一、名词解释：（每题2分，共20分）
1、矿山压力
2、岩石的孔隙度
3、泊松比
4、流变
5、蠕变
6、原岩应力
7、支承压力
8、回采工作面
9、初次来压 10、砌体梁
二、填空题：（每空1分，共10分）
1、根据回采工作面前后的应力分布情况，可将工作面前后划分为减压区、 和 。
2、根据破断的程度，回采工作面上覆岩层可分为 和 。
3、采空区处理方法有煤柱支撑法， ， 和 。
4、直接顶的完整程度取决于 ， 。
5、初撑力是指 。
三、简答题：（8题任选6题，每题5分，共30分）
1、对原岩应力状态有哪几种假说？
2、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？
3、煤层开采后，上覆岩层按破坏方式可以分为哪几个区？
4、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
5、影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？
6、简述回采工作面支架与围岩关系的特点。
7、简述采区巷道支护的主要形式。
8、什么叫煤矿动压现象？
四、计算题（每题5分，共10分）
1、某回采工作面煤层采高m ＝2.5m ，直接顶为粘土页岩，其总厚度∑h ＝8m ，直接顶的破碎膨胀系数Kp ＝1.4，试问煤层开采后，破碎的直接顶岩石能否充满采空区？
2、某矿取页岩岩样3块，作成直径cm 5，长cm 10的标准试件3块，分别做00065,55,45的抗剪强度试验，施加的最大载荷相应为kN kN kN 65.9126.17、、，求页岩的内聚力C 和内摩擦角 。
五、论述题：（4题任选3题，每题10分，共30分）
1、画出岩体的应力应变全程曲线，并简述该过程。
2、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么？它们本质上有什
么区别？
3、叙述采区巷道变形与破坏的影响因素。
4、简述减压区的形成及其实际意义？
一、名词解释：（每题2分，共20分）
矿山压力 泊松比 流变 原岩应力 直接顶
周期来压 砌体梁 原生裂隙 载荷集度 碎胀性
二、填空题：（每空1分，共10分）
1、根据破断的程度，回采工作面上覆岩层可分为 和 。
2、直接顶的完整程度取决于 ， 。
3、节理裂隙分为 ， ， 。
4、蠕变变形曲线可分为 和 两类。
5、工作面顶板下沉量与采高及控顶距的大小成 关系。
三、简答题：（8题任选6题，每题5分，共30分）
1、影响岩石强度的因素有哪些？
2、什么是原岩应力状态？
3、简述煤层开采后，上覆岩层的破坏方式。
4、直接顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
5、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
6、简述回采工作面支架与围岩关系的特点。
7、简述采区巷道支护的主要形式。
8、巷道卸压方法目前应用的有哪几种？
四、计算题：（每题5分，共10分）
1、某回采工作面顶板的最大控顶距为m 5，根据实测得到在最大控顶距处的顶板下沉量为mm 340，若将最大控顶距缩小到m 3，在最大控顶距处的顶板下沉量是多少？
2、有一缓斜煤层，其顶板由四岩层组成，各岩层的数据如下表，如采用刀柱法处理采空区，刀柱间的距离应该是多少？
岩层数据表
五、论述题：（4题任选3题，每题10分，共30分）
1、什么是围岩的极限平衡？极限平衡区范围的大小与哪些因素有关？
2、叙述采区巷道变形与破坏的影响因素。
3、岩石结构与岩石构造得异同是什么？
4、试说明矿山压力和矿山压力显现的关系。
一、名词解释：（每题2分，共20分）
岩石的孔隙性泊松比蠕变构造应力回采工作面
周期来压砌体梁构造裂隙载荷集度碎胀性
二、填空题：（每空1分，共10分）
1、采空区处理方法有煤柱支撑法，，和全部垮落法。
2、节理裂隙分为，，压裂裂隙。
3、岩石的破坏机理有和两种。
4、适合于岩石的两种强度理论是和。
5、减轻采区巷道受压的重要措施包括：使巷道处于低压区，，。
三、简答题：（8题任选6题，每题5分，共30分）
1、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？
2、简述有关回采工作面上覆岩层结构的假说。
3、老顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
4、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
5、影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？
6、支架选型的基本原则是什么？
7、回采工作面矿压现场观测的目的是什么？
8、周期来压的主要表现形式？
四、计算题：（每题5分，共10分）
1、某回采工作面顶板的最大控顶距为m 5，根据实测得到在最大控顶距处的顶板下沉量为mm 340，若将最大控顶距缩小到m 3，在最大控顶距处的顶板下沉量是多少？
2、某工作面使用单体液压支架，每根支柱的额定工作阻力为kN 294/根，顶板的最大控顶距为m 5，支柱为四排控顶，柱距为m 7.0，求单体液压支架对顶板能够提供的最大支护强度是多少？
五、论述题：（4题任选3题，每题10分，共30分）
1、画出岩体的应力应变全程曲线，并简述该过程。
2、叙述采区巷道变形与破坏的影响因素。
3、试分析采场上覆岩层所形成的裂隙体梁的失稳条件。
4、试说明矿山压力和矿山压力显现的关系。
一、名词解释：（每题2分，共20分）
矿山压力 岩石的孔隙比 流变 自重应力 支承压力
老顶 周期来压 砌体梁 压裂裂隙 载荷集度
二、填空题：（每空1分，共10分）
1、根据破断的程度，回采工作面上覆岩层可分为 和 。
2、直接顶的完整程度取决于 ， 。
3、蠕变变形曲线可分为 和 两类。
4、采区巷道的主要支护形式有基本支护，加强支护， 和 。
5、无煤柱护巷的基本方式有 和 。
三、简答题：（8题任选6题，每题5分，共30分）
1、对原岩应力状态有哪几种假说？
2、影响岩石强度的因素有哪些？
3、老顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
4、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
5、简述采区巷道支护的主要形式。
6、什么叫煤矿动压现象？
7、分层开采时，下分层与上分层相比矿压显现有什么特点？
8、衡量矿山压力显现程度的指标有哪些？
四、计算题：（每题5分，共10分）
1、有一缓斜煤层，其顶板由四岩层组成，各岩层的数据如下表，如采用刀柱法处理采空区，刀柱间的距离应该是多少？
岩层数据表
2、有某石灰岩做抗剪强度试验，当MP a n 8.41=时，MP a n 8.151=；当MP a n 2.82=σ时，MPa n 182=τ。而该岩石在做三向抗压强度试验时，当侧压01=a σ时，MPa R c 6.82=，求侧压力MPa a 51=σ时其三向抗压强度是多少？
五、论述题：（4题任选3题，每题10分，共30分）
1、什么是围岩的极限平衡？极限平衡区范围的大小与哪些因素有关？
2、岩石结构与岩石构造得异同是什么？
3、简述减压区的形成及其实际意义？
4、试分析采场上覆岩层所形成的裂隙体梁的失稳条件。
一、名词解释：（每题2分，共20分）
岩石的孔隙比 蠕变 原岩应力 支承压力 直接顶
初次来压步距 砌体梁 原生裂隙 载荷集度 碎胀性
二、填空题：（每空1分，共10分）
1、采空区处理方法有煤柱支撑法， ， 和 。
2、节理裂隙分为 ， ， 。
3、动压现象的一般成因和机理，可归纳为三种形式，即 ， 和煤与瓦斯突出。
4、顶板下沉量是指活柱下缩量、顶梁的压缩量及 的总和。
5、二次支护是指 。
三、简答题：（8题任选6题，每题5分，共30分）
1、简述煤层开采后，上覆岩层的破坏方式。
2、直接顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
3、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
4、巷道卸压方法目前应用的有哪几种？
5、冲击矿压防治措施的基本原理。
6、掘进工作面现场观测的目的是什么？
7、周期来压的主要表现形式？
8、工作面支架必须具备的特性是什么？
四、计算题：（每题5分，共10分）
1、试计算只考虑自重应力的情况下，赋存在600m 深处原岩体内一点的应力值，设上部岩层的平均容重为24.5kN/m 3，泊松比为μ=0.2。
2、某矿取页岩岩样3块，作成直径cm 5，长cm 10的标准试件3块，分别做00065,55,45的抗剪强度试验，施加的最大载荷相应为kN kN kN 65.9126.17、、，求页岩的内聚力C 和内摩擦角 。
五、论述题：（4题任选3题，每题10分，共30分）
1、什么是围岩的极限平衡？极限平衡区范围的大小与哪些因素有关？
2、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么？它们本质上有什么区别？
3、液压支架可分为哪几类？各适用于什么条件？各有什么优缺点？
4、简述减压区的形成及其实际意义？
一、名词解释：（20）
矿山压力——由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中的支护物上所引起的力，就叫做矿山压力。
岩石的孔隙度——岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比。
泊松比——岩石受单向压缩载荷时，试件在轴向缩短的同时产生横向膨胀，其横向应变与轴向应变的比值称为泊松比。
流变——有些材料在开始出现塑性变形以后，常在应力不变或应力增加很小的情况下继续产生变形，这种变形叫做流变。
蠕变——固体材料在不变载荷的长期作用下，其变形随时间的增长而缓慢增加的现象称为蠕变。
原岩应力——天然存在于原岩而与任何认为原因无关的应力。
支承压力——在岩体内开掘巷道后，巷道两侧增加的切向应力。
回采工作面——在煤层或矿床的开采过程中，直接进行采煤或采有用矿物的工作空间。 初次来压——由于老顶第一次失稳而产生的工作面顶板来压。
砌体梁——工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。
二、填空题：（10分）
1、减压区 ， 增压区 ， 稳压区 。
2、冒落带 和 裂隙带。
3、缓慢下沉法，采空区充填法。
4、岩层本身的力学性质，直接顶岩层内由各种原因造成的层理和裂隙的发育程度。
5、支柱对顶板的主动作用力 。
三、简答题：（30分）
1、对原岩应力状态有哪几种假说？
答：1、弹性假说，认为岩体处于弹性状态，其受力与变形的关系符合虎克定律，在垂直应力作用下将在岩体中引起水平应力的作用。
2、静水应力状态假说，认为在地下深处的岩体由于长期的地质作用喝岩石的蠕变作用而使岩体中的测向应力和垂直应力趋于相等。
2、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？
答：岩石的孔隙性是指岩石中孔隙和裂隙的发育程度，表征它的指标有两种：孔隙度和孔隙比。可见孔隙度和孔隙比是反映孔隙性的指标。
孔隙度n 是岩石中各种孔隙、裂隙体积的总和与岩石总体积之比；孔隙比e 是岩石中各种孔隙、裂隙体积的总和与岩石内固体部分实体积之比。显然，孔隙度n 和孔隙比e 存在以下关系：
n n e -=1。
3、煤层开采后，上覆岩层按破坏方式可以分为哪几个区？
