矿业科技攻关辽宁工程技术大学3

.国内外煤矿深井开采的现状怎样答煤矿深井开采是世界上大多数主要采煤我国目前和将来要面临的问题在世界主要采煤我国中，德国、英国、波兰、俄罗斯、日本等都有深部开采矿井英国煤矿平均采深为700m最深的达到1000m德国煤矿矿井的平均采深为947m最深的达1713m上述的一些我国同时也是对深矿井开采讨论较早、较多的我国在深矿井开采的地压掌握、制冷降温以及瓦斯管理等方面做了大量讨论，并取得了很多胜利的阅历我们我国国有煤矿生产矿井中采深大于700m的有50多处，采深已超过800m的有25处，分布在开滦、北京、鸡西、沈阳、抚顺、新汶和徐州等开采历史较长的老矿区特殊是东部矿区，估计10-20年后，开采深度大于700m的矿井将不断增加开采深度的加大，带来了如地压增大、岩温上升、矿井提升、排水支护等一系列问题，因此，深井开采必需从工艺技术和设施等方面来解决一系列技术难题.煤矿深井开采的主要特征有什么？答主要特征是三高一扰动三高即高地应力，高地温，高岩溶水压一扰动主要是指剧烈的开采扰动主要表现在深部岩体动力响应的突变性，深部岩体的大变形和剧烈变形，深部岩体的脆性一连续转化，深部岩体开挖岩溶水的瞬时性.煤矿深井存在的问题有哪些？答地压增大，岩温增高；矿山的提升，排水，支护通风等，主要灾难形式岩爆，大面积冒顶，高地温导致煤层自燃，炸药爆炸，人的生理承受压力增大，高岩溶水压导致突水事故严峻等止围岩松动、失稳b）保证支护结构与围岩相互作用，共同承载，改善载荷分布，防止围岩松动、恶化c）锚喷支护可以增加支护结构的软性和抗性，有利于掌握围岩的变形和压力d）锚喷支护可以准时封闭围岩，有利于防水，防风化，也可以填塞裂缝，从而减小应力集中，增加岩体强度作用a）加固作用巷道掘进后准时喷上混凝土，封闭围岩暴露面，防止风化;在有张开型裂隙的围岩中，喷射混凝土充填到裂隙中起到粘结作用，从而提高了裂隙性围岩的程度b）改善围岩应力状态由于喷射混凝土层与围岩全面紧密接触，缓解了围岩凹凸表面的应力集中程度；围岩与喷层形成协调的力学系统，围岩表面由支护前的双向应力状态，转为三向应力状态，提局了围岩的稳定程度.简述锚索支护方法，锚索支护作用机理是什么？锚索支护特点有哪些？答方法锚索支护是指在巷道围岩钻孔中安设锚索，并给锚索预加拉力的一种支护方法机理单体锚索是通过固定在岩体内的内锚头和锁定的外锚头对锚索施加预应力，锚索产生拉张弹性变形当围岩有变形时，锚索的预拉力通过内、外锚头以拉力方式作用在围岩上，平衡围岩的变形力，来维护巷道的稳定在煤矿巷道，锚杆、锚索大部都是协作使用当锚杆、锚索准时支护之后，形成锚杆、预应力锚索的加固群体这样，相邻的锚杆、锚索作用力相互叠加，组合成一个承载层，这个新的承载层厚度比单用锚杆成倍增加，能使围岩发挥出更大的承载作用特点a）锚索的锚固深度大，承载力量强，支护效果好b）锚索的补强作用，在复合顶板、大断面碉室、交岔点处的支护中更明显，尤其在顶板来压大，层理发育的采准巷道中使用效果更佳此种支护使用范围特别广0支护材料重量轻，体积小，工人劳动强度低d）锚索支护可大大削减巷道修理量，节省维护费用e）从平安生产角度及有利于维护顶板等方面来看，经济上合理，技术上可行，具有较好的推广价值f）锚索施工工艺敏捷简洁，操作便利，平安牢靠，可提高掘进速度.锚网支护对围岩有什么稳定作用？锚网支护的优点有哪些答作用a）能够有效掌握锚杆之间非锚固岩层的变形，托住挤入巷道的岩石，防止碎裂岩体垮落b）将锚杆之间非锚固岩层载荷传递给锚杆0金属网托住已碎裂的岩石，虽然巷道周边围岩已裂开，由于碎石的碎胀作用和传递力的媒介作用，使巷道深部岩仍保持三向应力状态，大大提高岩体的残余强度总之，锚网支护力量准时加固与阻挡围岩风化，改善围岩应力状态，提高了喷层的整体性，改善了抗拉性能，有效地阻挡围岩位移优点a）锚网支护技术先进，解决了压力大，无法支护的难题b）在木材紧缺，钢材、木材大幅度涨价，煤矿资金紧急的状况下，锚网支护准时地解决了这个问题c）减轻了职工的劳动强度，削减了帮助运输环节，削减了采煤的回撤工作量，节省了人力物力d）削减了支护对通风的阻力，削减了瓦斯积聚e）削减了空顶，削减了顶板浮煤积累，削减了巷道的发火f）削减了巷道修理量g）削减了巷道的物料积累，有利于生产干净.井下产生高温、高湿的缘由是什么？答造成矿井气温上升的热源有很多，主要有相对热源和肯定热源相对热源的散热量与四周气温的差值有关，如高温岩层和热水散热肯定热源的散热量受气温影响较小，如机电设施、化学反应和空气压缩等热源从总体上看，成为矿井高温热害的主要因素有地热、采掘机电设施运转时放热、输送中的矿物和阡石散热、以及下行风自压缩放热等四大热源一般井下空气的相对湿度大多为80%〜90%左右，造成矿井空气湿度大的缘由主要是井巷壁面的散热和矿井水的蒸发.高温、高湿的危害是什么？答高温高湿的危害主要表现为以下两点

