矿山压力试题1.doc

A一、 填空题1、岩石的抗剪强度指岩石抵抗剪切破坏的极限强度。2、岩石的单轴抗压强度指岩石试件在单轴受压条件下出现破坏时，试件单位面积所承受的极限强度。3、岩石的破坏机理归根到底只有拉坏和剪坏两种基本类型。4、由地心引力引起的应力场叫自重应力场；由地质构造引起的应力场叫构造应力场。5、直接顶是指在采空区已冒落，在采煤工作面内支架暂时支撑的悬臂梁。6、影响采煤工作面矿压显现的岩层是由直接顶和基本顶两部分组成。7、衡量矿山压力显现程度的指标有：顶板下沉量、顶板下沉速度、支柱变形与折损、顶板破碎情况、局部冒顶、大面积冒顶。8、基本顶初次垮落时，其悬露跨度称为基本顶初次垮落步距。9、控制采煤工作面的矿山压力，主要是指工作空间的支护以及采空区的处理。10、支架的性能一般是指支架的支撑力与支架的可缩量的关系特征。11、支柱对顶板的主动作用力称为支柱的撑力，支柱受顶板的压力作用反映出来的力称为工作阻力。12、围岩的运动状态影响支架的工作状况和承载特性。13、支架的承载状况取决于基本顶的稳定性和采空区冒落矸石的充填程度。14、采煤工作面上覆岩层中的关键层有五个特征，即几何特征、岩性特征、变形特征、破断特征、承载特征。15、采煤工作面岩层移动控制技术分为留设煤柱控制岩层移动、充填法控制岩层移动、调整开采工艺及参数控制岩层移动三类。16、岩体内开掘巷道后会造成原岩应力的重新分布，巷道围岩中会出现应力集中现象。17、巷道的巷道围岩变形量包括巷道顶板下沉量量、底板鼓起量量、巷帮移近量、深部围岩移近量以及巷道剩余断面积等。18、工程软岩是指在巷道工程力作用下，能够产生显著变形的工程岩体。19、巷道开掘后，巷道空间上方岩层的重量将由巷道支架与巷道周围岩体共同承担。20、岩体的基本特征有：岩体的非均质性、岩体的各向异性和岩体的非连。二、问答题1、何谓岩石的变形性质？何谓岩石的弹性变形、塑性变形？答：岩石的变形性质是指岩石在外力作用下，发生形状及体积的变化。岩石的弹性变形是指卸载后岩石变形能完全恢复到原始状态的性质。岩石的塑性变形是指在外力作用下，超过其屈服极限应力时仍能发生变形，撤去外力后不能完全恢复其原始状态的性质。2、什么是基本顶的初次来压？其特点是什么？答：基本顶初次折断或垮落前后工作面的矿压显现，称为基本顶的初次来压。基本顶初次来压的特点是，垮落前2至3天，顶板会出现断裂的响声，在垮落前1至2小时，采空区可能发生隆隆巨响，煤壁片帮严重，顶板产生裂缝或掉渣，其下沉量及下沉速度明显增加，支架载荷迅速增高。3、简述岩层移动引起的采动损害有哪些？答：煤层开采后必然会引起岩体向采空区内移动，岩层移动将造成采动损害，主要表现为：（1）形成矿山压力显现，引起采煤工作面和巷道顶板的下沉、垮落和来压，甚至引发冲击地压等强烈的矿压显现，危及井下人员和设备的安全。（2）形成采动裂隙，引起周围煤体中的水与瓦斯的流动，导致井下瓦斯事故与突水事故。（3）岩层移动发展到地表引起地表沉陷，导致农田、建筑设施的毁坏，将引发一系列环境、经济、社会问题。4、什么是巷道围岩控制，其基本原理是什么？答：巷道围岩控制是指控制巷道围岩的矿山压力和周边位移所采取的一系列措施。巷道围岩控制的基本原理是，根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间的相互关系，选择合理的巷道布置方法及支护方式；降低围岩压力，增加围岩强度，改善围岩受力条件，有效地控制围岩的变形与破坏。三计算题1、如果某种岩石的强度条件为=tan30+10(Mpa)，求这种岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度。解：根据库仑-莫尔强度准则=tan +C 可知这种岩石的内聚力C=10，内摩擦角 =30 单轴抗压强度：Rc=2C =210 =34.6(Mpa) 单轴抗拉强度：Rt= =34.6/tan2(45+30/2) =11.5(Mp) 这种岩石的单轴抗压强度为34.6Mpa，单轴抗拉强度为11.5Mpa。2、在均质岩体中开一巷道，若岩石的内摩擦角 =30，内聚力C=40Mpa，已知巷道围岩所受平均铅直应力1=250Mpa，这种情况下至少应对巷道边帮提供多大的侧向应力才能维持巷道边帮的平衡？