答：1、A 区域，即煤壁支撑影响区，这个 区域在煤壁前方30~40m 的范围内。该区域内岩层有较明显的水平移动，而垂直移动甚小，有时岩层还可能出现上升现象。2、B 区域，也称为离层区。这个区域是在回采工作面推过以后的采空区上方。这个区的岩层移动特点是：破断岩层的垂直位移急剧增大，其下部岩层的垂直移动速度大于上部岩层的垂直移动速度，因而下部岩层和上部岩层发生离层。3、C 区域，称为重新压实区。这个区域内裂隙带的岩层重新受到已冒落矸石的支撑垂直移动减缓，其下部岩层的垂直移动速度小于上部岩层，因而使岩层时出现的层间空隙又重新闭合。
4、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
答：巷道掘进阶段，无采掘影响阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。
5、影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？
答：采高与控顶距，工作面推进速度，开采深度，煤层倾角。
6、简述回采工作面支架与围岩关系的特点。
答：支架围岩是相互作用的一对力，支架受力的大小及其在回采工作面分布的规律与支
架性能有关，支架结构及尺寸对顶板压力有一定影响。
7、简述采区巷道支护的主要形式。
答：1、基本支护，一般包括木支护和金属支护，2、加强支护，主要为了抵抗采动影响所造成的矿山压力，3、巷旁支护，在沿空巷道靠采空区一侧专门设置的人工建筑物，4、巷道围岩加固，包括锚杆加固和化学加固。
8、什么叫煤矿动压现象？
答：煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应，这些现象统称为煤矿动压现象。
四、计算题（10）
1、答： 8*1.4=10.2m ，8+2.5=10.5m
不能充满采空区。
2、答：（1）求每块试件破坏面上的剪应力和正应力：
据αρταsin A =可得：
kPa kPa kPa 4460;5010;6340000655545===τττ 据αρσαcos A =可得： kPa kPa kPa 2080;3510;6790000655545===σσσ
（2）求岩石的内聚力和内摩擦角
根据?στtg C -=
当kPa kPa 6790,6340004545==στ时，得：
?tg C 67906340-=
当kPa kPa 3510,5010005555==στ时，得：
?tg C 35105010-=
,405.0=∴?tg 得：022=? kPa C 3590= 五、分析题：（30分）
1、画出岩体的应力应变全程曲线，并简述该过程。
答：岩石的应力应变全程曲线，又称全应力—应变曲线，是在刚性实验机上得到的、反映岩石加载后变形和破坏全过程的实验曲线，如图1-1，它与在一般普通的材料实验机上得到的曲线不同，可以分为以下阶段：
1、OA 段，为岩石的压密阶段，由于岩石内部各种裂隙受压闭合而形成；
2、AB 段，接近于直线，为线弹性阶段，B 点为弹性极限；
3、BC 段，为塑性阶段，在这个阶段岩石内部有微破裂发生，又称为破裂发展阶段，岩石到C 点发生破坏，C 点即为强度极限；
4、CD 段，岩石的破坏是一个渐进的发展过程，即岩石在C 点达到强度极限以后仍有一定的承载能力，在低于强度极限的压力下应变继续扩大，直到压力降到某一较小值，岩石在D 点达到完全破坏。这一段卸载曲线称为后破坏曲线或峰后特性曲线。
2、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么？它们本质上有什么区别？
答：莫尔强度理论认为，材料破坏主要使由于破坏面上的剪应力达到一定限度，但此剪应力还与破坏面上由于正应力造成的摩擦阻力有关。也就是说，材料某一点发生破坏，不仅取决于该点的剪应力，同时取决于正应力，即沿某一面剪断时剪应力与正应力存在着一定的函数关系，)(στf =。
格离菲斯强度理论认为，任何材料内部都存在各种细微的裂缝，当材料处于一定的应力状态时，在这些裂缝的端部便会产生应力集中。如果主应力为拉应力，则在裂缝端部产生几
倍于主应力的拉应力；如果主应力为压应力，在裂缝端部也产生拉应力。当裂缝周围拉应力超过岩石的抗拉强度时，就会由于裂缝的扩展而造成岩石的破坏。
莫尔强度理论的实质是剪切破坏理论，而格里菲斯强度理论的实质是脆性拉断破坏理论，这就是它们实质上的区别。
3、叙述采区巷道变形与破坏的影响因素。
答：（一）自然因素
1、围岩性质及其构造特性，
2、巷道埋藏深度，
3、煤层倾角、
4、地质构造因素、
5、水的影响、
6、时间因素的影响。
（二）巷道断面形状和大小
1、回采工作状况，如巷道是处于一侧还是二侧受采动影响，是受一次还是多次采动影响，
2、巷道的保护方法，
3、巷道断面的形状与大小，巷道掘进方法、掘进与回采工作面在时间、空间上的相互关系及巷道本身采用的支架类型、支护方式、支护参数等等。
4、简述减压区的形成及其实际意义？
答：当在岩体内开掘了巷道或者回采工作面后，巷道或回采工作面周围岩体中必然要产生应力重新分布，在巷道两侧形成2~3倍原始应力的集中应力，再工作面前方煤壁上形成4~5倍以上原始英里的集中应力。在这样大的垂直应力作用下巷道周围岩体或工作面前煤壁必然产生破坏。从而使围岩的支撑粒降低，集中的支承压力就要向岩体内部转移。由于深部岩体处于三向应力状态，其强度逐渐增加，直到某一半径处岩体的强度等于或大于集中应力时为止。这样就在巷道或采场周围的岩体中形成了减压区。
由于巷道或采场周围岩体中存在减压区，使巷道或采场内支架免受高应力的作用，因此，采用支撑能力较小的支架就可能较好的维护这些开采空间，从而降低支架的支护费用。
一、名词解释：（20分）
矿山压力——由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中的支护物上所引起的力，就叫做矿山压力。
泊松比——岩石受单向压缩载荷时，试件在轴向缩短的同时产生横向膨胀，其横向应变与轴向应变的比值称为泊松比。
流变——有些材料在开始出现塑性变形以后，常在应力不变或应力增加很小的情况下继续产生变形，这种变形叫做流变。
原岩应力——天然存在于原岩而与任何认为原因无关的应力。
直接顶——直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层。
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。
砌体梁——工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。
原生裂隙——岩层在形成过程中由于温度、矿物结晶及沉积的作用二形成的弱面。
载荷集度——在回采工作面顶板悬顶距范围内，单位面积顶板对支架的载荷称为顶板的载荷集度。
碎胀性——岩石在破碎以后的体积比整体状态下增大的性质，称为岩石的碎胀性。
二、填空题：（10分）
1、冒落带，裂隙带。
2、岩层本身的力学性质，直接顶岩层内由各种原因造成的层理和裂隙的发育程度。
3、原生裂隙，构造裂隙，压裂裂隙。
4、稳定蠕变，不稳定蠕变。
5、正比。
三、简答题：（30分）
1、影响岩石强度的因素有哪些？
答：岩石性质，岩石的构造特征，试件的几何尺寸，岩石所处的物理状态，加载速度，岩石的受载状态等。
2、什么是原岩应力状态？
答：天然存在于原岩内而与任何人为原因无关的应力状态，称为原岩应力状态。
3、简述煤层开采后，上覆岩层的破坏方式。
答：当煤层开采以后，由于直接顶下部形成较大的空间，直接顶破断后，岩块呈不规则垮落，排列极不整齐，其松散系数较大。一般将具有这种破坏方式的岩层称为冒落带，冒落带以上的顶板岩层由于其下部自由空间较小，岩层断裂后，其向下移动时受到相互牵制，岩层只是断裂下沉而无翻转，通常将这个区域叫做裂隙带。再向上直至地表的岩层只有弯曲下沉而无断裂，这一带成为弯曲下沉带。
4、直接顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
答：直接顶式回采工作空间直接维护的对象。直接顶的稳定性直接影响着工作面支护方式和支架架型的选择。对于不稳定的直接顶要求支架有较好的护顶功能，在煤层开采以后，不应使顶板的暴露面积过大，以免发生局部冒顶，采用单体支架要注意采取有效的勾顶措施，防止顶板从架间漏空，影响支架对顶板的支护；在采用液压自移支架时，应选用掩护性能较好的掩护式支架。直接顶的稳定性较好时，对勾顶要求并不严格，可以选用支撑式或支撑掩护式支架。
5、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
答：巷道掘进阶段，无采掘影响阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。
6、简述回采工作面支架与围岩关系的特点。
答：支架围岩是相互作用的一对力，支架受力的大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关，支架结构及尺寸对顶板压力有一定影响。
7、简述采区巷道支护的主要形式。
答：1、基本支护，一般包括木支护和金属支护，2、加强支护，主要为了抵抗采动影响所造成的矿山压力，3、巷旁支护，在沿空巷道靠采空区一侧专门设置的人工建筑物，4、巷道围岩加固，包括锚杆加固和化学加固。
8、巷道卸压方法目前应用的有哪几种？
答：（一）在巷道周围形成槽孔，常用以下两种方法：钻孔卸压和切槽卸压。（二）在巷旁形成卸压空间，主要方法有：1、宽面掘巷卸压，2、在巷旁留专门得卸压空间。（三）大面积区域性卸载。
四、计算题：（10分）
1、某回采工作面顶板的最大控顶距为m 5，根据实测得到在最大控顶距处的顶板下沉量为mm 340，若将最大控顶距缩小到m 3，在最大控顶距处的顶板下沉量是多少？
答：在一般情况下，回采工作面的顶板下沉量可用公式mL S L η=进行计算。由于在同一个工作面只改变了控顶距L ，而顶板条件、煤层采高均相同，即η和m 相同。所以，在两种情况下顶板下沉量和工作面顶板的控顶距L 成正比，即：2121::L L S S L L =，得： 2122L S L S L L ?=
代入数据可得最大控顶距为3m 的顶板下沉量： mm L S L S L L 204534032122=?=?= 2、有一缓斜煤层，其顶板由四岩层组成，各岩层的数据如下表，如采用刀柱法处理采空区，刀柱间的距离应该是多少？
答：首先计算作用在第一岩层上的载荷集度q 值。第一岩层本身的载荷集度1q 为：
2111/4.9046.22m kN h q =?==γ 第二岩层对第一岩层的作用时，有：
322311*********)()(h E h E h h h E q ++=γγ，代入数据得：1212/9.137)(q m kN q >=
第三岩层对第一层的作用时，有： 12233332231133221131113)(/4.171)()(q m kN h E h E h E h h h h E q >=++++=γγγ
第四岩层对第一层的作用时，有： 1323443333223114433221131112)(/4.160)()(q m kN h E h E h E h E h h h h h E q <=++++++=γγγγ 由此可以看出第四层对第一层岩层的载荷已经没有影响，计算第一岩层的载荷只计算到
13)q （即可，此时，213/4.171)(m kN q q ==。
由于顶板岩层多数为脆性破坏，取安全系数6=n ，则刀柱间的距离应为安全跨距，为： m nq R h
L T 66.204.171613720200.42=??== 五、分析题：（30分） 1、什么是围岩的极限平衡？极限平衡区范围的大小与哪些因素有关？
