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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一、重要概念 1 矿山压力、 2 矿山压力显现、3 矿山压力掌握、 4 原岩应力、 5 支承压力、 6 老顶、 7 直接顶、8 直接顶初次垮落、 9 顶板下沉量、 10 老顶初次来压、 11 周期来压、 12 关键层、13 开采沉陷、 14 充分采动与非充分采动、 15 岩层移动角、 16 岩层变形、 17 沿空留巷、18 沿空掘巷、 19 锚固力、 20 软岩、 21 顶板大面积来压、 22 浅埋煤层、 23 放顶煤开 采；二、简答与分析论述 1. 简述原岩应力场的概念及主要组成部分；2. 原岩应力分布的基本特点 3. 支承压力与矿山压力的区
2、分？4. 煤柱下方底板岩层中应力分布特点及其实际意义？5. 简述岩石破裂后的碎胀特点及其在掌握顶板压力中的作用？6. 分析采场上覆岩层结构失稳条件 7. 分析加快工作面推动速度与改善顶板状况的关系；8. 试分析开采深度对采场矿山压力及其显现的影响；9. 老顶破时在岩体内将引起什么性质的挠动,其特点是什么？有何有用意义？10. 简述回采工作面四周支承压力分布规律；11. 是否矿山压力大矿山压力显现也必定猛烈,试举例说明；12. 简述我国缓倾斜煤层工作面顶板分类方案；13. 支撑式、爱护式、支撑爱护式液压支架结构特点及适用范畴；14. 简述采场支架与围岩关系特点；P- L” 曲线关系 15. 分析
3、采场支架工作阻力与顶板下沉量“16. 试分析综采面支护质量监测对于改善工作面支架围岩关系,确保工作面高产高效的作用；17. 简述开采后引起的上覆岩层的破坏方式及其分区；18. 简述绿色开采技术体系,关键层的作用；19. 简述掌握岩层移动的技术；20. 为什么说锚注支护是软岩巷道支护的新途径？21. 采区平巷在其服务期内沿走向的矿压规律有哪些？采动影响带的前影响区和后影 响区内矿压显现时间和机理有何不同？22. 沿空留巷矿压显现基本特点？与沿空掘巷矿压显现的主要区分？23. 跨巷回采卸压的基本原理？24. 画出巷道支架与围岩相互作用关系示意图,并分析支架与围岩的相互作用原理；25. 高强度螺纹钢
4、锚杆组成及其常常与之组合使用的支护材料；26. 如何依据锚杆对围岩的约束方式定义锚杆锚固力？27. 简述软岩巷道变形力学机制；28. 简述影响顶煤冒放性的主要因素, 提高顶煤冒放性的主要措施；1 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、名词说明：1、老顶： 通常把位于直接顶之上对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶；2、顶板下沉量： 一般指煤壁到采空区边缘暴露的顶底板的相对移近量,顶底 板的相对移近量； 3、原岩应力： 存在于地层中未受工程扰动的自然应力称为原岩应力；4、周期来压： 由于裂隙带岩层周
5、期性失稳而引起的顶板来亚现象称为工作面顶板的周 期来压； 5、回采工作面： 在煤层或矿床的开采过程中,一般把直接进行采煤或采有用矿物的空间称为回采工作面,简称采场；6、直接顶： 一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶；7、矿山压力： 由于矿山开采活动的影响,在巷硐四周岩体中形成和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力；8、矿山压力显现： 由于矿山压力作用使巷硐四周岩体和支护物产生的种种力学现象统称为矿山压力显现；9、矿山压力掌握： 全部减轻,调剂,转变和利用矿山作用的各种方法,均叫做矿山压 力掌握；9、直接顶初次垮落： 直接顶第一次大面积的垮落称为直接顶的初次垮落；10、老顶
