采场与巷道支护设计作业题汇总

采场与巷道支护设计作业题

采矿（定单）2011，采矿工程2011-5班用

吴士良 2014年5月30日

第1章 回采工作面支护设计理论基础

1、回采工作面支架（支柱）支护强度的概念和单位。 支护强度是指单位面积上支架给予顶板的支撑力。单位MPa

2、回采工作面合理支护强度应该达到的2个控顶基本目标和具体内容。 ？

3、“支架-围岩”关系是回采工作面合理支护强度确定的理论基础，试写出其一般表达式，并说明公式中参数的含义；并用曲线表示公式。

式中，A —直接顶作用力；

ΔhA —控顶末排最大顶板下沉量； Δhi —要控制的顶板下沉量；

K —位态常数，由岩梁参数和控顶距决定。 支架围岩的双曲线关系如下图所示：

4、回采工作面支架支护顶板时，对支架（支柱）有3个基本要求，分别名简称“支得起”，“护得好”和“稳得住”。试解释具体含义。 护得好

1）护住工作空间的顶板不冒落； 2）保证回柱人员有工作空间； 3）控顶端面顶板。 支得起

1)支：用工作面空间基本支柱工作阻力平衡工作空间上方垮落带岩重。依此可确定基本的支护强度，计算支护密度及柱排拒。

h

h A

A

P P

2）切：切断下位岩层，防止顶板压力前移。依此确定末排支柱工作阻力，计算末排支柱的线密度。 稳得住

1）支架结构稳定； 2）提高支柱初撑力。

5、《煤矿安全规程》是回采工作面支护设计的一个纲领性指导文件，请根据《煤矿安全规程》相关规定，简要回答下列问题：

（1）采煤工作面安全出口数量及巷道高度；

采煤工作面必须保持至少2个畅通的安全出口，1个通到回风巷道，另一个通到进风巷道。采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m 范围内，必须加强支护；综合机械化采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.8m ，其他采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.6m 。

（2）工作面敲帮问顶制度；

严格执行敲帮问顶制度。开工前，班组长必须对工作面安全情况进行全面检查，确认无危险后，方准人员进入工作面。

（3）为什么规定采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业； ？

（4）为什么采煤工作面遇顶板松软或破碎、过断层、过老空、过煤柱或冒顶区及托伪顶开采时，必须制定安全措施； ？

（5）为什么采煤工作面必须及时回柱放顶或充填，控顶距超过作业规程规定时，禁止采煤；？

（6）为什么采煤工作面初次放顶及收尾时，必须制定安全措施。 ？

6、写出工作面不同推进阶段回采工作面合理支护强度的计算公式：

（1）直接顶初次垮落期间；

（2）基本顶初次来压期间；

K

Z

Z Z L L m P 2γ≥

式中，mE—基本顶厚度；γE-重力密度；

c0—初次来压步距；

KT-岩重分配系数，受直接顶厚与采高之比N的控制。

其中直接顶作用力A ：

当悬顶距LS＜2m时，

当悬顶距较小时，悬顶与采空区已垮矸石很难接触以传递直接顶的重力，所以，应按力矩平衡来求A。

当悬顶距LS≥2m时：

（3）工作面正常推进阶段（仅写出支架对老顶采取限定变形工作状态条件下）。

第2章 单体支柱工作面支护设计

1、回采工作面顶板处理方法（写出4种以上）。

留煤柱、煤垛支撑顶板（如房柱、刀柱等）；缓慢下沉法；自然垮落法；层状坚硬顶板（厚度不超过5m ）运动形式转化法；厚层坚硬顶板特殊处理法。厚层坚硬顶板特殊处理法主要有注水软化法和爆破法等。 2、采场控顶距的定义。

采场控顶距：从煤壁到最后一排支柱的距离。

3、单体支柱工作面合理支柱密度计算，说明公式中符号含义和单位。 单体支柱工作面合理支密度计算如下：

式中，n —支密度，根/m2；

Pt —回采工作面各推进阶段的顶板压力，kPa ； Rt —支柱实际支撑能力，kN/根。 4、单体支柱工作面支护方式的内容和形式。

支护方式一般分为基本支护和特种支护两类。基本支护要求支架在顶板不发生特殊情况时，能支和护住顶板。特种支护要求支架在顶板出现悬顶、滑动、冲击等威胁时，能防止顶板事故的发生。两种支护的作用是相辅相成的。 5、单体支柱工作面支护设计的主要步骤。 1选择顶板处理方法 2确定工作面控顶距 3计算合理支柱密度 4确定合理支护方式

6、典型的高档普采作业规程中顶板支护设计主要内容要求。 ？

第3章 综采（放）工作面支护设计

1、画图说明四柱支撑掩护式液压支架的主要结构部件名称及功能。

t

t

R P n

1）立柱一般采用能升降活柱的双作用立柱，分单伸缩、双伸缩。

2）顶梁分类：前后梁的铰接顶梁、整体顶梁；

辅助顶梁：前探梁、伸缩梁、折叠梁。

3）底座作用：防止支柱压住底板及适应底板的不平程度；

分类：底鞋、分底座、门形底座、整体刚性底座。

4）掩护梁

连接顶梁和底座，承受支架水平力和垮落顶板岩石压力，防止岩石进入支架内。

5）液压操作装置控制乳化液流向、实现支架立柱升降、推溜移架。

2、学习1996年版《缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类》回答下列问题：

（1）回采工作面直接顶分类的目标，分类主要指标和分类结果；

目标？

指标：平均直接顶初次跨落步距。结果：不稳定，中等稳定，稳定，非常稳定

结果？

（2）回采工作面基本顶分级的目标，分级的主要指标和分级结果。

指标：基本顶初次来压当量，其值由基本顶初次来压步距，直接顶充填系数和煤层采高按公式确定

?

3、简要说明液压支架主要技术参数（5个以上）。

支架架型、型号、宽度、工作阻力、初撑力、支护强度、结构高度、中心距、移架步距、操纵方式、泵站压力、重量等

4、简要说明支撑式，掩护式和支撑掩护式液压支架对顶板控制的优缺点。

支撑式

优点：支撑效率高，立柱阻力完全用于支撑控顶区内顶板；每米工作面的支撑力高，放顶