答：在地下岩体中开掘巷道后，巷道周围岩体就由原来的三轴受力状态变为双轴或单轴受力状态。一般巷道周边的岩块是处于单轴压缩状态，巷道周边岩块在垂直应力的作用下，就会发生破坏，随着向岩体内部发展，岩块由单轴受压或双轴受压逐渐变为三轴受压状态，其抗压强度也逐渐增加。在某一半径为R 的范围内岩块的应力圆和其强度包络线相切，这一范围内的岩块受力状态叫做极限平衡状态。岩体处于极限平衡状态的区域叫极限平衡区。极限平衡区的大小主要与巷道距地表的深度、巷道尺寸及围岩的力学性质等因素有关。
2、叙述采区巷道变形与破坏的影响因素。
答：（一）自然因素
1、围岩性质及其构造特性，
2、巷道埋藏深度，
3、煤层倾角、
4、地质构造因素、
5、水的影响、
6、时间因素的影响。
（二）巷道断面形状和大小
1、回采工作状况，如巷道是处于一侧还是二侧受采动影响，是受一次还是多次采动影响，
2、巷道的保护方法，
3、巷道断面的形状与大小，巷道掘进方法、掘进与回采工作面在时间、空间上的相互关系及巷道本身采用的支架类型、支护方式、支护参数等等。
3、岩石结构与岩石构造得异同是什么？
答：岩石的结构是指决定岩石组织的各种特征的总和，如颗粒的大小、形状、连结特征、胶结物类型、存在孔隙情况等；而岩石的构造是指组成岩石的矿物颗粒之间、以及它与其它组成部分之间的排列方式和填充方式，如岩石可属于整体构造，多孔状构造和层状构造等。 煤矿中遇到的岩石绝大多数是沉积岩，有较明显的层理，属层状构造。层状构造的特点是，岩石颗粒互相交替，表现出层次叠置现象（层理）。
9、试说明矿山压力和矿山压力显现的关系。
答：矿山压力和矿山压力显现是两个不同的概念，两者具有因果关系。后者是由前者引起的，没有前者就没有后者。有些矿山压力显现的大小直接由矿山压力引起，如：巷道围岩的变形和破坏，煤壁的压酥和片帮等都随矿山压力的增大而变的更加强烈；而有的矿山压力显现虽然也是由矿山压力引起的，但它们还要受其他因素的影响。如：工作面顶板下沉，支架上所承受的载荷等，它们并不随矿山压力的增大而成正比的增大。顶板下沉受工作面上覆岩层运动规律的制约，它和煤层的采高及工作面的控顶距成正比。支架上所承受载荷的大小与支架本身的特性及顶板下沉量的大小有关。从以上分析可以看出，矿山压力大，矿山压力显现不
一定强烈。
一、名词解释：（20分）
岩石的孔隙性——岩石中孔洞和裂隙的发育程度。
泊松比——岩石受单向压缩载荷时，试件在轴向缩短的同时产生横向膨胀，其横向应变与轴向应变的比值称为泊松比。
蠕变——固体材料在不变载荷的长期作用下，其变形随时间的增长而缓慢增加的现象称为蠕变。
构造应力——由于地质构造运动而引起的应力。
回采工作面——在煤层或矿床的开采过程中，直接进行采煤或采有用矿物的工作空间。 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。
砌体梁——工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。 构造裂隙——岩层形成后，经剧烈的地质运动而形成的弱面。
载荷集度——在回采工作面顶板悬顶距范围内，单位面积顶板对支架的载荷称为顶板的载荷集度。
碎胀性——岩石在破碎以后的体积比整体状态下增大的性质，称为岩石的碎胀性。
二、填空题：（10分）
1、采空区处理方法有煤柱支撑法， 缓慢下沉法 ， 采空区充填法 和全部垮落法。
2、节理裂隙分为 原生裂隙 ， 构造裂隙 ，压裂裂隙。
3、岩石的破坏机理有 拉断 和 剪切 两种。
4、适合于岩石的两种强度理论是 莫尔理论 和 格里菲斯理论 。
5、减轻采区巷道受压的重要措施包括： 使巷道处于低压区 ， 将巷道布置在性质良好的岩层中 ， 对巷道进行卸压 。
三、简答题：（30分）
1、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？
答：岩石的孔隙性是指岩石中孔隙和裂隙的发育程度，表征它的指标有两种：孔隙度和孔隙比。可见孔隙度和孔隙比是反映孔隙性的指标。
孔隙度n 是岩石中各种孔隙、裂隙体积的总和与岩石总体积之比；孔隙比e 是岩石中各种孔隙、裂隙体积的总和与岩石内固体部分实体积之比。显然，孔隙度n 和孔隙比e 存在以下关系：
n n e -=1。
2、简述有关回采工作面上覆岩层结构的假说。（101）
答：1、压力拱假说，认为在这两个前后拱脚之间，无论在顶板或底板中都形成了一个减压区，回采工作面的支架只承受压力拱内的岩石重量。2、悬梁假说，认为顶板岩层是一种连续介质，在靠近煤帮处顶板下沉量最小，表现的顶板压力也小。3、预成裂隙假说，认为由于开采的影响，回采工作面上覆岩层的连续性被破坏，从而成为非连续性。在回采工作面周围存在着应力降低区、应力升高区和采动影响区。随着工作面的推进，三个区域同时响应地向前移动。4、铰接岩块假说，认为如果直接顶岩层分层厚度小于采高，则在采空区形成冒落带。铰接岩块间的平衡关系为三铰拱式的平衡。
3、老顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
答：老顶的稳定性对直接顶的稳定性有着直接影响，而且对支架的支护强度、支架可缩量及采空区处理方法的选择都有决定性作用和影响。坚硬的老顶其周期来压步距较长，来压强度较大，要求支架具有较大的支护强度，才能保证工作面安全。在采用垮落法处理采空区的情况下，对于周期来压比较强烈的顶板，其下沉量将会增大，所以，要求支架应有较大的可缩性。
4、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
答：巷道掘进阶段，无采掘影响阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。
5、影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？
答：采高与控顶距，工作面推进速度，开采深度，煤层倾角。
6、支架选型的基本原则是什么？
答：根据直接顶分类和老顶分类确定所选择支架的类型，根据煤层的采高和顶板的类型确定支架对顶板的支护强度，再确定支架对顶板的工作阻力以及支架的最大、最小结构高度，割据煤层瓦斯涌出量，核算支架类型。
7、回采工作面矿压现场观测的目的是什么？
答：其目的在于掌握工作面老顶来压显现、步距和强度；分析回采空间支架与围岩相互作用关系；为研制采煤机械和支护设备、合理的安排工序、合理的选择采煤参数、支护方式和顶板管理方法提出要求和提供科学依据。
8、周期来压的主要表现形式？
答：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；有时还能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等。
四、计算题：（10分）
1、某回采工作面顶板的最大控顶距为m 5，根据实测得到在最大控顶距处的顶板下沉量为mm 340，若将最大控顶距缩小到m 3，在最大控顶距处的顶板下沉量是多少？
答：在一般情况下，回采工作面的顶板下沉量可用公式mL S L η=进行计算。由于在同一个工作面只改变了控顶距L ，而顶板条件、煤层采高均相同，即η和m 相同。所以，在两种情况下顶板下沉量和工作面顶板的控顶距L 成正比，即：2121::L L S S L L =，得： 2122L S L S L L ?=
代入数据可得最大控顶距为3m 的顶板下沉量：
mm L S L S L L 204534032122=?=?=
2、某工作面使用单体液压支架，每根支柱的额定工作阻力为kN 294/根，顶板的最大控顶距为m 5，支柱为四排控顶，柱距为m 7.0，求单体液压支架对顶板能够提供的最大支护强度是多少？ 答：在控顶距范围内，四根单体液压支柱可能提供的总支撑力为：kN Q 1176
2944=?=。由于工作面各排支柱并不能全部达到额定工作阻力，根据实测其平均工作阻力只有额定工作阻力的60~80%。在这种情况下，单体液压支柱对顶板的支护强度为：
kPa LS nQ p 8.268~6.2017.052944)8.0~6.0()8.0~6.0(=???==
五、分析题：（30分） 1、画出岩体的应力应变全程曲线，并简述该过程。
答：岩石的应力应变全程曲线，又称全应力—应变曲线，是在刚性实验机上得到的、反映岩石加载后变形和破坏全过程的实验曲线，如图1-1，它与在一般普通的材料实验机上得到的曲线不同，可以分为以下阶段：
1、OA 段，为岩石的压密阶段，由于岩石内部各种裂隙受压闭合而形成；
2、AB 段，接近于直线，为线弹性阶段，B 点为弹性极限；
3、BC 段，为塑性阶段，在这个阶段岩石内部有微破裂发生，又称为破裂发展阶段，岩石到C 点发生破坏，C 点即为强度极限；
4、CD 段，岩石的破坏是一个渐进的发展过程，即岩石在C 点达到强度极限以后仍有一定的承载能力，在低于强度极限的压力下应变继续扩大，直到压力降到某一较小值，岩石在D 点达到完全破坏。这一段卸载曲线称为后破坏曲线或峰后特性曲线。
2、叙述采区巷道变形与破坏的影响因素。
答：（一）自然因素
1、围岩性质及其构造特性，
2、巷道埋藏深度，
3、煤层倾角、
4、地质构造因素、
5、
水的影响、6、时间因素的影响。
（二）巷道断面形状和大小
1、回采工作状况，如巷道是处于一侧还是二侧受采动影响，是受一次还是多次采动影响，
2、巷道的保护方法，
3、巷道断面的形状与大小，巷道掘进方法、掘进与回采工作面在时间、空间上的相互关系及巷道本身采用的支架类型、支护方式、支护参数等等。
3、试分析采场上覆岩层所形成的裂隙体梁的失稳条件。（3-13）
答：采场上覆岩层重形成的结构就是上覆岩层的破断岩块间形成的“三铰拱”式平衡，外形上好象是由裂隙体岩层形成的梁。裂隙提梁的失稳就是岩块间的“三铰拱”式平衡遭到破坏所致。裂隙体梁的失稳有两种情况：一是变形失稳，二是滑落失稳。两种失稳都和岩块间产生的水平推力的大小有关。
当岩块间的水平推力过大时，岩块在向下回转的过程中，其接触处的应力将超过岩块的抗压强度，从而使岩块破坏，“三铰拱”也因变形过大而破坏，致使裂隙体梁发生变形式稳。
当岩块间的水平推力过小时，岩块间产生的摩擦力也很小，不能承受岩块间的剪切力，则悬露岩块就要产生滑落失稳。
4、试说明矿山压力和矿山压力显现的关系。
答：矿山压力和矿山压力显现是两个不同的概念，两者具有因果关系。后者是由前者引起的，没有前者就没有后者。有些矿山压力显现的大小直接由矿山压力引起，如：巷道围岩的变形和破坏，煤壁的压酥和片帮等都随矿山压力的增大而变的更加强烈；而有的矿山压力显现虽然也是由矿山压力引起的，但它们还要受其他因素的影响。如：工作面顶板下沉，支架上所承受的载荷等，它们并不随矿山压力的增大而成正比的增大。顶板下沉受工作面上覆岩层运动规律的制约，它和煤层的采高及工作面的控顶距成正比。支架上所承受载荷的大小与支架本身的特性及顶板下沉量的大小有关。从以上分析可以看出，矿山压力大，矿山压力显现不一定强烈。
1、名词解释：（20分）
矿山压力——由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中的支护物上所引起的力，就叫做矿山压力。
岩石的孔隙比——岩石中各种孔洞和裂隙体积的总和与岩石内固体部分实体积之比。
流变——有些材料在开始出现塑性变形以后，常在应力不变或应力增加很小的情况下继续产生变形，这种变形叫做流变。
自重应力——由于岩体自重而引起的应力。
支承压力——在岩体内开掘巷道后，巷道两侧增加的切向应力。
老顶——位于直接顶上方的厚而坚硬的岩层。
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。
砌体梁——工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。
压裂裂隙——指在煤层开采时引起的破坏面。
载荷集度——在回采工作面顶板悬顶距范围内，单位面积顶板对支架的载荷称为顶板的载荷集度。