6、初次来压： 当老顶悬露达到极限跨距时,老顶断裂形成三铰拱式的平稳,同时 发生已破断的岩块回转失稳有时可能相伴滑落失稳,从而导致工作面顶板急剧下沉,此时,工作面支架出现受力普遍加大的现象称为老顶初次来压；11、支承压力： 在岩体内开掘巷道后,巷道围岩必定显现应力重新分布,一般将巷道两侧转变后的切向应力增高部分称为之承压力； 12、关键层： 将对上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起掌握作用的岩层称为关键层；13、冲击能指数： 在单轴压缩状态下,煤样全“ 应力-应变”曲线峰值 C 前所积聚的变形能 Es与峰值后所消耗的变形能 Ex 之比值；13、沿空留巷：在上区段工作面采过后,通过加强支护或采纳其
7、他有效方法,将上区段工作面运输平巷保留下来,供下区段工作面回采时作为回风平巷；14、 沿空掘巷： 回采工作面采过后,沿采空区边缘掘进的巷道；15、软岩： 是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质；16、底鼓： 底板向上鼓起的现象； 17、煤矿动压现象： 煤矿开采过程中,在高应力状况下积聚有大量弹性能的煤或岩体在肯定的条件下发生破坏,冒落或抛出,使能量突然释放,出现声响,震惊以及气浪等明显的动力效应,这些现象 通称为煤矿动压现象； 它有三种形式： 冲击矿压, 顶板大面积来压, 煤与瓦斯突出； 18、冲击矿压： 冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场四周煤岩体中的能量突然释放,在井巷发 生爆炸
8、性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,同时发出猛烈声响,造成煤岩体振动和煤 岩体破坏,支架和设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等灾难的一种现象；19、浅埋煤层： 通常将具有浅埋深,基岩薄,上覆厚松散层赋存特点的煤层称为浅埋煤层；20、开采沉陷：（p177）煤层开采后,采空区四周原有的应力平稳受到破坏,引起应力的重 新分布从而引起岩层的变形、破坏与移动,并由上向下进展至地表引起地表的移动,这2 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一现象称为开采沉陷 ；21、充分采动与非充分采动（空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹
9、角称为岩层移动角；177）；22 岩层移动角 :： 地表下沉边界和采 23、锚固力 ：锚杆对围岩的约束力；（1）依据约束力方式可分为托锚力、粘锚力、切向锚固力；（2）依据锚杆作用阶段定义锚固力可分为初锚力、工作锚固力、残余锚固力；二、简答解析：1、讨论“ 孔” 四周应力对讨论矿山压力有何实际意义？有那些重要结论可以借鉴？由于地下巷道和回采空间具有复杂的几何外形,以及巷道和回采空间四周岩体也是属于非均质,非连续,非线性以及加载条件和边界条件复杂的一种特殊介质,到目前为止仍 无法用数学力学的方法精确地求解出巷道四周岩体内各处的应力分布状态；依据采矿工 程的特点,通过将巷道及回采空间简化为各种抱负的
