矿山压力与岩层控制复习题(华科题库)

一、名词解释1、支承压力:在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必定消灭应力重分布，一般将巷道两侧转变以后的切向应力增加局部称为支承压力。2、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。3、矿山压力掌握：全部减轻、调整、转变和利用矿山压力作用的各种方法。4、回踩工作面〔采场工作空间。4、伪顶:位于直接顶和煤层之间，厚度小于0.3~0.5m的极易垮落的脆弱岩层，一般随采随冒。5、直接顶:直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层6、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的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。7、老顶:位于直接顶〔煤层〕之上对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层。8、底板：位于煤层下方的岩层。9、顶板：赋存在煤层之上的岩层。10、端面裂开度：指支架前梁端部到煤壁间顶板裂开的程度。11底板比压12、支护工作阻力：支柱受顶板压力作用而反映出来的力。13、始动阻力：在顶板压力作用下，活柱开头下缩的瞬间支柱上所反映出来的力。14、关键层：对采场上覆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15、老顶的初次来压：随着工作面的推动,老顶岩梁的长度和悬露面积渐渐增大,当其自重和上覆岩层作用力超过本身强度时,就会发生断裂而垮落.此时的垮落来势较猛,垮落面积较大,回采工作面压力显著增加,这种状况通常称为老顶的初次来压.16关键层理论各种不同支撑条件下的力学模型。17、支架的初撑力：利用升柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个主动力，这个最初形///的支撑力18、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的自然应力。19、弹性应变能：岩体受外力作用而产生弹性变形时,在岩体内部所储存的能量20、老顶的周期来压:初次来压以后,随采煤工作面不断推动,老顶周期性地发生断裂和沉降,使工作面周期性地消灭来压现象。21顶板大面积来压：成的猛烈动压现象。22、冲击矿压:一种以急剧、猛烈破坏为特征的矿山压力的动力现象。23、煤矿动压现象的动力效应，这些现象统称为煤矿动压现象。二、填空1、砌体梁构造失稳分为构造滑落失稳、构造变形失稳。2、将采场前方或巷道两侧的切向应力分布按大小进展分区，依据切向应力的大小，可分为〔P60、P111着重看〕3、有关采场上覆岩层活动规律的假说包括压力拱假说、悬臂梁假说、铰接岩块假说、预成裂隙假说、砌体梁假说。4、依据实测，回采工作空间支护物所承受的力仅为上覆岩层重量的百分之几。5、支柱的工作特性分为：急增阻式、微曾阻式、恒阻式。6、直接顶初次垮落的标志：直接顶垮落高度超过1~1.5m，范围超过全工作面长度的一半。7、将初次垮落步距L≥16~20m的顶板称为稳定顶板，把L≤8m的顶板称为不稳定顶板，0 0L=9~15m之间的顶板称为中等稳定顶板。08垮落带、裂缝带、弯曲带。9、煤层开采后在上覆岩层中形成两类裂隙，即离层裂隙和竖向破断裂隙。10、降低巷道围岩应力、提高围岩稳定性以及合理选择支护是巷道围岩掌握的根本途径。11、依据围岩压力成因，可将围岩压力分为松动围岩压力、变形围岩压力、膨胀围岩压力、冲击和撞击围岩压力。12、支护载荷相对较小是沿空留巷支护的主要力学特征。13、目前对冲击矿压机理论的生疏主要概括为：强度理论、能量理论、冲击倾向理论。14、围岩性质是影响采场矿山压力显现的主要因素。三、简答(P422-4、2-5；P221可能出计算)1、简述矿山压力与围岩掌握属性与特色？〔1〕采矿工程岩体构造的本质2〕采矿工程的移动特性3〕和支护体的可缩特征〔4〕采矿工程中的能量原理和动力现象2、液压支架分哪几类？各自适用条件是什么？各有什么优缺点〔P130〕答：液压力架分为支撑式、掩护式、支撑掩护式等三类。缓倾斜煤层。优点：通风端面大、行人便利、构造简洁及重量轻。缺点：当采空区悬露的坚顶比使用单体支柱时更易裂开。掩护式支架适用于煤层瓦斯涌出量较小，顶板压力来自机道上方，顶板裂开的工作面。支撑掩护式支架适用于煤层瓦斯涌出量较大,项板裂开和中等稳定以上,有周期来压的工作面小、通风端面小、行人不便利、重量大。3、简述绿色开采技术的内容。〔充填与条带开采技术〔〕瓦斯抽放——形成“煤与瓦斯共采”技术〔4〕煤层巷道支护技术与削减矸石排放技术5〕地下气化技术。4、简述锚杆支护理论。〔1〕悬吊理论2〕组合梁理论3〕组合拱〔压缩拱〕理论〕最大水平应力理论围岩强度强化理论5、简述“三带”的特点〔P182~P183〕P703-7〔1〕垮落带。破断后的岩块呈不规章垮落，排列也极不整齐，松散系数比较大，一般可1.3~1.5。但经重压实后，碎胀系数可降到1.03左右。此区域与所开采的煤层相毗连，很多状况下是由于直接顶岩层冒落后形成的〔2〕裂缝带。裂缝带位于冒落带之上，由于排列比较整齐，所以碎胀系数较小。关键层破断块体有可能形成“砌体梁”构造。垮落带和裂〔3〕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。6、影响工作面〔采场〕矿山压力显现的主要因素〔P