二、填空题：（10分）
1、根据破断的程度，回采工作面上覆岩层可分为冒落带和裂隙带。（98）
1、直接顶的完整程度取决于岩层本身的力学性质，直接顶岩层内由各种原因造成的层
理和裂隙的发育程度。
1、蠕变变形曲线可分为稳定蠕变和不稳定蠕变两类。
4、采区巷道的主要支护形式有基本支护，加强支护，巷旁支护和巷道围岩加固。
5、无煤柱护巷的基本方式有沿空掘巷和沿空留巷。
三、简答题：（30分）
1、对原岩应力状态有哪几种假说？
答：1、弹性假说，认为岩体处于弹性状态，其受力与变形的关系符合虎克定律，在垂直应力作用下将在岩体中引起水平应力的作用。
2、静水应力状态假说，认为在地下深处的岩体由于长期的地质作用喝岩石的蠕变作用
而使岩体中的测向应力和垂直应力趋于相等。
2、影响岩石强度的因素有哪些？
答：岩石性质，岩石的构造特征，试件的几何尺寸，岩石所处的物理状态，加载速度，岩石的受载状态等。
3、老顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
答：老顶的稳定性对直接顶的稳定性有着直接影响，而且对支架的支护强度、支架可缩量及采空区处理方法的选择都有决定性作用和影响。坚硬的老顶其周期来压步距较长，来压强度较大，要求支架具有较大的支护强度，才能保证工作面安全。在采用垮落法处理采空区的情况下，对于周期来压比较强烈的顶板，其下沉量将会增大，所以，要求支架应有较大的可缩性。
4、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
答：巷道掘进阶段，无采掘影响阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。
5、简述采区巷道支护的主要形式。
答：1、基本支护，一般包括木支护和金属支护，2、加强支护，主要为了抵抗采动影响所造成的矿山压力，3、巷旁支护，在沿空巷道靠采空区一侧专门设置的人工建筑物，4、巷道围岩加固，包括锚杆加固和化学加固。
6、什么叫煤矿动压现象？
答：煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应，这些现象统称为煤矿动压现象。
7、分层开采时，下分层与上分层相比矿压显现有什么特点？
答：老顶来压步距小、强度低，支架载荷变小，顶板下沉量变大。
8、衡量矿山压力显现程度的指标有哪些？
答：顶板下沉，顶板下沉速度，支柱变形预折损，顶板破碎情况，局部冒顶，工作面顶板沿煤壁切落，或称大面积冒顶。
四、计算题：（10分）
1、有一缓斜煤层，其顶板由四岩层组成，各岩层的数据如下表，如采用刀柱法处理采空区，刀柱间的距离应该是多少？
答：首先计算作用在第一岩层上的载荷集度q 值。第一岩层本身的载荷集度1q 为： 2111/4.9046.22m kN h q =?==γ 第二岩层对第一岩层的作用时，有：
322311*********)()(h E h E h h h E q ++=γγ，代入数据得：1212/9.137)(q m kN q >=
第三岩层对第一层的作用时，有：
12233332231133221131113)(/4.171)()(q m kN h E h E h E h h h h E q >=++++=γγγ
第四岩层对第一层的作用时，有：
1323443333223114433221131112)(/4.160)()(q m kN h E h E h E h E h h h h h E q <=++++++=γγγγ
由此可以看出第四层对第一层岩层的载荷已经没有影响，计算第一岩层的载荷只计算到13)q （即可，此时，213/4.171)(m kN q q ==。
由于顶板岩层多数为脆性破坏，取安全系数6=n ，则刀柱间的距离应为安全跨距，为： m nq R h L T 66.204.171613720200.42=??==
2、有某石灰岩做抗剪强度试验，当MPa n 8.41=σ时，MPa n 8.151=τ；当MPa n 2.82=σ时，M P a n 182=τ。而该岩石在做三向抗压强度试验时，当侧压01=a σ时，M P a R c 6.82=，求侧压力MPa a 51=σ时其三向抗压强度是多少？ 答：内摩擦角647.01212=--=
n n n n tg σσττ?
09.32=∴?
当侧压MPa 52=ασ时
根据 31sin 1sin 1σ??σ-++=c R 三向抗压强度MPa R a 5.9959.32sin 19.32sin 16.8200
2=?-++=
五、分析题：（30分）
1、什么是围岩的极限平衡？极限平衡区范围的大小与哪些因素有关？
答：在地下岩体中开掘巷道后，巷道周围岩体就由原来的三轴受力状态变为双轴或单轴受力状态。一般巷道周边的岩块是处于单轴压缩状态，巷道周边岩块在垂直应力的作用下，就会发生破坏，随着向岩体内部发展，岩块由单轴受压或双轴受压逐渐变为三轴受压状态，其抗压强度也逐渐增加。在某一半径为R 的范围内岩块的应力圆和其强度包络线相切，这一范围内的岩块受力状态叫做极限平衡状态。岩体处于极限平衡状态的区域叫极限平衡区。极限平衡区的大小主要与巷道距地表的深度、巷道尺寸及围岩的力学性质等因素有关。
2、岩石结构与岩石构造得异同是什么？
答：岩石的结构是指决定岩石组织的各种特征的总和，如颗粒的大小、形状、连结特征、胶结物类型、存在孔隙情况等；而岩石的构造是指组成岩石的矿物颗粒之间、以及它与其它组成部分之间的排列方式和填充方式，如岩石可属于整体构造，多孔状构造和层状构造等。 煤矿中遇到的岩石绝大多数是沉积岩，有较明显的层理，属层状构造。层状构造的特点是，岩石颗粒互相交替，表现出层次叠置现象（层理）。
3、简述减压区的形成及其实际意义？
答：当在岩体内开掘了巷道或者回采工作面后，巷道或回采工作面周围岩体中必然要产生应力重新分布，在巷道两侧形成2~3倍原始应力的集中应力，再工作面前方煤壁上形成4~5倍以上原始英里的集中应力。在这样大的垂直应力作用下巷道周围岩体或工作面前煤壁必然产生破坏。从而使围岩的支撑粒降低，集中的支承压力就要向岩体内部转移。由于深部岩体处于三向应力状态，其强度逐渐增加，直到某一半径处岩体的强度等于或大于集中应力时为止。这样就在巷道或采场周围的岩体中形成了减压区。
由于巷道或采场周围岩体中存在减压区，使巷道或采场内支架免受高应力的作用，因此，采用支撑能力较小的支架就可能较好的维护这些开采空间，从而降低支架的支护费用。
4、试分析采场上覆岩层所形成的裂隙体梁的失稳条件。（3-13）
答：采场上覆岩层重形成的结构就是上覆岩层的破断岩块间形成的“三铰拱”式平衡，外形上好象是由裂隙体岩层形成的梁。裂隙提梁的失稳就是岩块间的“三铰拱”式平衡遭到破坏所致。裂隙体梁的失稳有两种情况：一是变形失稳，二是滑落失稳。两种失稳都和岩块间产生的水平推力的大小有关。
当岩块间的水平推力过大时，岩块在向下回转的过程中，其接触处的应力将超过岩块的抗压强度，从而使岩块破坏，“三铰拱”也因变形过大而破坏，致使裂隙体梁发生变形式稳。
当岩块间的水平推力过小时，岩块间产生的摩擦力也很小，不能承受岩块间的剪切力，则悬露岩块就要产生滑落失稳。
一、名词解释：（20分）
岩石的孔隙比——岩石中各种孔洞和裂隙体积的总和与岩石内固体部分实体积之比。
蠕变——固体材料在不变载荷的长期作用下，其变形随时间的增长而缓慢增加的现象称为蠕变。
原岩应力——天然存在于原岩而与任何认为原因无关的应力。
支承压力——在岩体内开掘巷道后，巷道两侧增加的切向应力。
直接顶——直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层。
初次来压步距——由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。
砌体梁——工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。
原生裂隙——岩层在形成过程中由于温度、矿物结晶及沉积的作用二形成的弱面。
载荷集度——在回采工作面顶板悬顶距范围内，单位面积顶板对支架的载荷称为顶板的载荷集度。
碎胀性——岩石在破碎以后的体积比整体状态下增大的性质，称为岩石的碎胀性。
二、填空题：（10分）
1、采空区处理方法有煤柱支撑法，缓慢下沉法，采空区充填法和全部垮落法。
2、节理裂隙分为原生裂隙，构造裂隙，压裂裂隙。
3、动压现象的一般成因和机理，可归纳为三种形式，即冲击矿压，顶板大面积来压和煤与瓦斯突出。
4、顶板下沉量是指活柱下缩量、顶梁的压缩量及支柱插入顶、底板量的总和。
5、二次支护是指开掘巷道以后分先后二次（有时可三次或多次）对巷道进行支护。
三、简答题：（30分）
1、简述煤层开采后，上覆岩层的破坏方式。
答：当煤层开采以后，由于直接顶下部形成较大的空间，直接顶破断后，岩块呈不规则垮落，排列极不整齐，其松散系数较大。一般将具有这种破坏方式的岩层称为冒落带，冒落带以上的顶板岩层由于其下部自由空间较小，岩层断裂后，其向下移动时受到相互牵制，岩层只是断裂下沉而无翻转，通常将这个区域叫做裂隙带。再向上直至地表的岩层只有弯曲下沉而无断裂，这一带成为弯曲下沉带。
2、直接顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
答：直接顶式回采工作空间直接维护的对象。直接顶的稳定性直接影响着工作面支护方式和支架架型的选择。对于不稳定的直接顶要求支架有较好的护顶功能，在煤层开采以后，不应使顶板的暴露面积过大，以免发生局部冒顶，采用单体支架要注意采取有效的勾顶措施，防止顶板从架间漏空，影响支架对顶板的支护；在采用液压自移支架时，应选用掩护性能较好的掩护式支架。直接顶的稳定性较好时，对勾顶要求并不严格，可以选用支撑式或支撑掩护式支架。
3、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？
答：巷道掘进阶段，无采掘影响阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。
4、巷道卸压方法目前应用的有哪几种？
答：（一）在巷道周围形成槽孔，常用以下两种方法：钻孔卸压和切槽卸压。（二）在巷旁形成卸压空间，主要方法有：1、宽面掘巷卸压，2、在巷旁留专门得卸压空间。（三）大面积区域性卸载。
5、冲击矿压防治措施的基本原理。
答：1、降低应力（能量）的集中程度；2、改变煤岩体的物理力学性能，以减弱积聚弹性能的能力和释放速率。
6、掘进工作面现场观测的目的是什么？
答：其目的在于掌握井巷围岩破坏、变形过程、应力分布规律；分析井巷支架与围岩相互作用关系；为选择合理支护方式、确定合理护巷参数、为改进巷道支护提供科学依据。
7、周期来压的主要表现形式？
答：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；有时还能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等。
8、工作面支架必须具备的特性是什么？
答：一是必须具备一定的可缩性，二是必须具有良好的支护性能。
四、计算题：（10分）
1、试计算只考虑自重应力的情况下，赋存在600m 深处原岩体内一点的应力值，设上部岩层的平均容重为24.5kN/m 3
，泊松比为μ=0.2。
解：垂直应力：σ1=γH=14.7MPa
侧向应力：σ2σ3=（γH ）μ/（1-μ）=3.7MPa
2、某矿取页岩岩样3块，作成直径cm 5，长cm 10的标准试件3块，分别做00065,55,45的
抗剪强度试验，施加的最大载荷相应为kN kN kN 65.9126.17、、
，求页岩的内聚力C 和内摩擦角?。 答：（1）求每块试件破坏面上的剪应力和正应力：
据αρταsin A =可得：