10、单一外形的孔来近似的求出巷道和 回采空间四周的应力状态, 对明白巷道变形的机理是特别有益和特别必要的；重要结论：1）孔四周形成了切向应力集中,最大切向应力发生在孔的周边；2）应力集中系数的大 小,对于单孔来说,圆形孔仅与测压系数有关,对于椭圆来说,就不仅与测压系数有关 仍与孔的轴长比有关； 3）不论何种外形的孔,它四周的应力重新分布,分布从理论上 说影响是无限的,但从影响的猛烈程度来看大都有肯定的影响半径；4）孔的影响范畴 与孔的断面大小有关；43 2、原岩应力分布的基本特点 通过理论讨论、地质调查和大量的地应力测量资料,原岩应力分布的主要规律归纳 如下：实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量；水
11、平应力普遍大于铅直应力；平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小；最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大；3 煤柱下方底板岩层中应力分布特点及其实际意义？分布特点：在煤柱或煤体下方的一侧为增压区而在采空区下方的一侧为减压区,在集中 力作用下,将岩体内铅直应力相等的点连起来就形成卵形的压力泡；实际意义 ：由此我们可得到一些在底板中布置巷道时的规律,并且在实际工程中很少遇到集中载荷作用的情形,但通过这个解,可以知道应力在岩体内的传递规章,并且可以用积分的方法解决 其它载荷条件下的应力分布问题；4 简述岩石破裂后的碎胀特点及其在掌握顶板压力中的作用？岩石破裂后,杂乱积累,岩石的总体力学特点类
12、似与散体；由于岩层破裂后体积将产生 膨胀,因此直接顶垮落后,积累的高度要大于直接顶原先的厚度；影响碎胀系数 Kp 的 重要因素是岩石破裂后块度的大小及其排列状态；岩石破裂后,在其自重及外加载荷的 Kp；随 作用下逐步压实,碎胀系数变小,压实后的高度将取决于岩石的残余碎胀系数 着老顶的初次断裂,老顶破断岩块的变形迫使直接顶变形方向支架方向加载荷,此时直接顶就不在可能形成放顶是可能发生的离层状态；滑落失稳将对直接顶的稳固性产生影响；但是老顶破断岩层形成的变形失稳与5 原岩应力场的概念及主要组成部分；自然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场,它主要包括自重应力场和构造应力场3 / 7
13、名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - .6 分析采场上覆岩层结构失稳条件（）上覆岩层的岩体结构主要由坚硬岩层组成,软岩层只作为载荷,坚硬岩层断裂成岩 按后排列鳖齐并相互咬合,这样,就可以建立一个势定的力学模型；依据力学运算,岩 体结构的平稳条件为：1）岩块间应有足够的水平推力,且不行过大；2）岩块的下沉量 Sl 要小,厚度 h 较大,且 Sl 要远小于 ho；3）岩按闷的断裂角 要小于岩块间的摩擦角 Q 要小于岩块问的摩擦力,即岩体结构上作用的载荷不易过大；4）岩块间的剪切力 7 分析加快工作面推动速度与改善顶板状况的关
14、系；（112）从实测的“s 一 t” 曲线中可以看出,加快工作面的推动速度实质上意味着削减了工 作面的控顶时间,也削减了时间因素对顶板下沉的影响,无疑可以削减顶板的下沉量,改善顶板爱护状况； 但是加快工作面的推动速度却在肯定的时间间隔内增加了工序的影 响次数,即缩短了相邻两个工序的时间间隔,同时也必定使顶板的下沉量加剧；当工作 面推动速度加快到肯定程度后,可能会显现前一工序影响的顶扳下沉仍未稳固,后一个 工序的影响却已来到；这样,会使工作面顶板始终处于猛烈活动的情形下；明显,这种 信况对项板的渠护是特别不利的；在工作面推动速度很慢的情形下,加快工作面的推动速度对于减小顶扳的下沉虽,改善顶板曲爱
