復(fù)合頂板指采煤后特別容易離層的頂板。
2、開采水平——通常將設(shè)有井底車場、運(yùn)輸大巷并且擔(dān)負(fù)該水平運(yùn)輸任務(wù)的水平，稱“開采水平” 。
3、頂板——位于煤層上面的巖層叫頂板，分為偽頂、直接頂和老頂。
4、巖石抗拉強(qiáng)度——巖石試件在拉伸時(shí)所能承受的最大拉應(yīng)力值。
5、初次來壓——直接頂?shù)牡谝淮未竺娣e垮落稱直接頂?shù)某醮慰迓洹?br /> 6、煤田——在地質(zhì)歷史發(fā)展的過程中，含碳物質(zhì)沉積形成的基本連續(xù)的大面積含煤地帶稱為煤田。
7、井田——劃歸一個(gè)礦井開采的那部分煤田。
8、井底車場——連接井筒與井下大巷之間的一組巷道和硐室的總稱。
9、回采工藝：工作面落煤（破煤）、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、頂板管理等工序在時(shí)間和空間上的安排與配合。
10、炮采：打眼放炮落煤、爆破及人工裝煤、刮板輸送機(jī)運(yùn)煤、單體支架支控頂板
判斷題
1、井田和煤田實(shí)際上是一個(gè)概念 （ × ）
2、根據(jù)服務(wù)年限的計(jì)算公式可知，大型礦井的服務(wù)年限應(yīng)越小越好，反之小型礦井的服務(wù)年限應(yīng)越大越好；（ × ）
3、巖石的破壞總是被拉壞或剪壞（ √ ）
4、巖體的強(qiáng)度大于巖石的強(qiáng)度（ × ）
5、直接頂初次垮落時(shí)的跨距稱初次垮落步距（√）
6、老頂巖梁周期斷裂的距離，稱為老頂?shù)闹芷趤韷翰骄啵?radic;）
簡答題
1、偽頂、直接頂、老頂?shù)闹饕攸c(diǎn)是什么？
[要點(diǎn)]
1、偽頂——緊貼煤層，隨采隨落，厚度一般0.3m～0.5m。
2、直接頂——位于偽頂或煤層（無偽頂時(shí)）之上，由一層或幾層巖層組成，一般能隨回柱放頂及時(shí)垮落。
3、老頂——位于直接頂之上（有時(shí)直接位于煤層之上）厚而堅(jiān)硬的巖層。能維持很大的懸露面積而不隨直接頂垮落。
2、采空區(qū)上方巖層根據(jù)其破壞特征及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為哪三個(gè)帶，各個(gè)帶的特征是什么？（6分）
[要點(diǎn)]
（1）自下而上分為冒落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶。
（2）特征：①冒落帶：下部冒落的塊度較小，而且呈雜亂無章的堆積，上部巖層塊度較大，而且呈規(guī)則的排列。②裂隙帶：巖層中出現(xiàn)許多垂直或斜交于層面的裂隙以及順層的離層裂隙，但不冒落。③彎曲下沉帶：巖層整體彎曲，可能有少許裂隙，影響范圍可波及到地表。
3、何為巖石的碎脹性，如何表示巖石的碎脹性，并分析碎脹性在煤礦頂板災(zāi)害防治中的作用？（8分）
[答題要點(diǎn)]
碎脹性——巖石破碎后體積比破碎前體積增加的性質(zhì)。
表示：用碎脹系數(shù)K表示，（其中V’和V分別表示碎脹后和碎脹前的體積）
作用：（1）利用巖石破碎后體積膨脹的性質(zhì)，采動(dòng)后頂板破碎充填采空區(qū)從而進(jìn)一步減小頂板垮落高度，減少上部巖層的垮落的下沉；
（2）利用巖石碎脹性系數(shù)可用來預(yù)測或計(jì)算采空后頂板垮落高度；從而進(jìn)一步預(yù)測和計(jì)算采場頂板壓力，給采場支護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
4、采場頂板事故按力學(xué)原因可分為哪三大類，分別敘述各類冒頂事故的特點(diǎn)？（6分）
[答題要點(diǎn)]
（1）壓垮型冒頂。特點(diǎn)：①壓垮型頂板是由垂直于層面方向的頂板力壓壞采場支架而導(dǎo)致的冒頂；②壓垮型頂板事故通常壓力大，對工作面和支架的破壞嚴(yán)重，多數(shù)事故傷亡大；③壓垮型頂板事故通常發(fā)生突然。④要求支架具有足夠的初撐力和工作阻力。
（2）推垮型冒頂。特點(diǎn)：①是由垂直于層面方向的頂板力推倒采場支架而導(dǎo)致的冒頂；②易發(fā)生在傾角比較大的煤層中；③要求支架有足夠的穩(wěn)定性。
（3）漏冒型冒頂。特點(diǎn)：①漏冒型冒頂是因已破碎頂板沒有得到有效防護(hù)受重力作用而導(dǎo)致的冒頂；②在采場中部、工作面前端、上下兩端、采場后排等均可能發(fā)生；③要求支架對頂板控制盡量或少出現(xiàn)漏頂。
簡述題
1、試說明我國煤礦頂板災(zāi)害事故發(fā)生的特點(diǎn)及頂板災(zāi)害防治的重要性和必要性？（6分）