kPa kPa kPa 4460;5010;6340000655545===τττ 据αρσαcos A =可得： kPa kPa kPa 2080;3510;6790000655545===σσσ
（2）求岩石的内聚力和内摩擦角
根据?στtg C -=
当kPa kPa 6790,6340004545==στ时，得：
?tg C 67906340-=
当kPa kPa 3510,5010005555==στ时，得：
?tg C 35105010-=
,405.0=∴?tg 得：022=? kPa C 3590= 五、分析题：（30分）
1、什么是围岩的极限平衡？极限平衡区范围的大小与哪些因素有关？
答：在地下岩体中开掘巷道后，巷道周围岩体就由原来的三轴受力状态变为双轴或单轴受力状态。一般巷道周边的岩块是处于单轴压缩状态，巷道周边岩块在垂直应力的作用下，就会发生破坏，随着向岩体内部发展，岩块由单轴受压或双轴受压逐渐变为三轴受压状态，其抗压强度也逐渐增加。在某一半径为R 的范围内岩块的应力圆和其强度包络线相切，这一范围内的岩块受力状态叫做极限平衡状态。岩体处于极限平衡状态的区域叫极限平衡区。极限平衡区的大小主要与巷道距地表的深度、巷道尺寸及围岩的力学性质等因素有关。
2、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么？它们本质上有什么区别？
答：莫尔强度理论认为，材料破坏主要使由于破坏面上的剪应力达到一定限度，但此剪应力还与破坏面上由于正应力造成的摩擦阻力有关。也就是说，材料某一点发生破坏，不仅取决于该点的剪应力，同时取决于正应力，即沿某一面剪断时剪应力与正应力存在着一定的
函数关系，)(στf =。
格离菲斯强度理论认为，任何材料内部都存在各种细微的裂缝，当材料处于一定的应力状态时，在这些裂缝的端部便会产生应力集中。如果主应力为拉应力，则在裂缝端部产生几倍于主应力的拉应力；如果主应力为压应力，在裂缝端部也产生拉应力。当裂缝周围拉应力超过岩石的抗拉强度时，就会由于裂缝的扩展而造成岩石的破坏。
莫尔强度理论的实质是剪切破坏理论，而格里菲斯强度理论的实质是脆性拉断破坏理论，这就是它们实质上的区别。
3、液压支架可分为哪几类？各适用于什么条件？各有什么优缺点？
答：（一）支撑式支架，一般适用于顶板比较完整、顶板压力大、周期来压较剧烈的工作面；（二）支撑掩护式支架，一般适用于顶板比较破碎，顶板压力较大的工作面；（三）掩护式支架，适用于顶板破碎，顶板压力较小的工作面。
4、简述减压区的形成及其实际意义？
答：当在岩体内开掘了巷道或者回采工作面后，巷道或回采工作面周围岩体中必然要产生应力重新分布，在巷道两侧形成2~3倍原始应力的集中应力，再工作面前方煤壁上形成4~5倍以上原始英里的集中应力。在这样大的垂直应力作用下巷道周围岩体或工作面前煤壁必然产生破坏。从而使围岩的支撑粒降低，集中的支承压力就要向岩体内部转移。由于深部岩体处于三向应力状态，其强度逐渐增加，直到某一半径处岩体的强度等于或大于集中应力时为止。这样就在巷道或采场周围的岩体中形成了减压区。
由于巷道或采场周围岩体中存在减压区，使巷道或采场内支架免受高应力的作用，因此，采用支撑能力较小的支架就可能较好的维护这些开采空间，从而降低支架的支护费用。
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智慧树知到《矿山压力与岩层控制》章节测试答案绪论 1、采矿工程的力学本质是 A:围岩的破坏及其控制问题 B:压力拱假说 C:掩护梁假说 D:铰接岩块假说 答案:围岩的破坏及其控制问题 2、下列不属于矿压引起的事故的是 A:冲击地压 B:冒顶事故 C:透水事故 D:火灾 答案:火灾 3、安全采矿最核心的问题是 A:如何保障采掘空间的安全问题 B:冒顶事故 C:透水事故 D:冲击地压 答案:如何保障采掘空间的安全问题 4、以下属于矿压引起的问题的是 A:巷道冒顶、片帮
B:巷道两帮鼓出 C:巷道顶板移近 D:顶板下沉与支架承载 答案:巷道冒顶、片帮,巷道两帮鼓出,巷道顶板移近,顶板下沉与支架承载5、下列属于有关矿压的理论中属于掩护拱假说的是 A:自然平衡拱假说 B:压力拱假说 C:掩护梁假说 D:铰接岩块假说 答案:自然平衡拱假说,压力拱假说 第一章 1、下列说法错误的是 A:垂直应力都是压应力，且水平应力比垂直应力小得多 B:垂直应力随深度增加呈正比例增加 C:采动前岩层中任何点的垂直平面和水平面上都不存在剪应力分量 D:垂直应力是由水平应力引起的 答案:垂直应力是由水平应力引起的 2、下列不属于矿山压力显现条件的是 A:采动 B:矿山压力作用 C:围岩运动和支架受力 D:基本顶垮落
答案:基本顶垮落 3、下列说法不正确的是 A:矿山压力的存在是可观的、绝对的 B:矿山压力存在于采动空间周围的岩体中 C:矿山压力显现是相对的有条件的 D:矿山压力是显现跟矿山压力没有必然联系 答案:矿山压力是显现跟矿山压力没有必然联系 4、下列说法正确的是 A:围岩的明显运动是有条件的 B:有矿山压力一定有明显的矿山压力显现 C:底板运动压力显现强力的部位一定在应力高峰位置 D:支架明显受力没有条件限制 答案:围岩的明显运动是有条件的 5、下列属于矿山压力的来源的是 A:原始应力场 B:覆盖岩层的重力 C:构造运动的作用力 D:岩体膨胀的作用力 答案:原始应力场,覆盖岩层的重力,构造运动的作用力,岩体膨胀的作用力6、下列说法不正确的是 A:有矿山压力显现一定有矿山压力 B:有矿山压力一定有明显的矿山压力显现
1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，（1） 2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。（1） 3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。（1） 4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。（40） 5、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。(58) 6、老顶：通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。（65） 7、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。（65） 8、直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落,回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大,当达到其极限垮距时开始垮落。直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。（70） 9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。（98） 10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳(变形失稳)，有时可能伴随滑落失稳(顶板的台阶下沉)，如图4—3所示，从而导致工作面顶板的急剧下
沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称为老顶的初次来压。（99） 11、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。（101） 12、关键层：将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。（174） 13、开采沉陷：煤层开采后，采空区周围原有的应力平衡受到破坏，引起应力的重新分布从而引起岩层的变形、破坏与移动，并由上向下发展至地表引起地表的移动，这一现象称为开采沉陷。（p177） 14、充分采动与非充分采动（177）当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。未达到充分采动的称为非充分采动。． 地表下沉边界和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角:：15、岩层移动角称为岩层移动角。将相邻区段巷道保留下来，沿空留巷：如果通过加强支护或采用其他有效方法，17、）(供本区段工作面回采时使用的巷道，称为沿空保留煤体—无煤柱)巷道。（203：巷道一侧为煤体，另一侧为采空区，如果采空区一侧采动影响已经、沿空掘巷18 ）(煤体—无煤柱)巷道（203稳定后，沿采空区边缘掘进的巷道称为沿空掘进 19、锚固力：为锚杆对围岩的约束力。（242）、软岩：分为地质软岩和工程软岩。（256）20：顶板大面积来压主要是由于坚硬顶板被采空的面积超过一定21、顶板大面积来压的极限值，引起大面积冒落而成的剧烈动压现象。：通常将具有浅埋深，基岩薄，上覆厚松散层赋存特征的煤层称为浅、
1、 进行巷道锚杆支护设计的实用而经济的方法是在围岩（）分类基础上进行巷道锚杆支护设计。 ?A、面积 ?B、岩性 ?C、稳定性 ? 2、支撑掩护式液压支架顶部对顶板的支撑部分长度（）掩护部分长度。 ?A、大于 ?B、小于 ? 3、煤矿中多遇到（）岩石，即造岩矿物的固体颗粒间为刚性连接，破碎后仍可保持一定形状的岩石。?A、固结性 ?B、粘结性 ?C、散粒状 ? 4、当结构面的延展长度在（）范围内时，称为中等结构面。 ?A、10-20m ?B、1-10m ?C、5-10m ? 5、支撑式液压支架顶部对顶板起支撑作用而（）掩护作用。 ?A、有较大的 ?B、有很小的 ? 6、岩石在天然含水状态下的密度称为岩石的（）。
?A、干密度 ?B、湿密度 ?C、天然密度 ? 7、 一般所设计的支撑式支架，顶梁长度在（）m左右。 ?A、1.0-1.5 ?B、 1.5- 2.0 ?C、2.5-3.0 ? 8、单位顶底板移近量所对应的支柱工作阻力增量，称为支护系统（）。?A、 性能 ?B、刚度 ? 9、底板的刚度可通过对反映底板抗压入特性的（）的分析获得。 ?A、底板强度 ?B、底板刚度 ?C、底板密度 ? 10、窄煤柱巷道是指巷道与采空区之间保留（）宽的煤柱。 ?A、3-5 ?B、4-6 ?C、5-8 ?D、6-8
11、按支架结构，可将液压支架分为（）类。 ?A、2 ?B、3 ?C、4 ? 12、 下列不可以直接作为衡量矿山压力显现程度指标的是（）。 ?A、顶板下沉速度 ?B、顶板悬顶面积 ?C、顶板破碎情况 ? 13、工作面支座插入底板的破坏形式不包括（）。 ?A、整体剪切 ?B、局部剪切 ?C、其他剪切 ? 14、在工作面前方支承压力的峰值到煤壁为极限平衡区，向煤体内侧为（）。?A、弹性区 ?B、塑性区 ? 15、岩石破碎后的碎胀系数的重要影响因素不包括（）。 ?A、破碎后块度的大小 ?B、破碎后块度的质量 ?C、破碎后块度的排列状态 ?D、破碎后块度的形状
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