111〕1煤壁也较为稳定〔2〕〔3〕深度对采场顶板压力大小的影响并不突出。采场顶板下沉量与采深之间并无直接关系〔4〕板滑移，从而转变了上覆岩层的运动规律〔5〕小、强度低②支架载荷小③顶板下沉量变大。198四、论述题〔P 图7-3〕1982041、试述受采动影响巷道的围岩变形规律〔P +图7-9〕204〔1〕巷扰动，所以矿山压力显现肉弱，并很快接近平衡〕〔〕采40~60m不等，峰值通常距工作面4~8m，在工作面A前方四周，支承压力和〔4〕采动影仍旧高于掘进影响稳定阶段时变形速度，围岩变形量按流变规律不断缓慢增长〔5〕二次承压力相互叠加，应力的反复扰动使围岩变形更为猛烈。2、试述沿空留巷的顶板下沉规律〔P 〕228〕采面前20~40m处煤层上覆岩层开头运动，但下沉速度很小，为岩石起始沉降期。〔2〕煤层开采后，垮落带岩层冒落，规章移动带岩层及上覆岩层急剧沉降，在工作面前方10~20m0~60m范围内，下沉量占最终下沉量的80%左右，称为岩层猛烈沉降期〔3〕在工作面前方约60m意外，规章移动带及上覆岩层沉降速度渐渐衰减；在工作面后100m左右，岩层运动根本稳定。这个时期内岩层的下沉量占最终下沉量的15%〔4〕假设直接顶板冒落能够填满采空区，使老顶处于平衡状态，采动期间沿空留巷的顶板夏成亮与煤层采厚呈正比关系，一般为采高的10%~20%，根本上属于“给定变形3°~6°。3、试述“支架——围岩”相互作用原理〔P +图8-27〕237〕支架的支护作用〕围岩的自承力量〕支架——围岩相互作用原理。1,在曲线上c点左侧为弹塑性阶段,巷道周边位移值到达c点以后围岩松动裂开开头脱落,对支架产生松动压力,支护阻力增加，Ⅱ、Ⅲ分别为可缩性支架刚性支架工作特性曲线,Ⅱ与Ⅰ的交点b,Ⅲ与Ⅰ的交点a,分别为支架的工作点,从图中可以看出,B区间工作,A区间工作时,c点左侧四周较为有利.4、绘图说明双向等压条件下巷道周边应力分布规律，并加以解释〔P51+2-10〕

=γH〔1-r2/r2)和σ=γH〔1+r

2/r2)可以会出如下图的圆孔四周的应力场图。r 1 t 1有上述关系式可以得一下几个结论〔r 状态〔2〕应力大小与弹性常数E、μ无关〔3〕σ、σ 的分布和角度无关，皆为主应力，即切向和径向平面均为主平面〔4〕双向等压应力场中孔周边的切向应力为最大应力r 大应力其中系数K=2，且与孔径的大小无关。当σ

=2 H超过孔周边围岩的弹性极限时，γtγσ σ 围岩进入塑性状态〔5〕其他各点的应力大小与孔径有关。假设定义 高于1.05 σ σ t 1 r0.95σ

为巷道影响圈的边界，则σ 的影响半径R=20r≈5r

，工程上有时以10%作为影1 t t 1 1σ

的影响半径R≈3r 有限元计算常取5r

的分为作为计算〔6〕有以上两个公1 1 1。 1式可知，在双向等压应力场中，圆孔四周任意点的切向应力σt与径向应力σr之和为常数，2σ1。5、试述工作面上覆岩层活动规律的假说及各自优缺点。〕压力拱假说。此假说认为，在回采工作空间上方，由于自然平衡结果而形成了一个“压力拱撑点点在抢房煤壁内，后拱脚落在采空区垮落的矸石上或踩空区的充填上。解释。缺点：这种假说过于简洁，一般煤房顶板悬臂梁假说态。当悬伸长度很大时，发生有规律的周期性折断，从而引起周期来压。均大的现象。远。铰接岩块假说。局部，下局部垮落时，岩块杂乱无章；上局部垮落时，则规章的排列。规章移动带岩块间可以相互铰合而形成一个多环节的铰接，并规章地在采空区上方下沉。分带状况，并初步涉及岩层内部的力学关系及其可能形成的“构造缺点：未能对铰接岩块间的平衡做进一步的探讨。预成裂隙假说。此假说认为由于开采的影响，回采工作面上覆岩层的连续性遭到破坏，从而成为非连续体。裂隙，这些裂隙使岩体发生很大的类似塑性体的变形，因而可将其视为“假塑性体明显的塑性弯曲；当下部岩层的下沉量大于上部岩层时，产生离层。优点：此假说从另一方面解释了破断岩块的相互作用关系。些矿压现象没有解释。砌体梁假说。供给了理论。6、试述回采工作面四周支承压力分布。K是支承压力峰值与原岩铅直应力的比值；支承压力分布参数有煤体边缘的裂开区宽度0 0 xˊ、塑性区宽度〔支承压力峰值距离〕x和支承压力的影