[答題要點(diǎn)：]
特點(diǎn)：
（1）頂板事故點(diǎn)煤礦事故比例大（約占45%，其中采場占3／4，巷道占1／4）；
（2）絕大多數(shù)事故發(fā)生在使用摩擦式金屬支柱和木支柱工作面；
（3）直接頂事故所占比例較大（約占93%）；
（4）按冒頂類別：局部冒頂占70%，大型垮落占30%；
（5）從冒頂?shù)攸c(diǎn)：機(jī)炮道占26%，放頂線占15%，上下兩口占15%，其他44%；
重要性和必要性：
（1）從頂板事故所占煤礦事故比例可看出，頂板事故的防治在煤礦安全事故的防治中占有重要位置；
（2）根據(jù)頂板事故發(fā)生的特點(diǎn)和機(jī)理，采取必要的防治措施，針對性的防治頂板事故，減少煤礦頂板事故的發(fā)生，保證安全生產(chǎn)是非常有必要的。
2、結(jié)合直接頂?shù)某醮慰迓?、老頂?shù)某醮蝸韷杭袄享數(shù)闹芷趤韷汉喪霾蓤錾细矌r層的活動(dòng)規(guī)律？（6分）
[答題要點(diǎn)]
（1）回采工作面自開切眼開始向前推進(jìn)，直接頂懸露面積增大，當(dāng)達(dá)到其極限跨距時(shí)形成工作面第一次大面積的垮落——直接頂?shù)某醮慰迓洌?br /> （2）直接頂初次垮落后，回采工作面繼續(xù)向前推進(jìn)，將有2種情況：①若直接頂垮落后通過其碎脹能充滿采空區(qū)，則老頂將只產(chǎn)生彎曲下沉，即彎曲下沉法管理頂板時(shí)的情況；②若直接頂垮落后不能充滿采空區(qū)，則老頂將懸露，形成懸梁或懸板結(jié)構(gòu)，當(dāng)其垮度增大到其極限跨距時(shí)老頂斷裂、下沉、最終垮落——老頂?shù)某醮蝸韷海?br /> （3）老頂初次來壓后，隨著回采工作面的繼續(xù)推進(jìn)，老頂將形成懸梁或懸板結(jié)構(gòu)，當(dāng)達(dá)到其極限跨度時(shí)老頂將折斷，此后將產(chǎn)生周期性的老頂斷裂、來壓，稱周期來壓。
（4）學(xué)生展開分析上述三種情況時(shí)直接頂或老頂在橫向和縱向的變形、下沉、破壞規(guī)律。
3、說明復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)奶攸c(diǎn)、機(jī)理及防治措施？（16分）
[答題要點(diǎn)]
（1）特點(diǎn)：①冒頂前采場頂板壓力不大，支架沒有變形、損壞、金屬支柱沒有明顯的下縮；②多數(shù)情況下，冒頂前復(fù)合頂板已沿煤幫斷裂；③冒頂后支柱沒有折損只是傾倒，多數(shù)是沿煤層傾斜方向向下傾倒，也有向采空區(qū)傾倒的；④冒頂后上部巖層大面積懸露不冒，個(gè)別情況是冒落幾下大塊；⑤冒頂在任何工序都有可能發(fā)生，但多數(shù)是發(fā)生在回柱放頂過程；⑥冒頂多發(fā)生開切眼附近；⑦多數(shù)情況是冒頂前沒有明顯征兆，推垮發(fā)生時(shí)速度來勢猛，人力無法抗拒；有時(shí)推垮前有征兆，能發(fā)現(xiàn)靠采空區(qū)支柱向下傾斜，沿煤幫及采空區(qū)邊頂板掉碴，因而來不及撤人。
（2）機(jī)理：① 離層：由于支柱初撐力小而導(dǎo)致復(fù)合頂板與上部巖層離層；②斷裂：復(fù)合頂頂離層后斷裂成大塊游離巖塊；③去路和傾角：斷裂巖塊出現(xiàn)某個(gè)方面的自由空間，使其產(chǎn)生易推垮的去路，煤層傾角較大時(shí)更危險(xiǎn)；④推力大于阻力：游離巖塊所產(chǎn)生的推力大于阻止其推倒的阻力，穩(wěn)定性系數(shù)降低，使其產(chǎn)生失穩(wěn)。
（3）措施：①支柱有足夠的初撐力，盡量使其不產(chǎn)生離層；②調(diào)整工作面為偽俯工作面，增加其阻力；③掘進(jìn)上下順槽時(shí)不破壞復(fù)合頂板；④工作面初采時(shí)不要反推；⑤控制采高，盡量使采后垮落的頂板能充滿采空區(qū)；⑤增加支架的穩(wěn)定性如采用整體支架。
4、根據(jù)預(yù)防冒頂事故類型的不同說明對采場支架的基本要求是什么（從支架的初撐力、工作阻力、可縮量進(jìn)行分析）？（6分）
[要點(diǎn)]
采場支架對頂板應(yīng)能支得起——壓垮型
采場支架對頂板應(yīng)能穩(wěn)得住——推垮型
采場支架對頂板應(yīng)能護(hù)得好——漏冒型
（1）要有足夠的初撐力，保證下位巖層與上位巖層不離層；
（2）要有足夠的工作阻力，能支撐住工作空間及采空區(qū)上方垮落巖層的重量；
（3）要有足夠的可縮量，能夠適應(yīng)裂隙帶老頂?shù)南鲁粒?br /> （4）要保證支護(hù)密度，防止破碎頂板漏冒（有時(shí)需增加頂梁、背板）