矿山压力及控制参考资料 一、单项选择题（本大题共0 0 分，共80 小题，每小题0 分） 1. 进行巷道锚杆支护设计的实用而经济的方法是在围岩（）分类基础上进行巷道锚杆支护设计。 C. 稳定性 2. 煤矿中多遇到（）岩石，即造岩矿物的固体颗粒间为刚性连接，破碎后仍可保持一定形状的岩石。 A. 固结性 3. 当结构面的延展长度在（）范围内时，称为中等结构面。 B. 1-10m 4. 下列不可以直接作为衡量矿山压力显现程度指标的是（）。 B. 顶板悬顶面积 5. 在工作面前方支承压力的峰值到煤壁为极限平衡区，向煤体内侧为（）。 A. 弹性区 6. 岩石破碎后的碎胀系数的重要影响因素不包括（）。 A. 破碎后块度的大小 7. 一般条件下，支护设计中的支柱初撑力不应低于其额定初撑力的（）%。 B. 60-70 8. 在新的老顶分级指标中，将老顶（）作为其分级指标。 C. 最大来压当量 9. 影响岩体强度的主要因素不包括（）。 A. 结构面产状 10. （）常用来作为衡量顶板管理好坏的质量标准。 D. 顶板破碎情况 11. 我国煤矿在目前采深条件下，大巷间的距离以（）m 为宜。 C. 20-40 12. 随着煤层倾角的增加，顶板下沉量将（）。 A. 减小 13. 一般巷道两侧的应力集中系数为（）。 B. 2-3 14. 支架的性能，一般是指支架的支撑力与支架的（）的关系特征。 B. 可缩量 15. 在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于（）m、极易垮落的软弱岩层，称为伪顶。 C. 0.3-0.5 16. 根据剪切实验时（）的不同，可分为抗切强度、抗剪强度和摩擦强度三种。 B. 加载方式 17. 岩体受外力作用而产生（）变形时，在岩体内部所储存的能量，称为弹性应变能。 A. 弹性 18. 当厚煤层采用分层开采时，下分层的矿压显现与上分层相比，支架载荷（）。 B. 减小 19. 对于遇水易膨胀的软岩，其干密度和湿密度的值（）。 B. 有很大不同 20. 内注式液压支柱的初撑力靠手工操作，外注式则取决于（）。 A. 泵压
过程控制系统复习题 一.选择题（每题2分，共10题，共20分） 1.过程控制系统由几大部分组成，它们是：( C ) A.传感器、变送器、执行器 B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门 C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象 D. 控制器、检测装置、执行器 2. 在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是( B )。 A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象 3. 串级控制系统主、副对象的时间常数之比，T01/T02＝( )为好，主、副回路恰能发挥其优越性，确保系统高质量的运行。 A. 3～10 B. 2～8 C. 1～4 D. 1～2 4. 过渡过程品质指标中，余差表示( )。 A.新稳态值与给定值之差 B.测量值与给定值之差 C.调节参数与被调参数之差 D.超调量与给定值之差 5.PID调节器变为纯比例作用，则( )。 A. 积分时间置∞、微分时间置∞ B. 积分时间置0、微分时间置∞ C. 积分时间置∞，微分时间置0 D. 积分时间置0，微分时间置0 6.( )在阀芯行程比较小时，流量就比较大，随着行程的增加，流量很快地达到最大。 A. 快开流量特性 B. 线性流量特性 C. 抛物线流量特性 D. 等百分比流量特性 7.闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。 A.被控量 B.偏差 C.扰动 D.给定值 8.衡量控制准确性的质量指标是( )。 A.衰减比 B.过渡过程时间 C.最大偏差 D.余差 9.对象特性的实验测取常用的方法是( )。 A.阶跃响应曲线法 B.频率特性法 C.比例积分法D．最小二乘法 10.用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( )的调节阀。 A.快开特性B．等百分比特性C．线性 D.抛物线特性 11.调节具有腐蚀性流体，可选用( )阀。 A.单座阀 B.双座阀 C.蝶阀D．隔膜阀 12.调节阀接受调节器发出的控制信号，把( )控制在所要求的围，从而达到生产过程的自动控制。 A. 操纵变量 B.被控变量 C. 扰动量 D. 偏差 13.串级调节系统主调节输出信号送给( )。 A．调节阀B．副调节器 C. 变送器 D. 主对象 14.在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程出现的形式如下，( )是一种稳定控制系统 A.发散振荡过程 B.等幅振荡过程 C.衰减振荡过程 D.非振荡发散过程 15. 串级控制系统参数整定步骤应为( )。 A. 先主环，后副环 B.先副环后主环 C.只整定副环 D.没有先后顺序 16. 引起被调参数偏离给定值的各种因素称( )。 A.调节 B.扰动 C.反馈 D.给定
矿山压力与测控复习题 一填空 1．按照岩石的力学强度和坚实性，常把矿山岩石分为_坚硬岩石_和 __松软岩石____。 2．根据成因不同，岩石的种类可以分为_岩浆岩__、 __沉积岩_、 _变质岩__。 3．原岩应力场的形成主要是由_自重应力__和__构造应力__等因素引起的。 4．岩石发生破坏的基本形式有两种，分为___拉断破坏___和 __剪切破坏______。 5．通常把采场顶板分为三类___伪顶____、__直接顶____和__基本顶_____。 6．对老顶来压预报一开始是根据观测老顶的三量来预报老顶来压的，所指的三量为工作面顶板_下沉量___、 __顶板下沉速度___和__活柱下缩量___。 7．常见的顶板事故可以分为___局部冒顶______和___大面积冒顶_____两类。 8．通常情况下，老顶周期来压步距为初次来压步距的_1/2—4/1___。9．冲击地压成因机理的理论判据：能量理论、刚度理论__ 和冲击倾向性理论_ 三种。 10．常用的液压支架形式有：支撑式、掩护式和支撑掩护式三种。
11．根据采煤工作面上覆岩层移动发展的程度，可以将上覆岩层划分为三个带，分别是__冒落带__、___裂隙带___和___弯曲下沉带__。12．工作面支柱插入底板的破坏形式有三种：___整体剪切______、_局部剪切_____、_其他剪切___。 13．根据岩石试样含水状态不同，可分为：__天然密度______、__饱和密度____、__干密度__。 14． 二、名词解释 1、岩体：自然界中由各种岩性和各种结构特征的岩石所组成的集合体 2、原岩应力场：天然存在于原岩内而与任何人为原因无关的应力场 3、初次来压：由于老顶第一次失稳而产生的工作面顶板来压 4、矿山压力显现：由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象。如顶板下沉、底板臌起、巷道断面缩小、岩体破坏甚至大面积冒落、支架变形或损坏、以及岩层移动和地表塌陷等 5、控顶距：指工作面支架支护的空间宽度。或回采工作面支架顶梁末端至煤壁的距离。 6. 回采工作面：指在煤层或矿床的开采过程中，直接进行采煤或有用矿物的工作空间。 7.初次来压步距：回采工作面从开切眼到初次来压时工作面推进的距离 8. 支架工作阻力：由于顶板下沉，支架支柱被动支撑顶板的力 9. 顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量，常以每米采高每米推进度多少毫米表示
《矿压力及其控制》 一、单项选择题 1、泊松比是指岩石在单轴压缩条件下横向应变与的比值。 a、横向应力 b、轴向应力 c、轴向应变 d、体积应变 2、岩石在应变一定时，应力随时间延长而减小的现象，称为岩石的。 a、蠕变 b、松弛 c、弹性后效 d、粘性流动 3、岩石因受载状态不同，其极限强度相差很悬殊。实验表明，在不同应力状态下的强度值，最小。 a、单轴抗压强度 b、抗剪强度 c、抗弯强度 d、单轴抗拉强度 4、矿山压力假说对采场岩层控制具有指导意义，可以解释工作面前方出现的支承压力及工作面出现的周期来压现象。 a、压力拱假说 b、悬臂梁假说 c、铰接岩块假说 d、预成裂隙假说 5、直接顶分类主要是根据来分类的。 a、直接顶平均初次垮落步距 b、直接顶厚度 c、直接顶强度 d、直接顶岩层的岩性 6、回采工作面支架的工作状态是处于“给定变形”状态还是处于“给定载荷”状态是有和支架刚度的相对变化决定的。 a、直接顶刚度 b、直接底刚度 c、煤层刚度 d、老顶刚度 7、我国煤矿中常采用留小煤墙的沿空掘巷方式，小煤墙一般不易超过m。 a、3 b、5 c、8 d、12 8、原岩应力场中平均水平应力与铅垂应力的比值随深度增加而。 a、增加 b、不变 c、减小 9、矿山压力假说对采场岩层控制具有指导意义，假塑性梁是的主要组成部分，可以解释了破断岩块的相互作用关系。 a、压力拱假说 b、悬臂梁假说 c、铰接岩块假说 d、预成裂隙假说 10、回采工作面支架的工作状态是处于“给定变形”状态还是处于“给定载荷”状态是由直接顶刚度和支架刚度的相对变化决定的。当支架处于“给定变形”状态时，支架应具有足够的和可缩量。 a、支护强度 b、支护刚度 c、初撑力 d、工作阻力 11、回采工作面支架的工作状态是处于“给定变形”状态还是处于“给定载荷”状态是由直接顶刚度和支架刚度的相对变化决定的。当支架处于“给定载荷”状态时，支架应具有足够的。 a、稳定性 b、可缩量 c、支护强度 d、初撑力 12、初撑力在支架参数中具有重要地位，提高支架初撑力，下列叙述是错误的。 a、可以减少顶板离层 b、增加顶板的稳定性 c、减少工作面顶板断面破碎度和煤壁片帮 d、增加支柱的开启率 13、提高支护强度在采场围岩控制中至关重要，不能提高支护强度。 a、提高支柱初撑力 b、提高支护密度 c、提高支护系统刚度 d、提高支柱的可缩量 14、支架的性能将直接影响支架受力的大小，支架特性是用和可缩量的关系曲线来表示的。 a、初撑力 b、工作阻力 c、支架载荷 d、额定工作阻力 15、支架受力的大小及其在回采工作面的分布规律与支架性能有关，支架的受力比较 均匀。
判断题 1．在控制系统中，被控变量是被控制的物理装置或物理过程。（Y ） 2．设计串级控制系统时应该把所有干扰包括在副环中。（N ） 3. 开环控制是一种没有反馈的简单控制。（ Y ） 4. 等幅振荡是过渡过程基本形式之一，如果系统出现等幅振荡，则该系统是稳定的。（ N ） 5. 对于干扰通道，时间常数越大则越有利于调节。（ Y ） 6. 串级控制系统的整定都是先整定主环再整定副环（N ）。 7. 前馈控制是一种开环控制系统（Y ）。 8. 机理分析法是被控对象建模的唯一方法（N ）。 9. 测温仪表测量温度时，可以与被测介质成顺流安装（N ）。 10.热电偶温度计必须作冷端温度补偿（Y ）。 11.过程控制系统中，需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。（Y ） 12. 由调节器输出至被调参数间的所有环节称为干扰通道。（N） 13. 过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。（Y ） 14. 按控制系统的输出信号是否反馈到系统的输入端可分为开环系统和闭环系统。（Y） 15. 在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的状态，称为系统的动态。（N） 16. 临界比例度法是在纯比例运行下通过试验，得到临界比例度δK 和临界周期TK，然 后根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。（Y） 17. 对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。（N ） 18. 串级调节系统要求对主参数和副参数均应保证实现无差控制。（N） 19. 前馈控制是按照干扰作用的大小进行控制的，如控制作用恰到好处，一般比反馈控制要及时。( Y) 20. 串级控制系统对进入主回路的扰动具有较强的克服能力。（N）