①高温对人体的危害产生高温、高湿的微气候，则表明热害消失在高温作业环境中，热害可能使人产生一系列的生理功能的转变，体温调整发生障碍，主要表现体温柔皮温上升，水盐代谢消失紊乱，使机体的机能受到影响，循环系统、消化系统、泌尿系统等均会因高温高湿作用下，机体会大量失水，转变正常的功能，甚至致病

②高温环境对劳动效率及平安的影响高温环境中，人的中枢神经系统简洁失调，从而感到精神恍惚、疲惫、周身无力、昏昏沉沉，这种状态成为诱发事故的缘由，且在高温矿井中，一般生产率均较低.如何预防和解决高温问题？答针对矿井热源，各个矿山都实行了不同的防治措施，主要是非制冷空调降温柔制冷空调降温

①非制冷空调降温1）通风降温a.增加风量法b.采场通风形式2）合理的开拓方式降温3）充填采矿法降温）削减热源法a.岩层热的掌握b.机械热的掌握c.热水及管道热的掌握d.爆破热的掌握e.个体防护f.其他措施

②制冷空调降温1）制冷）输冷）传冷4）排热答对于矿井高温问题的讨论，目前还未有一套比较完整的、系统的预防治理方案，由于详细矿井的实际状况（地质条件、生产力量，开采开拓方式）不同，因此在这个问题上的解决需要在遵守《规程》的前提下订制比较严格的生产制度，在对矿井高温问题讨论时，已经有部分的工程实例供科研人员进一步完善，吸取阅历随着矿山科学技术的进展以及矿山科研经费投入的增加，信任对这个矿井深部开采所必需的克服的难题必定会有一个比较圆满的解决（没有详细资料，自由发挥，仅供参考）《矿业科技攻关动态》通风平安部分考试复习题（共2个题）L煤矿平安科技亟需攻关难题近年来，我们我国煤矿平安事故呈现出时间集中、区域集中、类型集中等特点，这需要管理部门、煤炭企业和科研单位合力攻关，熟悉规律，解决难题专家认为，当前我们我国需要在几个方面加快讨论煤矿平安生产中存在的重大科学技术难题一是重大危急源辩识与评价针对煤矿生产环境和生产工艺过程中灾变因素的耦合作用，乐观讨论开发各类危急点、危急源的辨识、风险评估和危急性分析等先进技术，开发事故隐患诊断、鉴别、分级与分类技术，提高对灾难和危急源辨识的科学性，为事故监测、预警和防范制造基础二是在现有煤矿装备的瓦斯监测监控系统基础上，进一步讨论开发扩展煤矿瓦斯监测监控网络化系统的功能，充分采用数字技术、信息技术、GPS和网络技术等高新技术及手段，扩大对煤矿平安生产监测监控范围，实现煤矿平安生产监管与煤矿平安监察网络化三是灾难与事故防治规律性讨论依据灾难事故的发生条件和影响因素的作用规律，讨论针对性强的综合集成防治技术、重大灾变事故的预防措施、掌握方法与技术四是事故调查与分析处理讨论依据灾难事故的简单性，采用现代数字模拟和虚拟现实技术，讨论灾难事故智能诊断和仿真模拟技术；采用重大事故调查分析的技术与装备，讨论灾难分析的精细模型、方法和现代试验技术，提高事故分析的科学性、精确性和结案的准时性此外几个方面是煤层自燃及遗弃煤的火灾防治方法讨论；厚煤层有效采煤方法应用；底透气性煤层瓦斯预抽放技术讨论；地面钻孔预抽煤层瓦斯技术讨论；大采长、大走向回采工作面通风、瓦斯治理技术讨论；瓦斯积聚区域的探测与瓦斯突出猜测预报的分析讨论.