矿山压力及控制重庆大学练习题库及答案

一、重要概念1矿山压力、2 矿山压力显现、3矿山压力控制、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别？4. 煤柱下方底板岩层中应力分布特点及其实际意义？5. 简述岩石破碎后的碎胀特征及其在控制顶板压力中的作用？6. 分析采场上覆岩层结构失稳条件7. 分析加快工作面推进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？有何实用意义？10. 简述回采工作面周围支承压力分布规律。

11.是否矿山压力大矿山压力显现也必然强烈，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、掩护式、支撑掩护式液压支架结构特征及适用范围。

14. 简述采场支架与围岩关系特点。

15. 分析采场支架工作阻力与顶板下沉量“P-△L”曲线关系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. 简述控制岩层移动的技术。

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征？与沿空掘巷矿压显现的主要区别？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。

矿山压力及控制第2次作业一、判断题（本大题共100分，共 40 小题，每小题 2.5 分）1. 掩护式支架是指，在结构上没有掩护梁，单排立柱连接掩护梁或直接支撑顶梁对顶板起支撑作用的支架。

（×）2. 由于老顶第一次失稳而产生的工作面顶板来压叫做初次来压。

（√）3. 岩石受单向压缩载荷时，试件在轴向缩短的同时产生纵向膨胀，其横纵应变与轴向应变的比值称为泊松比。

（×）4. 煤体巷道服务期间内，围岩的变形经历巷道掘进影响，掘进影响稳定二个阶段。

（×）5. 从支柱工作阻力适应顶板压力的特点进行分析，恒阻性能的支柱较为有利，急增性能比较好。

（×）6. 矿山压力是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。

（√）7. 原岩应力分布的基本规律：水平应力普遍小于铅直应力。

（×）8. 关键层是指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。

（√）9. 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。

（√）10. 所有减轻，调节，改变和利用矿山压力作用的各种方法称为矿山压力控制。

（√）11. 控制岩层移动的技术有：留煤柱控制岩层移动、充填法控制岩层移动、调整开采工艺。

（√）12. 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。

（√）13. 液压支架中的支撑掩护式支架一般适用于顶板比较破碎，顶板压力较小的工作面。

（×）14. 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。

（√）15. 研究煤柱下方底板岩层中应力的意义在于：为布置巷道和增压提供理论依据。

（×）16. 在目前的实际生产中，工作面的推进速度远远没有达到不能再提高的地步。

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••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、6-811、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16、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（）%。

•A、50-60•B、60-70•C、70-80•17、在新的老顶分级指标中，将老顶（）作为其分级指标。

1．什么是矿山压力和矿山压力显现？答：地下岩体被采动以前，在其自重的作用下形成的原岩应力是处于平衡状态的。

当在煤、岩体内开掘巷道或进行回采工作时，就会破坏原来的应力平衡状态，引起岩体内的应力重新分布。

这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用于巷硐支护物上的力定义为矿山压力。

由于矿山压力的作用在巷道、回采工作面引起的一系列力学现象，如围岩的变形或挤入巷道，岩体破坏、移动或冒落，煤体被压碎、片帮或突然抛出，支架的变形或破坏，充填物产生压实，岩层和地表的移动或塌陷等，这些由于矿山压力作用使巷硐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，简称为矿压显现。

第二章矿山岩体的原岩应力及其重新分布一、内容提要1 ．岩体内原岩应力的概念岩体内形成原岩应力的主要原因有两种，由于岩体自重而引起的自重应力和由于地质构造运动而引起的构造应力。

自重应力是形成岩体垂直应力和水平应力的根本原因。

构造应力主要是指水平应力。

在矿山地质构造简单地区的岩体可能只有自重应力，在地质构造复杂地区的岩体中可能同时有自重应力和构造应力存在。

二、习题1．什么叫原岩应力状态，对原岩应力状态有几种假说？答：地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体叫做原岩。