15、护状况明显是有利的；但是,假如工作面的推动速度已提高到肯定程度后,再提高工工作面的推动速度不但不能减小顶板的下沉量,反而会使顶扳活动更加猛烈；从理论上来讲,用加快工作面推动速度的方法来减小顶板下沉量,改善顶板爱护状况是 有肯定限度的；因而妄想用加快工作面推动速度来甩掉矿山压力的想法更是不现实的；在目前的实际生产中,工作面的推动速度仍远没有达到不能再提高的地步；从矿山 压 力的观点动身,即使是年产百万吨的采煤队,再提高工作面的推动速度以减小质板的下 沉 量也仍是可能的；8 回采工作面测定的“S-T” 曲线说明白什么？工作面推动速度对顶板下沉量的影响,用顶板下沉量s 与时间 t 的坐标关系表示；在
16、一定的生产条件下,时间 t 本身包含有工作面的推动速度因素,在实际的测定中也常常反 映出顶板下沉量是时间的函数；在有些工作面中,当推动速度比较慢时,简单显现局部 冒顶等不利与生产的矿山压力现象,而此时当工作面的推动速度时,就顶板状况明显好 转,当工作面推动速度提高到肯定程度,顶板下沉量变化将逐步减小；但同时,随着回 采工作面推动速度的加快,顶板下沉速度也明显加快；由“s-t” 曲线可知,在工作面中进行落煤与放顶时,顶板下沉表现最为猛烈,平常 就比较缓和；9 试分析开采深度对采场矿山压力及其显现的影响？开采深度直接影响着原岩应力大小,同时也影响着开采后巷道或工作面四周岩层内支承 压力值；因此,开
17、采深度对巷道矿山压力显现的影响可能比较明显；但对矿山压力显现 的影响不尽相同；在一般条件下,肯定的开采深度是显现冲击矿压的一个必要条件,开采深度对巷道矿山压力显现的影响可能比较明显；但开采深度对采场顶板压力大小的影响特殊是对顶板下沉量的影响并不突出,由于顶板压力大小主要受煤层采高、直接顶和 老顶的力学性质、厚度等因素而定,因而对矿山压力显现的影响也不明显,；4 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10 简述我国缓倾煤层工作面顶板分类方案？类别1 类1b 2 类3 类4 类不稳固顶板中等稳固顶板稳固顶板特别稳固顶
18、板1a 2a 2b 基 本 指t=4 4t=8 8t=12 12t=18 18t=28 28t=50 标泥 岩 , 泥 页泥 岩 , 碳 质致密泥岩 ,粉砂岩 ,砂砂岩 ,石灰岩 ,致密砂岩 ,石岩 性 和结 构 特岩节理裂隙泥 岩 , 节 理质泥岩 ,节理裂隙不节 理 裂 隙 很灰岩 ,节理发征发育或松软裂隙较发育发育少育极少老顶的分级指标是老顶初次来亚当量p,p=243.1lnL+15.5N+52.6h P-老顶初次来压当量, kpa.L-老顶初次步距, m. N-直接顶充填系数, N=H/h.H- 直接顶厚度, m.h-煤层采高 m. 老顶分级 1 2 3 4 老顶来压显现 不明显 明显
19、 猛烈 特别猛烈1 2 分级指标 P=895 895P=975 975P=1075 1075P1145 11 说明：支撑式,爱护式,支撑爱护式液压支架？支撑式：指在结构上没有爱护梁,对顶板的作用是支撑的支架称为支撑式支架；爱护式：指在结构上有爱护梁,单排立柱连接爱护梁或直接支撑顶梁对顶板起支撑作用 的支架；支撑爱护式：具有双排或多牌支柱及爱护梁结构的支架,支柱大部或全部通过顶梁对顶 板其支撑作用,可能有部分支柱是通过爱护梁对顶板起作用；12 分析采场支架工作阻力与顶板下沉量的“P- L” 曲线关系 支架工作阻力与顶板下沉量的关系在肯定程度上反映了支架与围岩的相互作用关 系；从 P L 曲线可以
20、得出一下结论：不同的顶板条件, P L 曲线的斜率不同,但都呈双曲线关系；在肯定工作阻力以上,支架工作阻力增加对顶板下沉量影响较小,但低于此值就提高 支架工作阻力将削减顶板下沉量；支架的工作阻力并不能转变上覆岩层“大结构 ”的总体活动规律；回采工作面支架应具备以下两个基本特性：一是必需具备肯定的可缩量；二是必需具 备有良好的支撑性能,即肯定的工作阻力；因而在支架选型与支护设计中,最主要是确定支架的最大可缩量与最大工作阻力；13 简述采场支架与围岩关系特点？支架与围岩是相互作用的一对力； 在小范畴内,围岩形成的顶板压力可看做一个作用力,支架可以视为一个反力,两者应相互适应,使其大小相等,而且尽可