题号一二三四五六七八九十十 一 十 二 总 分 分数评分人河南理工大学义马函授站 专业＿＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿＿＿……………………………………密……………………………封………………………………线………………………….. 第二期紧缺人才班采矿专业 《矿山压力及其控制》考试试题 注意事项： １．请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、单位、专业、序 号。 ２．在试题后答题，可不写题目，但要注明题号。 1. 填空题（每题 2分，共40分） 1.岩石的物理性质主要包括 , , , 和 , 和 . 2.岩石的变形特性包括 , , 和 . 3.岩石强度性质包括 , , , . 4.矿山岩石的破坏形式有两种: 和 . 5.岩体内形成原岩应力有两种: , . 6.根据岩层的破坏程度,可将回采空间上覆岩层分为三个带: , , . 7.有关岩体结构的矿山压力学说有 , , ， . 8.根据回采工作面前后的应力分布情况,可将工作面前后划分为 , , . 9.根据直接顶的破碎程度和直接顶的垮落步距可将直接顶分为， ，四种类型. 10. 根据直接顶的厚度与煤层采高的比值和老顶的初次来压步距可将老 顶分为，，，类型四种.
11.采空区处理方法有 , , , . 12.现有的支柱工作特性有四种: , , , ., 13.支架对每平方米顶板的合理工作阻力相当于的重量. 14. 是发生冲击矿压的必要条件, 是发生冲击矿压的充分条件. 15.回采工作面矿压观测内容包括 , , , , . 16.巷道矿压观测内容包括 , , , . 17．顶板大面积来压的防治，目前我国主要采用和等措施。 18．单体液压支架主要由和组成。 19．岩体的性质与岩石性质有很大区别，一般表现为，和 。 20．回采工作面从开切眼推进到老顶初次来压时的距离叫做。 二.名词解释（每题4分，共24分） 1. 老顶初次来压 2．支承压力 3．矿山压力控制 4．构造应力
《过程控制系统》复习题 一、填空题 1．随着控制通道的增益K 0的增加，控制作用 ，克服干扰的能力 ， 系统的余差 ，最大偏差 。 2．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后， 系统的控制质量。 3．建立过程对象模型的方法有 和 。 4．控制系统对检测变送环节的基本要求是 、 和 。 5. 控制阀的选择包括 、 、 和 。 6．防积分饱和的措施有 、 和 。 7．如果对象扰动通道增益f K 增加，扰动作用 ，系统的余差 ， 最大偏差 。 8．在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是 。 9．DDZ-Ⅱ型仪表由220V 交流电压单独供电，DDZ-Ⅲ型仪表由 统一供电。 10．对PID 调节器而言，当积分时间I T →∞，微分时间0D T =时，调节器呈 调节特 性。 11．在相同的条件下，用同一仪表对某一工艺参数进行正反行程的测量，相同的被测量值得 到的正反行程测量值的最大差值称为 。 12．由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为___________。 13．在被控对象的输入中，_______________应该比干扰变量对被控变量的影响更大。 14．按照给定值对控制系统进行分类，如果给定值按事先设定好的程序变化，则控制系统为_______________。 15．当系统的最大超调量与最大偏差相等时，系统的余差值等于___________。 16．确定调节阀气开气关型式主要应考虑________________。 17．常用的抗积分饱和措施有限幅法和____________。 18与反馈控制能够克服所有干扰不同，前馈控制能够克服_________种干扰。 二、 单选题 1. 下列（ ）不是测量仪表的技术性能指标。
矿山压力与岩层控制复 习题及答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，（1） 2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。（1） 3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。（1） 4、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。（40） 5、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。(58) 6、老顶：通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。（65） 7、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。（65） 8、直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落,回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大,当达到其极限垮距时开始垮落。直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。（70） 9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。（98） 10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳(变形失稳)，有时可能伴随滑落失稳(顶板的台阶下沉)，如图4—3所示，从而导致工作面顶板的急剧下沉。此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称为老顶的初次来压。（99） 11、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。（101） 12、关键层：将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。（174） 13、开采沉陷：煤层开采后，采空区周围原有的应力平衡受到破坏，引起应力的重新分布从而引起岩层的变形、破坏与移动，并由上向下发展至地表引起地表的移动，这一现象称为开采沉陷。（p177） 14、充分采动与非充分采动（177）当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。未达到充分采动的称为非充分采动。
一`名词解释 1矿山压力：由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩 体中和其中支护物上所引起的力。 2矿压显现：由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象， 统称为“矿山压力显现”。 3矿山压力控制：所有人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施，叫做矿山压 力控制（简称为“矿压控制”） 4伪 顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3至0.5m 极易垮落的软弱岩层。 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称为直接顶。 6老 顶：位于直接顶上方厚而坚硬的岩层。 7老顶初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。 8 老顶的周期来压步距;两次来压期间工作面推进的距离。 9沿空掘巷：在上一区段工作面运输平巷废弃后，待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿被 废弃的巷道边缘，掘进下一工作面的区段回风平巷称为沿空掘巷。 10沿空留巷：在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作 面运输平巷保留下来，作为下区段工作面的回采时的回风平巷称为沿空留巷。 11端面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的程度。 12冲击地压:也称岩爆，发生在煤矿中一般叫冲击地压，发生在岩层中叫岩爆。它是一种岩 体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。 二、问答题 1、绘制侧压系数λ=0,71,31,2 1,1时圆孔巷道周围的应力分布图，并叙 述应力分布的特征。 特征： 1）圆孔周围应力集中是局部的，应力集中程度随远离孔而减弱，并趋于原始应 力； 2）圆孔周边应力集中系数随围压增大而有所减弱； 3）当λ＜1/3时，沿最大主应 力方向，孔周边一定范围内存在切向拉应力；当λ≥1/3时，围岩周边不产生切向拉应 力； 4）当λ=0时，沿最大主应力方向，孔周边一定范围内存在径向拉应力。
精品文档过程控制系统考试试题汇总(预测) 编辑：郭长龙河南工业大学 一：填空题28分 1?过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2.过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3?过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4.过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制 5?工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6?压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测 7?调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀&电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9 ?气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12?PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13?造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。 14?自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15?DCS的基本组成结构形式是三点一线”。 二：名词解释20分 1?过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2?积分饱和：在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。 3?串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 4?比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。5均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。6?超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。 7?分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8?阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。 9?集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。 10?现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。 三：简答题32分 1?什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用？怎样控制？ 答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： (1 )比例参数KC,作用是加快调节，减小稳态误差。 (2)积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 精品文档