原岩的原始应力状态。

原岩所处的应力状态叫做原岩的原始应力状态。

关于原岩的应力状态有两种假说：（1）弹性假说，认为岩体处于弹性状态，其受力与变形的关系附合虎克定律，在垂直应力作用下将在岩体中引起水平应力的作用，其侧压系数λ＝0.25～0.43。

（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和岩石的拐变作向应力和垂直应力趋于相等，即侧压系数λ=1。

第三章 回采工作面上覆岩层活动规律及其分析一、内容提要1．老项岩层的梁式平衡回采工作面自开切眼向前推进一段距离以后，直接顶开始垮落，老顶悬露于采空区之上而未折断，类似于一端由工作面前煤壁支撑，另一端由边界煤柱支撑的两端固定的梁。

国家开放大学煤炭学院形考试卷考试科目：矿山压力及岩层控制试卷代号：9101试卷说明：1、本试卷共4 页，四种题型，满分100分。

2、本次考试为闭卷，考试时间为90分钟。

一、填空题（每空1分，共20分。

）1．根据岩体结构特征的不同，岩体可以分为，，，，五种基本类型。

2．采动岩体破坏的基本形式包括：、、、、块体滚动、沿软弱层面滑动、岩爆和煤爆、底鼓和。

3．“三量”观测中的“三量”是指、和。

4．在一定程度上可反映基本顶来压的强度；则反映基本顶周期来压的频率。

5．液压支架有、、三种类型。

6．从生产的角度来看，顶板的稳定性是指采煤后顶板允许悬露的和。

二、名词解释：（本题共6小题，每题5分，共30分。

）1.矿山压力2. 矿山压力控制3．矿山压力显现4. 支承压力5. 顶板事故6．冲击地压三、简答题：（本题共5小题，每题6分，共30分。

）1. 简述原岩应力分布规律。

2. 简述采场周期来压及来压的主要表现形式。

3. 简述压垮型冒顶的机理及冒顶征兆。

4.简述巷道围岩应力分布的基本规律。

5. 简述影响采区巷道变形与破坏的因素。

四、论述题：（本题共1小题，共15分。

）1. 试述采煤工作面上覆岩层的“横三区”和“竖三带”。

《矿山压力及岩层控制》期末考试试卷答案一、填空题：每空1分，共25分。

1.整体结构块状结构层状结构碎裂结构松散结构2. 冒落离层层间错动剪切破坏和塑性变形片帮3.顶底板移近量活柱下缩量支柱载荷量4. 安全阀开启时间比率平均值安全阀循环开启比率平均值5.支撑式液压支架掩护式液压支架支撑掩护式液压支架6. 时间面积二、名词解释：本题共6小题，每题5分，共30分。

1. 矿山压力：由于在地下煤岩中进行采掘活动，而在井巷、硐室及采煤工作面周围煤岩体中和支护物上所引起的力，就叫做矿山压力。

2. 矿山压力控制：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。

3．矿山压力显现：由于矿山压力作用，使巷道围岩、煤体和各种人工支护物产生的各种力学现象，统称为矿山压力显现。

《矿山压力及岩层控制》试卷一（时间：100分钟）部门：姓名：工号：成绩：一、填空题（每空3分，共10题10空，合计30分）1．锚杆等支护系统提供给顶板短时间内不发生渐次垮冒或离层的约束力称为（顶板临界支护强度）。