一通三防平安质量标准化标准及考核评级方法？第一条为进一步加强“一通三防管理，提高一通三防平安质量和管理水平，防止发生通风、瓦斯、煤尘与自然发火事故，制定本平安质量标准化标准及考核评级方法其次条参与考核评级的矿井必需具备以下条件

1、通风系统合理牢靠

2、矿井必需采纳机械式通风，安装两套同等力量的主要通风机装置和反风设施；有独立、完善的通风系统；矿井通风力量符合生产要求，无超通风力量生产现象每个生产矿井必需至少有两个能行人的通达地面的平安出口

3、矿井必需每年进行一次瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定工作

4、高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井和自燃发火矿井的采区必需设置专用回风巷

5、高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井必需建立地面永久瓦斯抽放泵站，该类矿井必需先抽后采

6、矿井必需装备平安监测监控系统，且系统运行正常第三条检查评定内容

1、通风系统；

2、局部通风；

3、瓦斯管理；

4、井下爆破管理；

5、通风平安监测监控；

6、瓦斯抽采；

7、防灭火；

8、通风设施;

9、综合防尘；

10、管理制度第四条评定单位以自然井为评定基础，以矿为综合评定单位

1、年度等级的确定，以四个季度的定级平均分定级

2、考核评及计分采纳扣分法，各单项及小项的最低分为零，不消失负分.煤矿深井巷道矿压显现有什么特点答1巷道变形量大2掘巷初期变形速度大3变形趋于稳定的时间长和长期蠕变4巷道底鼓量大5冲击地压发生的频率和强度增大煤矿深井回采工作面矿压显现有什么特点

①老顶的初次来压由于老顶第一次失稳而产生的工作面顶板来压称为老顶的初次来压当老顶岩块失稳时，形成岩块滑落，工作面顶板下沉，回采工作面煤壁上所承受的支承压力将随着老顶跨度的加大而增加老顶初次来压比较突然，来压前回采工作空间上方的顶板压力比较小初次来压时，老顶跨距比较大，影响的范围也比较广，工作面易消失事故

②老顶的周期来压由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压主要表现形式为顶板下沉速度急剧增加，顶板的下沉量变大；支柱所受的载荷普遍增加；有时还可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象假如支柱参数选择不合适或者单体支柱稳定性较差，则可能导致局部冒顶、甚至顶板沿工作面切落等事故6实行什么措施才能进行煤矿深井巷道的矿压掌握？