解：根据极限平衡条件：1=2C + 3 得：3=(1-2C ) =(250-240 ) =37.15(Mpa) 应对巷道边帮提供37.15Mpa的侧向应力，才能维持巷道边帮的平衡。 B一、 填空题1、岩石的密度是指单位体积岩石的质量。岩石的密度与组成岩石的矿物密度、空隙和吸水有关。2、按应力-应变-时间关系，可将岩石变形分为弹性变形、塑性变形和粘性变形三种。3、通常把在外力作用下破坏前总应变小于3%的岩石称为脆性岩石，大于 5%的岩石称为塑性岩石。4、岩体的五种基本类型有 整体结构 、块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构。5、岩体的基本特征有：岩体的 非均质性 、岩体的各向异性和岩体的 非连续性 。6、基本顶是指运动时对采场 矿压显现 有明显影响的传递岩梁的总和。7、人为地调节、改变和利用 矿山压力的各种措施叫做矿山压力控制。8、采煤工作面的围岩是指 直接顶、基本顶 以及直接底的岩层。9、采煤工作面的支架分为 单体支架、液压支架 两大类。10、目前我国普遍采用的支架有 支撑式液压支架、掩护式液压支架、支撑掩护式液压支架。11、提高支架刚度的方法是增大 立柱缸径 、改善工作液体的物理特性及提高立柱的密封质量。12、支架的合理支护强度应包括支架合理 工作阻力 、合理初撑力以及两者的比值。13、填充法控制岩层移动有 采空区 填充、 覆岩离层区 填充。14、巷道的稳定性和周边位移主要取决于 岩层原岩 应力及反映岩石强度性质的内摩擦角和粘聚力 。15、巷道的巷道围岩变形量包括巷道 顶板下沉量 、底板鼓起量、 巷帮移近量 、深部围岩移近量以及巷道剩余断面积等。16、巷道开掘后，巷道空间上方岩层的重量将由巷道支架 与巷道周围岩体共同承担。17、岩石的变形性质是指岩石在外力作用下，发生 形状及体积 的变化。18、巷道围岩控制方法有 巷道布置 和巷道支护及保护两个方面的内容。19、受相邻区段回采影响，巷道围岩变形要经历五个阶段，即 巷道掘进影响 阶段、掘进影响稳定阶段、采动影响阶段、采动影响稳定阶段和二次采动影响阶段。20、基本顶的初次折断或垮落前后工作面的矿压显现，称为基本顶的初次来压 。二、问答题1、什么是原岩应力场？其形成与哪些因素有关？答：天然存在于岩石内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场。 原岩应力场的形成主要与地球的各种动力运动过程有关，包括板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。2、什么是基本顶的周期来压？其形成原因是什么？答：基本顶周期性折断或垮落前后工作面内的矿压显现称为基本顶的周期来压。 形成原因是，当采煤工作面继续推进，基本顶悬露跨度达到一定长度时，基本顶在其自重及上覆岩层载荷作用下，将沿煤壁甚至在煤壁内发生折断和垮落。随着工作面的推进，基本顶的这种垮落现象将周而复始地出现，而使工作面内呈现周期性的矿压显现。3、什么是岩层移动？岩层移动控制技术分为哪三类？答：煤层采出后，采空区周围原有的压力平衡状态受到破坏，引起应力的重新分布，从而引起岩层的变形、破坏与移动，并由下而上发展至地表，引起地表的移动，这一过程和现象称为岩层移动。岩层移动控制技术分为以下三类：（1）留设煤柱控制岩层移动；（2）填充法控制岩层移动；（3）调整开采工艺及参数控制岩层移动。4、简述软岩巷道矿压显现的特征。答：开掘在松散软弱岩层中的各种巷道，最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在以下五个方面：（1）围岩的自稳时间短、来压快；（2）围岩变形量大、速度快、持续时间长；（3）围岩的四周来压快、底鼓明显；（4）围岩遇水膨胀、变形加剧；（5）刚性支护普遍破坏。三计算题1、假设岩层平均体积力为27kg/m3,泊松比=0.25,只考虑自重应力情况下，赋存在600m深处岩体内的原岩应力是多少？解：岩体的自重应力：= H=27600=16200(kg/m3)岩体的水平应力：x=y= H= 16200=5400(kg/m3)岩体内的原岩应力为自重应力16200 kg/m3，水平应力5400 kg/m3。2、如果某种岩石的强度条件为