1．（设计预紧力矩）是指拧紧螺母使锚杆达到设计预紧力时，施加到螺母上的力矩。

1．锚杆的锚固部分或杆体在拉拔试验时，所能承受的极限载荷称为（锚杆锚固力）。

2．在掘进断面中，岩石或煤所占面积介于岩巷和煤巷之间（1/5~4/5）的巷道称为（半煤岩巷）。

2．在掘进断面中，煤层所占面积少于巷道断面（1/5）的巷道称为（岩石巷道）。

2．在掘进断面中，岩层所占面积少于巷道断面（1/5）的巷道称为（煤层巷道）。

3．以树脂锚固剂配以各种材料杆体及托盘(托板)、螺母等构件组成的锚杆称为（树脂锚杆）。

3．就锚杆与围岩的有效接触而言，管缝式锚杆属于（全长）锚固。

3．钢丝绳锚杆是指用水泥砂浆为锚固材料，（钢丝绳）为锚杆杆体的锚杆。

4．高强度锚杆是指锚杆杆体的屈服强度大于（335MPa）以上的锚杆。

4．等强锚杆是指锚杆杆体的屈服强度为（335MPa）的锚杆。

4．超高强氏是指锚杆杆体的屈服强度大于（600MPa）以上的锚杆。

5．锚杆支护的经典理论有（悬吊）理论、叠合梁理论和压缩拱理论等。

5．当前煤矿常用的锚杆为（左旋）无纵筋钢筋锚杆。

5．岩石的RQD值是指岩芯累计长度达到（10）cm及以上占取芯全长的比值。

6．兰德碎石带实验主要解释的是锚杆连续（成梁）原理。

6．通常而言，锚杆的临界预紧力矩应达到（250）N·m以上。

6．为提高锚杆的有效预紧力，应在螺母与托盘之间增加（减磨垫圈）。

7．无论是采用综掘还是炮掘，都应（减少）无效支护的迎头空顶距。

7．巷道底鼓的机理有（遇水膨胀型）、挠曲褶皱型、剪切错胀型等。

7．上一区段工作面运输平巷与下一区段工作面回风平巷同时掘进的巷道布置方案称为（双巷掘进）。

8．顶板非连续面控制的模型有三种，分别是（斜交结构面）、平行层理面和垂直结构面。

矿山压力与压力控制习题第0章绪论1、顶板事故频繁发生的基本原因是什么?答：顶板事故频繁发生的基本原因是：（1）没有很好地研究和掌握各个具体煤层需要控制的岩层范围及其运动的规律（包括运动发生的时间和条件等），顶板控制设计缺少基础；2）没有深入地研究和掌握各种类型支架的特性，特别是在生产现场所能达到的实际支撑能力。

没有解决好针对具体煤层条件选好和用好支护手段方面的问题；3）没有更好地揭示支架与顶板运动间的关系，达到正确合理的选择控制方案。

2、矿山压力与岩层控制研究的主要任务是什么?答、矿山压力与岩层控制研究的主要任务为：（1）研究随采场推进在其周围煤层及岩层中重新分布的应力（包括应力大小及方向等）及其发展变化的规律。

该应力的存在和变化是煤及岩层变形、破坏和位移的根源，也是采场及周围巷道支架上压力显现的条件。

搞清分布在煤层及各个岩层上的应力状况，揭示它们随采场推进及岩层运动而变化的规律，是采场矿山压力研究的重点。

（2）研究采场支架上显现的压力及其控制方法。

包括压力的来源、压力大小及与上覆岩层运动间的关系、正确的控制设计方法等。

（3）研究在采场周围不同部位开掘和维护的巷道的矿山压力显现及其控制办法。

包括不同时间开掘的巷道压力的来源、巷道支架上显现的压力大小及其影响因素、以及支架与围岩运动间的关系等。

（4）控制采动岩层活动的主要因素分析。

从十分复杂的采动岩层活动中建立采动岩层的结构力学模型，从而展开对采场顶板矿压、采场突水、岩层移动及地表沉陷规律等进行系统描述。

（5）深部开采时采场支承压力分布、岩层结构及运动特点、围岩大变形的控制机制等。

3、矿山压力与岩层控制研究历史上主要存在几种假说？并叙述各假说的内容及优缺点？答：（1）掩护“拱”假说掩护拱假说的基本观点是：①采动形成的工作空间是在一种“拱”的结构掩护之下；② “拱”结构承担上覆岩层的重量，通过拱脚传递到煤层及岩体上的压力及由此在煤及岩体中形成的应力，是煤及岩层破坏的原因，也是“拱”结构本身向外扩展的条件；③采场空间的支护仅承受拱内已破坏岩层的岩重，支架是在由“拱”的结构尺寸所圈定的破碎岩石荷重下工作—即在一定的载荷条件下工作，支架上显现的压力大小与支架本身的力学特性无关。