21、能的作用在一个作 用点上； 2）支架受力的大小及其在回采工作面分布规律与支架的性能有关；3）支架结 构及尺寸对顶板压力的影响,在实际生产中证明,在支架架型挑选合适时,可以用最小 的工作阻力爱护好顶板；14 简述开采后引起的上覆岩层的破坏方式及其分区？依据采空区覆岩移动破坏程度,可分为“ 三带” 垮落带,裂缝带,弯曲带；破断后的岩块成不规章垮落,排列也极不整齐,松散系数比较大,一般可达1）垮落带；1.3-1.5.；但经重新压实后, 碎胀系数可降到1.03 左右；此区域与所开采的煤层相连, 许多情形下 5 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - -
22、- - - - - - - 是由于直接顶岩层冒落后形成的；2）裂缝带；岩层破断后,岩块仍旧排列整齐的区域为裂缝带；它位于冒落带之上,由于排列比较整齐,因此碎胀系数较小；关键层破断块体有可能形成“ 砌体梁” 结构；垮落带与裂缝带合称“ 两带”,又称为“ 导水裂缝带”,意指上覆岩层含水层位于“ 两带” 范畴内,将会导致岩体水通过破断裂缝流入采空区和回采工作面；“ 两带”高度和岩性与煤层采高有关, 覆岩岩性越坚硬,“ 两带” 高度越大；一般情形下,对于脆弱岩层,其“ 两带” 高度为采高的9-12 倍,中硬岩层为 18-28 倍；精确的确定“ 两带” 高度,对解决水体下采煤问题及下解放层开采瓦斯突出煤
23、层有特殊 重要的意义； 3）弯曲带；自裂缝带顶界到地表的所以岩层称为弯曲带；弯曲带内岩层 移动的显著特点是,岩层移动过程的连续和整体性,即裂缝带顶界以上至地表的岩层移 动是成层的,整体性发生的,在垂直剖面上,其上下各部分的下沉差值很小；如存在厚硬的关键层,就可能在弯曲带内显现离层区；15 简述绿色开采技术体系？包括以下内容： 1）水资源爱护 -形成“ 保水开采” 技术；2）土地与建筑物爱护 -形成离层注浆,充填与条带开采；3）瓦斯抽放 - 形成“ 煤与瓦斯共采” 技术；4）煤层巷道支护与削减矸石排放技术；5）地下气化技术；16 简述掌握岩层移动的技术？岩层移动掌握技术可分为 3 类：一）留煤柱
24、掌握岩层移动1.部分开采 2.留设爱护煤柱；二）充填法掌握岩层移动 1.采空区充填（ 1）水力充填（ 2）干式充填（ 3）胶结充填；2.掩盖离层区充填；三）调整开采工艺及参数掌握岩层移动,如限厚开采,和谐开采,上行开采等；17 简述回采工作面前方支承压力分区并分析其应力状态？分为应力降低区,应力增高区,应力不变区；18 采区平巷在其服务期内沿走向的矿山规律有那些？采动影响带的前影响压力与后影响区内矿压显现时间和机理有何不同？规律：采区巷道从开掘到报废,经受采动造成的围岩应力重新发布过程,围岩变形会持续增长和变化；围岩变形经受五个阶段：（ 1）巷道掘进影响阶段（2）掘进影响稳固阶段（ 3）采动影
25、响阶段（ 4）采动影响稳固阶段（ 5）二次采动影响阶段不同：巷道受上阶段工作面的回采影响后,在回采引起的超前移动支承压力作用的影响下,巷道围岩压力再次分布, 塑性区显著扩大, 围岩变形急剧增长； 在工作面后方邻近,达到了最大值；远离工作面后方,巷道围岩变形速度逐步衰减；巷道围岩性质、护巷煤柱宽度或巷旁支护方式、工作面顶板岩层结构对该时期围岩变形量影响很大；19 沿空留巷矿压显现基本特点？与沿空掘巷矿压显现的主要区分？沿空留巷上区段工作面采动时受力情形 1.巷道顶板的下沉, 破坏必定受到采空区上覆岩层沉降总规律的制约； 2.上区段工作面采过后,沿空巷道经受老顶岩层从即将断裂前的极限状态到发生断裂