①优化巷道布置实行巷道的布置应避开煤柱集中应力、构造集中应力、采动应力的影响，选择在岩性较为稳定的岩石中深部实行主要预备巷道应以岩巷为主或至少布置一条岩巷随着深度增加，工作面回风（运输）平巷宜采纳无煤柱护巷的形式遇到以压应力为主的褶曲、逆断层时，巷道方向尽量与褶曲轴或断层走向垂直或斜交；遇到以拉应力为主的正断层时，巷道方向则与断层走向全都或斜交，从而减小矿压显现回采巷道布置的方位应使工作面离开断层推动，使采区一翼内工作面同向推动避开巷道相向掘进和巷道近距离平行布置削减相交巷道（或避开锐角），从而减小应力集中，削减发生冲击地压的危急性

②改革巷道支护形式目前，深井巷道应采纳的主要支护及掌握措施有以下几方面在采准巷道中进展多种形式的U钢可缩性支架，是解决围岩高应力、大变形的有效支护形式提高支架架设质量，加强壁后充填，改善支架受力状况进展以锚杆为主体的新型支护，即锚喷支护、锚梁网组合支护、锚杆与可缩性支架联合支护以及可缩性锚杆等针对采准巷道不同时期，采动影响引起的不同围岩移动特征，采纳转变巷道支护方式、调整巷道支护强度的非等强多次支护工艺，对改善深井巷道的技术经济效益有重要意义锚喷网联合支护在服务年限长，围岩较稳定的深井巷道中广泛应用这一支护形式能充分发挥围岩自承力量，防止水及空气对围岩的风化作用

7.实行什么措施才能进行煤矿深井回采工作面的矿压掌握对工作面前方已产生裂隙的煤、岩体，超前工作面注浆，注入树脂类粘结剂，使其固化，提高煤岩体自身强度，保证其稳定性；也可采纳深孔树脂锚杆加固顶板和煤壁尽量缩小端面空顶距，减小无支护面积若液压支架前探梁有伸缩功能，更有利于新暴露顶板的准时维护，特殊有利于片帮后暴露顶板的管理提高前梁支撑力，及早地使支撑力与顶板压力取得平衡减小新暴露顶板的离层、挠曲机率加强移架工序的管理，尽力削减裂开顶板的活动程度对单体支柱工作面，顶梁上尽量铺笆或金属网，若有漏顶，应准时构顶填实，以防顶板失控，导致支架的失稳要有合理的开采挨次和回采方向，避开应力叠加造成煤壁压酥，顶板破坏工作面上、下出口及上、下顺槽超前支承压力的应力叠加带，应优先选用稳定性较好的十字钱接顶梁支护系统要踏实做好测压工作，把握初次跨落、初次来压、周期来压步距、超前支承压力的有害影响范围、支柱载荷及巷道围岩变形规律，以便针对性的做好量化管理.巷道支护的基本原则和巷道支护的主要形式有哪些？答I.巷道支护的基本原则

①深井巷道的开拓，为了最大限度的掌握变形破坏，巷道的布置必需选在稳定和较稳定的岩层中，这是由于靠围岩的自身强度，是保证巷道不变形的首要条件

②巷道支护形式上，一是必需有良好的可缩性，同时又能对巷道围岩的松弛部分能够有效地掌握，使围岩不无限的向深部扩大转移；二是具有较强初撑力，由被动受压变为主动支护，以防止顶板离层

③宜首先实行以高柔性、高强度的锚喷（锚网）支护或与U型可伸缩支架的内外联合支护方式，即达到掌握围岩松动范围的扩展，又能适应在凹凸压作用下的巷道围岩所产生的塑性变形