《矿山压力及其控制》试卷一、 解释下列概念1、 矿山压力――由于煤的地下开采，而对井巷、硐室及回采工作面以及其中的支护物的作用。

2、 原岩应力――岩石中自然条件下存在的应力，包括自重应力和构造应力。

3、 支承压力――由于井巷的掘进，使原岩应力再巷道的两侧重新分布；一般巷端切向应力的增加额叫支承压力。

4、 顶板――煤层以上部分的岩层。

5、 增载系数――来压时的工作阻力与平时工作阻力之比。

6、 初次来压步距――初次来压时工作面推进的距离。

7、 冲击矿压――冲击矿压时聚集在矿井巷道和采场周围岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏的力学现象。

8、 支架初撑力――支架支设时，支架对顶板的主动力。

9、 加权平均工作阻力――在阻力与时间的曲线上，按时间加权所得出的阻力。

10、 岩石碎胀系数――岩石破碎后，破碎后的体积与破坏前的体积之比。

11、矿山压力显现――由于矿山压力作用，使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象。

12、支承压力――由于井巷的掘进，使原岩应力再巷道的两侧重新分布；一般巷端切向应力的增加额叫支承压力。

13、顶底板移近量――一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。

14、直接顶――一般使指直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层。

15、增载系数――支架来压时的工作阻力与平时工作阻力之比。

16、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。

17、顶板下沉系数――每米采高每米推进度的顶板下沉量。

18、支架工作阻力――支架受顶板压力作用而反映出来的力称为支架的阻力，又称工作阻力。

19、原岩应力――岩石中自然条件下存在的应力，包括自重应力和构造应力。

10、冒落带――不支撑就会垮落的那部分岩层，包括直接顶和老顶。

二、运用莫尔－库仑强度曲线推导出以极限主应力1σ和2σ表示的莫尔－库仑强度准则解答：如图1所示，ϕτcot +=c则 1312sin 2cot 2NM DM c ϕσσσσϕ=-=++解得： 132sin cot 1sin 1sin 1sin c ϕϕϕσσϕϕ+=+-- 莫尔认为，固体材料的破坏是由于材料面上的剪应力达到一定程度（即极限剪应力），剪应力不仅与材料端面性质有关，并与作用在端面上的主应力有关。

矿山压力及其控制习题及解答第一章矿山岩石和岩体的基本性质一、什么叫岩石的应力应变全程曲线？为什么说它真实的反映了岩石的破坏过程？认识这一过程对研究岩石性质有何意义？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所得的曲线不同，可分为以下几段：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，为塑性段，与普通材料实验机上脆性岩石发生破坏前塑性段很短相比，它的塑性段较为明显。

由于这一阶段岩石内部有微破裂不断发生，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CD，称为后破坏曲线或峰后特性曲线。

岩石的应力—应变全程曲线真实地反映了岩石破坏的全过程。

过去在普通的材料实验机上得不到这一曲线，是由于普通的材料实验机具有“柔性”，在对岩石试块加载过程中它本身也相应地产生变形，不断地聚积一部分变形能。

当岩石达到强度极限后，随试件破裂。

图1 岩石的应力应变全程曲线二、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？它们在本质上有何区别？为什么目前莫尔强度理论较广泛地用作岩石的强度条件？莫尔强度理论认为，材料破坏主要是由于破坏面上的剪应力达到一定程度，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，τ=f（σ）。