26、的失稳,然后到回转下沉采空区的过程；3.由于老顶的猛烈运动,引起沿空巷道煤帮和巷道支护体发生猛烈变形；沿空掘巷破坏了原有平稳,在巷道边缘 的煤体会显现新的破裂区,塑性,支承压力向煤体深部移动；20. 跨巷回采卸压的基本原理 煤层开采以后,在煤层底板中形成肯定范畴的应力增高区和应力降低区；位于煤层底板 的巷道,如处于应力增高区,将承担较大的集中应力而遭受破坏；处于应力降低区,就易于爱护；依据采面不断移动的特点以及巷道系统优化布置的原就,可在巷道上方的煤 层工作面进行跨采,使巷道经受一段时间的高应力作用后,长期处于应力降低区内；跨采的成效主要取决于巷道与上方跨采面的相对位置,6 / 7 即巷道与上
27、部回采煤层间的法向距名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 离 z,巷道与上部回采煤层煤柱（体）边缘的水平距离 x；21.如何依据锚杆对围岩的约束方式定义锚杆锚固力？托锚力：托锚力包括安装锚杆时,通过拧紧螺母产生的锚杆托板对围岩的预紧力,水胀 式管状锚杆杆体纵向收缩,使托盘对围岩产生预紧力,以及锚杆托板阻挡围岩向巷道内 位移时,对围岩施加的径向支护力；粘锚力：粘结剂将围岩与锚杆粘结成整体,由于围岩深部与浅部变形的差异,锚杆通过 粘结剂对围岩施加粘结力来抑制围岩变形；粘锚力就是锚杆杆体的轴力；摩擦锚固式锚 杆通过杆体与围岩之
28、间摩擦力对围岩施加锚固力来抑制围岩变形；切向锚固力：围岩的变形大多从岩体的弱面开头, 在围压作用下围岩沿弱面滑动或张开；锚杆体贯穿弱面,限制围岩沿弱面滑动或张开；这种限制力称为切向锚固力；22. 为什么说锚注支护是软岩巷道支护的新途径？锚杆支护与棚式支架支护的一个重要区分是,锚杆支护的锚固力在很大程度上取决于岩 体的力学性能,软岩巷道可锚性差是造成锚杆锚固力低和失效的重要缘由；利用锚杆兼 做注浆管,实现锚注一体化, 是软岩巷道支护的一个新途径； 对于节理裂隙发育的岩体,注浆可转变围岩的松散结构, 提高粘结力和内摩擦角, 封闭裂隙,显著提高岩体的强度；注浆加固为锚杆供应牢靠的着力基础,使锚杆对松
29、碎围岩的锚杆作用得以发挥,进一步 提高岩体强度；但注浆只能在围岩的肯定深处进行,需要与锚喷支护共同爱护巷道周边 围岩的稳固；因此,实行锚杆与注浆相结合的方法,使锚杆和注浆的作用在各自适用的 范畴内得到充分发挥,可提高对软岩的支护成效；23 简述软岩巷道变形力学机制；从理论上分析软岩巷道围岩变形力学机制,可分为三种形式,即物化膨胀类型、应力扩 容类型和结构变形类型；膨胀变形机制 膨胀岩含有蒙脱石、高岭土和伊利石等强亲水粘土矿物,这几类矿物由于其晶体结构特 殊,能将水分子吸附在晶层表面和晶层内；既具有矿物颗粒内部分子膨胀,又具有矿物 颗粒之间的水膜加厚的胶体膨胀；同时通过毛细作用吸入水,使岩石体积
30、膨胀；（2）应力扩容变形机制 变形机制与力源有关,软岩在构造应力、地下水、重力、工程偏应力作用下,岩体产生 破坏变形,微裂活动快速加剧,形成拉伸破坏和剪切面,体积扩胀；工程偏应力即本书 中的矿山压力,是应力扩容变形中不行忽视的力源；（3）结构变形机制 变形机制与硐室结构和岩体结构面的组合特点有关；结构面的成因类型,结构面的结合 特点,结构面的力学性质,结构面相对于硐室的空间分布规律及它制约下形成的岩体结 构掌握着软岩变形、破坏规律；24 简述冲击矿压防治措施的基本原理和主要方法？依据发生冲击矿压的成因和机理,防治措施的基本原理有两方面, 一是降低应力 （能量）的集中程度；二是转变煤岩体结构的物理力学性能；主要方法吧：（1）合理的开拓布置和开采方式（2）开采解放层 浅埋煤层；7 / 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页