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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。
1.矿山压力：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。
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。
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。
4. 岩石的碎胀性是指岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质。
5. 岩石的压实性是指岩石破碎后，在其自身和外加载荷作用下逐渐压实使体积减小的性质。
6. 岩石的透水性、软化性、膨胀性、崩解性。
7. 岩石的弹性变形可分为三种不同的弹性特征：①线弹性。
②完全弹性；③滞弹性。
8. 岩石的变形指标：泊松比、弹性模量、体积变形模量。
9. 岩石的抗剪强度：指岩石抵抗剪切破坏的极限强度。
（抗切强度、抗剪强度、摩擦强度）10. 岩石在单轴压力作用下的应力应变全程曲线。
①O-A段，原始空隙压密阶段；②A-B段，线弹性阶段；③B-C段，弹塑性过渡阶段；④C-D段，塑性阶段；⑤D点以后为破坏阶段。
11. 单轴压缩下岩石破坏的形态：张裂或压裂破坏、压剪破坏、塑流破坏。
12. 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。
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。
13.岩体强度＜岩块强度14. 岩体：一定工程范围内的自然地质体，是由岩块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
第一部分：名词解释1.矿山压力：采动后作用于岩层边界上或存在于岩层之中的这种促使围岩向已采空间的运动的力（即采动后促使围岩运动的力），称为矿山压力。
既是指分布于岩层内部各点的应力，又包括了作用于围岩任何一部分边界上的力。
2.矿山压力显现：采动后，在矿山压力作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿山压力现象，统称为“矿山压力显现”。
3.直接顶：所谓直接顶是指在老塘（采空区）内已垮落，在采场内由支架暂时支撑的悬臂梁岩层，其结构特点是在采场推进方向上不能始终保持水平力的传递。
因此，控制直接顶的基本要求是：当其运动时，支架应能承担其全部作用力。
4.基本顶：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合，在初次来压后，是一组在推进方向上能始终传递水平力的不等高裂隙梁。
对于基本顶各岩梁控制的基本要求是：防止由于基本顶运动对采场产生动压冲击和大面积切顶事故发生，把基本顶岩梁运动结束时在采场形成的顶板下沉量控制在要求的范围。
5.传递岩梁：把每一组同时运动或近乎同时运动的岩层看做一个运动的整体，称为“传递力的岩梁”，简称“传递岩梁”6.支承压力：煤（矿）层采出后，在围岩应力重新分布的范围内，作用在煤（岩）层和矸石上的垂直压力。
包括高于和低于原始应力的整个区间，来源于上覆岩层的重量。
7.支承压力显现：在支承压力作用下，发生的煤岩层破坏压缩，相应部位的顶底板相对移动以及支架受力等现象。
8.冲击地压：又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。
9.垮落步距，来压步距：当直接顶垮落高度达到1m 以上，垮落长度达工作面长度一半以上时，就叫做直接顶初次垮落（初次放顶）。
直接顶初次垮落时自开切眼到支架后排放顶线的距离叫做初次垮落步距。
回采工作面开采后的初次断裂，使工作面支架承受较大的静载荷或冲击载荷，这种矿山压力显现叫做基本顶初次来压。
矿山压力与岩层控制复习题一、单选1、（D ）不属于与矿山压力有关的安全事故。
P3A瓦斯爆炸 B 冲击地压C冒顶 D 透水2、下列不属于岩石的水理性质的是（C ）p9A岩石的透水性 B 岩石的膨胀性 C 岩石的孔隙性 D 岩石的吸水性3、（B ）是岩体的重要组成部分，在岩体结构力学中占主导地位，是岩体结构研究的重点。
A裂隙 B 结构面（弱面） C 软弱夹层 D 岩石p294、液压支架是由什么组成的（D ）p127A 支柱B 底座C 顶梁D 以上都是二、填空1、软岩可分为膨胀性软岩、高应力软岩、节理性软岩三种类型。
2、岩石按成因可分为岩浆岩沉积岩变质岩三大类。
3、岩石的流变现象是指与时间因素有关的应力应变现象4、根据岩石破坏前所产生的变形量的大小，其破坏形式表现为脆性和塑性两种。
5、从岩石破坏机理角度看，岩石破坏分为拉坏和剪坏两种类型6、岩体的基本特性有非均质性各向异性非连续性7、自重应力场和构造应力场是原岩应力场的主要组成部分。
8、直接顶初次垮落的标志是直接顶垮落高度超过1~1.5m，范围超过全工作长度的一半。
9、掩护支架是由托梁、掩护梁、底座与支柱四部分组成的。
10、单体锚杆主要由锚头、杆体、锚尾、托盘等部分组成。
三、名词解释矿山压力矿山压力显现矿山压力控制岩体结构面P29工程岩体比尼奥斯基分类法p37原岩应力P41 原岩应力场极限跨距P79 老顶初次来压p101 工作面顶板周期来压p104岩层移动P180四、简答1、矿山压力与岩层控制的研究方法。