格里菲斯强度理论则认为，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。

国家开放大学煤炭学院形考试卷考试科目：矿山压力及岩层控制试卷代号：9101试卷说明：1、本试卷共4 页，四种题型，满分100分。

2、本次考试为闭卷，考试时间为90分钟。

一、填空题（每空1分，共20分。

）1．根据岩体结构特征的不同，岩体可以分为，，，，五种基本类型。

2．采动岩体破坏的基本形式包括：、、、、块体滚动、沿软弱层面滑动、岩爆和煤爆、底鼓和。

3．“三量”观测中的“三量”是指、和。

4．在一定程度上可反映基本顶来压的强度；则反映基本顶周期来压的频率。

5．液压支架有、、三种类型。

6．从生产的角度来看，顶板的稳定性是指采煤后顶板允许悬露的和。

二、名词解释：（本题共6小题，每题5分，共30分。

）1.矿山压力2. 矿山压力控制3．矿山压力显现4. 支承压力5. 顶板事故6．冲击地压三、简答题：（本题共5小题，每题6分，共30分。

）1. 简述原岩应力分布规律。

2. 简述采场周期来压及来压的主要表现形式。

3. 简述压垮型冒顶的机理及冒顶征兆。

4.简述巷道围岩应力分布的基本规律。

5. 简述影响采区巷道变形与破坏的因素。

四、论述题：（本题共1小题，共15分。

）1. 试述采煤工作面上覆岩层的“横三区”和“竖三带”。

《矿山压力及岩层控制》期末考试试卷答案一、填空题：每空1分，共25分。

1.整体结构块状结构层状结构碎裂结构松散结构2. 冒落离层层间错动剪切破坏和塑性变形片帮3.顶底板移近量活柱下缩量支柱载荷量4. 安全阀开启时间比率平均值安全阀循环开启比率平均值5.支撑式液压支架掩护式液压支架支撑掩护式液压支架6. 时间面积二、名词解释：本题共6小题，每题5分，共30分。

1. 矿山压力：由于在地下煤岩中进行采掘活动，而在井巷、硐室及采煤工作面周围煤岩体中和支护物上所引起的力，就叫做矿山压力。

2. 矿山压力控制：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。

3．矿山压力显现：由于矿山压力作用，使巷道围岩、煤体和各种人工支护物产生的各种力学现象，统称为矿山压力显现。

一、重要概念1矿山压力、2 矿山压力显现、3矿山压力控制、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别？4. 煤柱下方底板岩层中应力分布特点及其实际意义？5. 简述岩石破碎后的碎胀特征及其在控制顶板压力中的作用？6. 分析采场上覆岩层结构失稳条件7. 分析加快工作面推进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？有何实用意义？10. 简述回采工作面周围支承压力分布规律。

11.是否矿山压力大矿山压力显现也必然强烈，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、掩护式、支撑掩护式液压支架结构特征及适用范围。

14. 简述采场支架与围岩关系特点。

15. 分析采场支架工作阻力与顶板下沉量“P-△L”曲线关系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. 简述控制岩层移动的技术。

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征？与沿空掘巷矿压显现的主要区别？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。

复习题一、填空题1．矿山压力及岩层控制的学科特色表现在：1）采矿工程岩体结构的本质；2）采矿工程的移动特性；3）采矿工程中围岩的大变形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．根据上覆岩层内部移动特征，将上覆岩层沿工作面推进方向划分为三个区，煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区；根据采空区覆沿移动破坏程度，可分为“三带”，分别为垮落带、裂隙带和弯曲下沉带。

3．软岩巷道围岩变形力学机制：物化膨胀类型、应力扩容类型和结构变形)类型。

4．上覆岩层的矿山压力假说包括压力拱假说、悬臂梁假说、铰接岩块假说、预成裂隙假说和砌体梁力学模型；钱鸣高院士提出了岩层控制的关键层理论。

5．沿空掘巷和沿空留巷为无煤柱护巷基本方式。

6．支架与围岩相互作用比较复杂，最基本和最具代表性的有两种：（1）巷道顶板与上覆岩层离层或脱离时，支架仅受到脱落岩层自重压力作用，支架处于给定载荷状态；（2）若巷道顶板岩层未发生离层，支架处于给定变形状态。

7．回采工作面老顶的破坏形式为O-X型破断。

8．巷道围岩控制的基本途径：降低围岩应力、提高围岩稳定性和合理(选择)支护。

9．以锚杆为主体的巷道支护体系为主动加固形式，在不同的发展时期提出了相应的锚杆支护理论，包括：悬吊理论、组合梁理论、压缩拱理论和最大水平应力理论；而巷道锚杆支护的围岩强度强化理论揭示了锚杆支护的实质。