④在无法躲避的极软围岩中及困难条件下的特殊工程，断面的外形，以圆形、马蹄形为主要形式，实行全断面封闭措施II巷道支护的主要形式可缩性金属支架；锚杆支护；锚索支护；锚杆喷射混凝土支护（简称锚喷支护）；锚杆、金属网支护（简称锚网支护）；锚杆、金属网、喷射混凝土支护（简称锚喷网支护）；锚杆、金属网、钢架、喷射混凝土支护（简称锚网喷架支护）；锚杆、喷射混凝土和锚索联合支护（简称锚喷索支护）；锚杆、金属网和锚索联合支护（简称锚网索支护）；锚杆、梁、金属网联合支护（锚梁网支护）；锚杆、金属网和可锚性金属支架联合支护（简称锚网架支护）；锚杆、金属网和桁架支护（简称锚网桁支护）；锚、梁、网、喷、注浆联合支护；锚、网、喷、石宣联合支护等.开拓巷道支护采区巷道支护.采区工作面巷道支护.意哪些问题？实行哪些技术措施A开拓巷道支护应留意巷道布置层位、开采时动压作用影响和支护形式等问题措施

1、巷道布置应选在稳定和较稳定岩层中

2、开采时为避开围岩二次变形破坏，在巷道掘进前或掘进后先采出个位于巷道上的一煤层或亚阶段，达到卸压目的对其他区段无较大影响，四周岩层保持稳定3在稳定或较稳定岩层中，以锚、网、喷结构形式支护最抱负4在不稳定和极不稳定的岩层中，因地制宜的实行不同形式进行加固或联合支护B采区巷道支护应留意的问题无煤柱开采，多回收煤柱带来的动压破坏变形措施1拱形断面为宜，留肯定的可缩系数2支护上采纳锚、网、喷支护，上部回采跨采前上山采纳锚梁、u型钢可缩支架、锚索等加固3矩形断面超过3m时在锚、背、网基础上加外部支架进行支护C回采工作面巷道支护应留意:采区工作面受回采工作面采动压力作用破坏变形最严峻，它的支护好坏直接影响生产和平安措施1以沿空擦边送巷，取消爱护煤柱，将对巷道起到巨大作用2在支护上采纳组合式锚杆支护.有哪些可伸缩性金属支架？各有什么特点？相宜什么条件？U型钢拱形可缩性支架该支架结构比较简洁，承载力量大，可缩性较好优点a、支架受力匀称，特殊是对非匀称载荷，不稳定围岩和动压巷道有良好的适应性由于支架较接处弯矩较小，从而使支架承载力量提高了2〜3倍C、支架可缩性较好，支护效果好缺点a、在煤层开采厚度较小的状况下掘进巷道时，不利于保持巷道顶板的的完整性和稳定性在非机械化掘进的条件下，拱形巷道施工也比较困难U型钢环形可缩性支架优点由于支架本身是个闭合体，其承载力量较拱形、梯形支架有较大的提高，支架变形损坏小；由于支架底部封闭，对巷道底鼓有良好的掌握作用，对巷道两帮也有较强的掌握力量缺点结构简单、钢材消耗多、成本高适用于围岩松软、采深大压力大的、底鼓严峻、两帮移近量很大的巷道T型可缩性支架特点:掘进施工简便，断面采用率高，有利于保持顶板完整性，巷道与工作面连接处支护作业简洁，但支架承载力量较小适用于开采深度不大、断面较小、压力不太大的巷道，也可用在围岩变形较大的巷道中

11.谈一谈锚杆支护原理锚杆的悬吊作用锚杆的悬吊作用是用锚杆将脆弱的危岩、伪顶或直接顶悬挂于上方结实的岩层之中组合梁作用层状顶板中，较薄的顶板岩层简洁发生离层开裂破坏，锚杆支护的组合梁作用是通过锚杆的锚固力把数层岩层组合起来，增大了岩层间的摩擦力，同时锚杆本身也供应肯定的抗剪力，组织岩层间的相对移动从而形成类似抑钉加固的组合梁压缩拱作用理论裂开围岩双峰作用最大水平应力理论矿井岩层的水平应力通常大于垂直应力，水平应力具有明显的方向性直观性较差

12.简述锚喷支护方法，锚喷支护的特点是什么？支护作用主要表现在哪些方面？答方法锚喷支护是指联合使用锚杆和喷混凝土或喷浆的支护（不确定）特点锚喷支护能大量节省原材料，且简洁、易行、易机械化施工，施工速度快其主要特点有a）支护准时快速，在松软岩层或松裂开的岩层中，能较好的供应支护抗力，有效地防。