P52、原岩应力分布的基本规律。
P443、衡量矿山压力显现程度的指标有哪些？P1004、周期来压的主要表现形式。
P1045、顶班控制的原则。
P1616、冲击矿压的特点p296五、论述1、影响采场矿山压力显现的主要因素。
P1112、受采动影响巷道围岩的变形规律。
P2043、厚煤层综放开采顶班的破坏过程。
P273。
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。
1.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定义为矿山压力，在相关学科中也称为二次应力、或工程扰动力。
2.矿山压力显现：在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏、塌落，支护物的变形、破坏、折损，以及在岩体中产生的动力现象。
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。
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，均叫做矿山压力控制.4.岩石按不同的标准可分为不同类型，常见的分类有：（1）按岩石成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
（2）按岩石固体矿物颗粒间的结合特征，可分为固结性、粘结性、散粒状和流动性岩石四大类。
（3）按岩石的构成特征，可以区分岩石的结构和岩石的构造。
岩石的结构是决定岩石组织的各种特征（如矿物颗粒的组成成分、结晶程度、形状和大小以及它们之间的连接状况等）的总合；而岩石的构造则指岩石中组成成分的空间分布以及他们相互间的排列关系，如整体构造，多孔状构造和层状构造。
（4）按岩石的力学强度和坚实性，可分为坚硬岩石和松软岩石。
工程中常把饱水状态下单压强度大于10MPa 的岩石称为坚硬岩石；而把低于该值的岩石称为松软岩石。
5.岩石的体积指标（一）岩石的孔隙性岩石的孔隙度指岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比，也称孔隙率%1000⨯=V V n 岩石的孔隙比指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，可表示为c V V e 0=孔隙比与孔隙度之间的关系为 n n e -=1 一般孔隙率愈大，岩石中孔隙和裂隙就愈多，岩石的密度和强度愈低，同时使塑性变形和渗透性增大。
（二）岩石的碎胀性和压实性岩石的碎胀性指岩石破碎以后的体积比之前体积增大的性质。
常用岩石的碎胀系数来表示，即岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比，其表达式为V V K p '= K P ——岩石的碎胀系数；V ' ——岩石破碎膨胀后的体积，m 3； V ——岩石处于整体状态下的体积，m 36.岩石变形性质的类别岩石的变分为弹性变形、塑性变形和粘性变形三种。
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。
矿山压力与岩层控制小抄考试复习题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22.5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。
《矿山压力与岩层控制》课程复习大纲名词解释：原岩体原岩应力矿山压力矿山压力显现矿山压力控制支承压力极限平衡状态极限平衡区顶板底板直接顶伪顶老顶老顶的初次来压老顶来压步距老顶的周期来压老顶的周期来压步距支架的初撑力支架的支撑效率关键层巷道的稳定性系数煤矿动压现象简答：什么是构造应力，有什么特点？p42双向的等压应力场中圆形孔周边的的应力分布特点？什么叫支承压力?它和矿山压力有何不同？矿山压力是指在岩体中开掘巷道或在煤层中进行采煤以后，破坏了岩体内的原岩应力平衡状态，而在井巷、硐室及回采工作面周围煤岩体中和支护物上引起的力。
支承压力是指在岩体中开掘巷道，在煤层内进行采煤时，巷道两侧或回采工作面周围煤壁上形成的高于原岩应力的垂直集中应力。
支承压力时矿山压力的一个重要组成部分，支承压力的存在度于围岩变形与破坏，对于巷道维护，工作面落煤，开采过程中的冲击地压，煤与瓦斯突然喷出等都有直接的影响。
所以，支承压力是研究矿山压力及其控制的一个重要组成部分和主要研究对象。
但它不是矿山压力的全部内容，矿山压力除支承压力以外，还包括巷道及回采工作面周围岩体对支架产生的力，围岩中的水平应力等等。
什么是围岩的极限平衡区？绘图说明支承压力分布的特点？围岩的极限平衡离不开支撑压力的分布规律，支承压力是指在岩体中开掘巷道，在煤层内进行采煤时，巷道两侧或回采工作面周围煤壁上形成的高于原岩应力的垂直集中应力，若是围岩两侧是松软破碎的软岩层时，由于周边的应力分布特征，围岩会进入破坏的状态，随着向岩体内部的发展，岩块会处于三向应力的状态，强度提高，知道某一半径R处岩块又会处于弹性状态。
这样，半径R范围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强度包络线相切。
这个范围称为极限平衡区。
图见p60，图2-26，支承压力的分区。
试述原岩应力场的概念、组成部分及其分布的基本特点。
减压区的形成及其实际意义。
在巷道或采场周围岩体中垂直应力小于原岩应力的区域称为减压区。