12．滑落失稳和变形失稳是“砌体梁”结构的两种失稳方式：13．回采工作面支架必备的两个特性：一定的可缩性和良好的支撑性。

14．支柱的典型特性曲线有急增阻式、微增阻式和恒阻式。

15．构造应力以水平应力为主，具有明显的方向性和区域性。

16．冲击矿压发生的原因是多方面的，但总的来说可以分为三类，即自然地质因素、开采技术条件和组织管理措施。

17．回采工作面的围岩，一般是指直接顶、老顶和直接底。

18．采场上覆岩层中关键层的特征有：1）几何特征，相对其他岩层而言厚度较大；2）岩性特征；3）变形特征，在关键层下沉变形时，其上部全部或局部岩层随之同步协调下沉；4）破断特征；5）支承特征二、需要了解的常识内容1．双巷道掘进增加了煤炭的损失。

矿山压力及其控制一、填空：1.影响碎胀系数的重要因素是破碎后块度大小及其排列状态。

2.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增加区、减压区、稳压区。

3.老顶的初次来压步距与老顶岩层的力学性质、厚度、破断岩块之间互相咬合的条件有关，同时也与地质构造有关。

4.采空区处理的方法有：煤柱支撑法、缓慢下沉法、采空区充填法、全部跨落法。

5.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。

如果采空区尺寸尺寸小于临界开采尺寸，称为非充分采动。

6.根据原岩（煤）体应力状态不同，冲击矿压可分为三类：重力型、构造应力中间型、重力-构造型。

7.液压支架目前普遍将其分为三种类型：支撑式，掩护式，支撑掩护式。

8. 老顶的极限跨距：（1）回采空间周围均未采动固定梁计算为：L=h√2Rt/q；（2）回采空间周围均已采空或用刀柱法管理顶板简支梁计算为：L=2h√Rt/3q。

二、名词解释：岩层移动角;地表下沉边界（常以10mm点划定）和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角.矿山压力:由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力. 初撑力:支架支设时，将活柱升起，托住顶梁，利用生柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个主动力，这个最初形成的主动力称为初撑力.对于液压支柱即是泵压所形成的支柱对顶板的撑力.工作阻力:支柱受顶板压力作用而反应出来的力分为始动阻力、初工作阻力、最大工作阻力. 关键层: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.三、简答1. 什么是老顶的周期来压和周期来压步距？其表现形式有哪些？答：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。

老顶的周期来压步距是两次来压期间工作面推进距离（周期来压步距=1/2.45初次来压步距）。

变现形式：顶板下沉速度急剧增加、顶板下沉量变大；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。

《矿山压力与控制》答案（A卷）（考试时间：分钟，满分：100分）一、填空题（每空1分共30分）1、坚硬岩石、松软岩石2．岩浆岩、沉积岩、变质岩3．自重应力、构造应力4．拉断破坏、剪切破坏5．伪顶、直接顶、基本顶6．下沉量、顶板下沉速度、活柱下缩量二、名词解释（每题3分共30分）1、岩体：地质体的一部分，而且是处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体，也可以看成是由结构面所包围的结构体共同组成的。