《矿山压力及其控制》教学大纲 一、课程基本情况 总学时：48 讲课学时：40；实验学时：8 总学分：3 课程类别：专业必修课 考核方式：考查 适用对象：采矿工程专业采矿单招生 先修课程：岩体力学、采矿学、矿山地质学、井巷工程 教材：《矿山压力及其控制》，钱鸣高、石武平、许佳林主编，中国矿业大学出版社。 参考书：《采场矿山压力及其控制》，钱鸣高编著，中国矿业大学出版社。 二、课程的性质、任务与目的 本课程是矿物资源工程专业的一门重要的必修课。《矿山压力及其控制》主要介绍了回采工作面和采区巷道矿山压力及其控制的基本理论和基本知识。通过本课程的学习使学生对矿山压力的产生及应采取的控制措施有一个较为全面的了解，为学生以后在生产实践或科学研究奠定较为全面而扎实的理论基础。 三、课程内容、基本要求与学时分配 （一）第一章绪论（2学时） 1．了解矿山压力及其控制的基本概念和学习本课程的意义。 2．理解矿山压力及其控制的研究范围和基本方法。 （二）第二章回采工作面上覆岩层活动规律及其分析（12 学时） 1．掌握顶底板的概念、采空区处理方法， 了解回采工作面上覆岩层形成“大结构”的概念。 2．掌握老顶岩层的梁式平衡的产生原因和机理。 3．重点掌握老顶岩梁断裂是的极限跨距和安全跨距。 4．重点掌握裂隙体梁的平衡。 5．重点掌握回采工作面上覆岩层形成的竖三带特征，移动规律。 6．重点掌握岩体结构的有关假说及形成条件。 （三）第三章回采工作面矿山压力显现基本规律（6学时） 1．了解衡量回采工作面矿山压力呈现程度的指标。 2．重点掌握老顶初次来压过程及初次来压前工作面四周支承压力分布特点。 3．重点掌握老顶周期来压的形成过程及对回采工作面的影响。 4．重点掌握全部垮落法管理顶板时的工作面前后支承压力分布图及分布特点。 5．重点掌握影响回采工作面矿山压力显现的主要因素。 6．了解分层开采时矿山压力显现特点。 （四）第四章回采工作面顶板控制及支护方法（8学时） 1．重点掌握回采工作面岩层组成分类。
1、原岩应力分布的基本特点（p44）：①、实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量。②、水平应力普遍大于铅直应力。③、水平应力与铅直应力的比值岁深度增加而减小。④、最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大。 2、分析采场上覆岩层结构失稳条件（p86）：①、结构的滑落失稳，剪切力大于咬合点处的摩擦力，此结构将出现滑落失稳。即失稳的与否取决于老顶破断岩块的高长比，高长比较小，结构抗滑落失稳能力越大，一般情况下，失稳岩块的高长比要大于0.4-0.5。即岩块长度要大于2~2.5倍的岩块厚度；②、结构的变形失稳，这是指在岩块的回转过程中，由于挤压处局部应力集中，致使该处进入塑性状态，甚至局部受拉而使咬合处破坏造成岩块回转进一步加剧，从而导致整个结构失稳，当岩梁破断后，岩块互相咬合中间下沉量到达△时，即形成岩块结构变形失稳。 3、加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系（p115）：加快工作面推进速度只是缩短落煤与放顶两个主要生产过程的时间间隔，能减少顶板下沉量，但同时也使顶板下沉速度加剧，只有在原先的工作面推进速度比较缓慢的条件下，加快工作面推进速度，才会对工作面顶板状况有所改变，当工作面推进速度提高到一定程度以后，顶板下沉量的变化将逐渐减小，并不能甩掉顶板压力。 4、开采深度对采场矿山压力及其显现的影响（p115）：①开采深度对巷道矿山压力显现的影响可能比较明显，如在松软岩层中开掘巷道，随着深度的增加，巷道围岩的“挤、压、鼓”现象将更为严重。随着深度增加，巷道围岩的变形与支架上承受的压力都将增加。岩层受重力而变形，它所积聚的能量与深度的平方成正比。因此，对有冲击矿压危险的矿井，随着深度的增加，发生冲击矿压的次数与强度将显著增加。②但开采深度对采场顶板压力大小的影响并不突出，因而对矿山压力显现的影响也不明显，尤其是对顶板下沉量的影响。③随着采深增加，支承压力必然增加，从而导致煤壁片帮及底板鼓起的几率增加，由此也可能导致支架载荷增加。 5、在双向等压应力场中圆孔周围应力分布的基本规律（p51）：①在双向等压应力场中，圆孔周边全处于压缩应力状态；②应力大小与弹性常数E、μ无关；③σt、σr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，与孔径大小无关，σt=2rH超过周边围岩的弹性极限时，围岩进入塑性状态；⑤其他各点的应力大小则与孔径有关；⑥在双向等压应力场中圆孔周围任意点的切向应力与径向应力和为常数。……………………………………………………… 6、采场上覆岩层活动规律假说的内容及其特点(p67)：①压力拱假说，此假说是认为在回采工作空间上方，由于岩层自然平衡结果而形成的一个“压力拱”。拱的一个支点在工作面前方煤体内形成前脚拱，另一个支点在采空区垮落的矸石上形成后脚拱，随工作面的推进，前后拱也将向前移动。优点是对回采工作面前后的支承压力及工作空间处于减压范围做出了解释。缺点为主种假说简单不能从数量上解释矿压问题，对松软破碎顶板还适用，对坚硬顶板有一定的参考价值。②悬臂梁假说，认为工作面和采空区上方顶板可视为梁，其优点是可解释工作面近煤壁处顶板下沉量支架载荷小，支承压力及工作面出现周期来压的现象。缺点是由于未查明开采后上覆岩层活动规律，利用悬臂梁计算顶板下沉量的支架载荷与实测数据相差较远。 ③铰接岩块假说，认为工作面上方岩层破坏可分为垮落带和其上的规则移动带，工作面支架两种不不同工作状态，给定载荷状态和给定变形状态。些假说优点是正确阐明了工作面上覆岩层的分布情况及其内部力学关系可能开成的结构。缺点是未能对铰接岩块间的平衡条件做做进一步探讨。④预成裂隙假说，些假认为在回采工作面周围存在着应力降低区、应力增高区、采动影响区，这三个区随工作面的推进，同时也向前移动，同时还认为支架应有足够的支撑力和工作阻力，应及时地支撑住顶板岩层，使各层岩层之间保持紧密状态阻止相对滑移，张裂与离层。 7、支架－围岩相互作用的基本状态（p237）：①当巷道顶板岩石与上覆岩层离层或脱落时，支架仅受到离层和脱落岩石自重压力作用，支架这时处于给定载状态。②当巷道顶板岩石与上覆岩层没有离层或脱落时，支架的受载和压缩变形将取决于上覆岩层的运动状态。这种情况下只靠支架本身的支撑力无法阻止上覆岩层的运动，只有当上覆岩层下沉过程中受到采空区已冒落矸石或充填物阻挡时，支架的收缩变形才停止，这时支架处于给定变形状态。
选择题 1. 工业控制中常用PID 控制，这里的P 指（A）。 A 比例 B 比例度 C 积分时间 D 微分时间 2. 工业控制中常用PID控制，这里的I 指（B）。 A 比例系数 B 积分 C 微分 D 积分时间 3. 工业控制中常用PID 控制，这里的D 指（C）。 A 比例系数 B 积分 C 微分 D 积分时间 4. 在计算机控制系统里，通常当采样周期T 增大时，系统的稳定性将（B）。 A 变好 B 变坏 C 不受影响 D 不确定 5、控制阀的流量随着开度的增大迅速上升，很快地接近最大值的是（C）。 A、直线流量特性 B、等百分比流量特性 C、快开流量特性 D、抛物线流量特性 6、控制器的反作用是指（D）。 A．测量值大于给定值时，输出增大 B.给定值增大，输出减小 C．测量值增大，输出增大 D. 测量值增大，输出减小 7、在自控系统中，确定控制器、控制阀、被控对象的正、反作用方向必须按步骤进行，其先后排列次序为（D）。 A、控制器、控制阀、被控对象 B、控制阀、被控对象、控制器 C、被控对象、控制器、控制阀 D、被控对象、控制阀、控制器 8、控制系统中控制器正．反的确定依据是（B） A、实现闭环回路的正反馈 B、实现闭环回路的负反馈 C、系统放大系数恰到好处 D、生产的安全性 9、DDZ-Ⅲ控制器（C）的切换为有扰动的切换。 A、从"硬手动"向"软手动"； B、从"硬手动"向"自动"； C、从"自动"向"硬手动"； D、从"自动''向"软手动"。 10、下列不正确的说法是（D）。 A、控制器是控制系统的核心部件； B、控制器是根据设定值和测量值的偏差进行PID、运算的； C、控制器设有自动和手动控制功能； D、数字控制器可以接收4～20ｍA、电流输入信号。 11、控制器的比例度和积分时间正确说法是（B）。 A、比例度越大，比例作用越强； B、积分时间越小，积分作用越强； C、比例度越大，比例作用越弱，积分时间越大，积分作用越强； D、比例度越小，比例作用越弱，积分时间越小，积分作用越弱。 12、选择操纵变量应尽量使控制通道的（B ）。 A、功率比较大； B、放大系数适当大； C、时间常数适当大； D、偏差信号尽量大。 13、选择被控变量应尽量使干扰通道（B）。 A、放大系数适当大、时间常数适当小、功率比较大 B、放大系数小、时间常数大 C、时间常数适当小、滞后时间尽量小、偏差信号尽量小 D、滞后时间尽量小、偏差信号尽量小、功率比较大 14、PID 控制器变为纯比例作用，则（C）。 A、积分时间置∞、微分时间置∞ B、积分时间置0、微分时间置∞
第1章过程控制 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解：1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3．控制多属慢过程参数控制4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：由被控过程和过程检测控制仪表（包括测量元件，变送器，调节器和执行器）两部分组成。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动 态特性？ 解： 稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到 一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在 各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解：单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n ； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A ； 超调量：第一个波峰值1y 与最终稳态值y （∞）之比的百分数σ；1 100%() y y σ= ?∞ 残余偏差C ： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （∞）与设定值之间的偏差C 称为残余偏差，简称残差；