2、初次来压：直接顶初次垮落后，随着工作面继续向前推进，直接顶不断垮落基本顶悬露跨度逐渐增大，直到达到极限跨度时，基本顶将出现断裂，进而发生垮落。

顶板下沉量及下沉速度明显增加，支架载荷迅速增高。

这种基本顶初次折断或垮落前后工作面的矿压显现，即为基本顶的初次来压。

2、控顶距：控顶距是指工作面支架支护的空间宽度,显然控顶距愈大,顶板的挠曲变形量大,底板的鼓起量也大。

顶板下沉量与采高和控顶距成正比例关系。

或者采煤工作面中煤壁至末排支柱的顶梁后端，或至放顶柱之间的距离。

4. 顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露顶板的移近量。

随着工作面的推进，顶底板处于不断移近状态。

5、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变、和利用矿山压力的各种方法，叫矿山压力控制。

6、围岩极限平衡区：在巷道内开掘巷道后，巷道围岩应力出现重新分布。

随着向岩体内部发展，岩块的抗压强度逐渐增加，直到某一半径R处岩块又处于弹性状态。

这样，半径R范围内的岩体就处于极限平衡状态，即此范围内岩块所处的应力圆与其强度包络线相切。

这个范围称为极限平衡区三、简答题（每题5分共20分）1、、学习矿山压力与岩层控制课程的意义表现在哪几个方面？答：（1）保证安全和正常生产。

（2）减少地下资源损失。

（3）改善地下开采技术。

（4）提高采煤经济效益。

（5）生态环境保护（矿山环境保护）。

2、按照充填材料和输送方式的不同，矿山充填可分为哪几种类型？答：水力充填、干式充填和胶结充填。

《矿山压力其控制》习题参考答案（一）名词解释：1 矿上压力：由于矿上开采活动的影响，在开采空间围岩体内形成的和作用在只支护物上的压力。

2 矿山压力显现：由于矿山压力的作用，开采空间围岩体及支护物产生的各种力学现象（破坏，跨落，折损，冲击）3 矿山压力控制：为使采矿工作正常、安全进行所采取的各种减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的方法。

4 伪顶：位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层，其厚度一般在0.5m 以下。

5直接顶：位于煤层或伪顶之上具有一定的稳定性,移架或回柱后能自行垮落的岩层。

6 老顶：位于直接顶或煤层之上厚而坚硬的岩层。

7 老顶的初次来压步距：有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 完全沿空掘巷：安全沿采空区边缘或仅留很窄的煤柱掘进巷道。

10冲击地压：在地应力高的岩体中开挖硐室，围岩应力突然释放，岩块破裂并抛出的动力现象。

11沿空留巷：采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道12断面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎程。

（二）问答题1、分布特征：只考虑自重情况下原岩应力状态的侧向应力系数在0与1之间，即0≤λ≤1。

λ=0,1/7,1/3,1/2,1在θ=0°；90°；180°；270°的分布克制圆孔两侧的切向应力集中系数处于2~3之间，即两侧最大切向应力比垂直原岩应力大1~2倍，且与孔径无关。

2、简述原岩应力场的概念及主要组成部分。

天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。

原岩应力场由自重应力场和构造应力场组成。

地心引力引起的应力场称为自重应力场，地壳中任意一点的自重应力等于单位面积的上覆岩层的重量。

由于地质构造运动而引起的应力场称为构造应力场，构造应力与岩体的特性，以及正在发生过程中的地质构造运动和历次构造运动所形成的地质构造现象有密切关系。

3、简述岩石破碎后的碎胀特征及其在控制顶板压力中的作用？岩石破碎后，杂乱堆积，岩石的总体力学特征类似于散体。

矿山压力及其控制习题及解答第一章矿山岩石和岩体的基本性质一、什么叫岩石的应力应变全程曲线？为什么说它真实的反映了岩石的破坏过程？认识这一过程对研究岩石性质有何意义？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所得的曲线不同，可分为以下几段：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，为塑性段，与普通材料实验机上脆性岩石发生破坏前塑性段很短相比，它的塑性段较为明显。

由于这一阶段岩石内部有微破裂不断发生，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CD，称为后破坏曲线或峰后特性曲线。

岩石的应力—应变全程曲线真实地反映了岩石破坏的全过程。

过去在普通的材料实验机上得不到这一曲线，是由于普通的材料实验机具有“柔性”，在对岩石试块加载过程中它本身也相应地产生变形，不断地聚积一部分变形能。

当岩石达到强度极限后，随试件破裂。

图1 岩石的应力应变全程曲线二、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？它们在本质上有何区别？为什么目前莫尔强度理论较广泛地用作岩石的强度条件？莫尔强度理论认为，材料破坏主要是由于破坏面上的剪应力达到一定程度，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，τ=f（σ）。

格里菲斯强度理论则认为，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。