2019年重庆大学矿山压力及控制期末考试作业

矿山压力与控制复习题铅直应力公式：δ＝γh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、沉积岩和变质岩。

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，分为屈服、断裂。

5．通常把采场顶板分为三松软顶板，下硬上软顶板和下软上硬顶板三类。

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移近量、支架载荷量和支柱下缩量。

7．常见的顶板事故可以分为局部冒顶事故和大面积切顶垮面事故两类。

8．通常情况下，老顶周期来压步距为初次来压步距的_三分之一__。

9．冲击地压成因机理的理论判据：能量理论刚度理论冲击倾向性理论10．常用的液压支架形式有：支撑式支架、支撑掩护式支架和掩护式支架三种。

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、局部剪切和其他剪切13．根据岩石试样含水状态不同，可分为：天然密度，饱和密度和干密度。

14.矿山充填分为：水力充填、干式充填、胶接充填15.支柱的工作特性类型：①急增阻式②微增阻式③恒阻式15.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。

16.蠕变变形曲线可分为稳定蠕变和不稳定蠕变两类。

17.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。

18.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。

19.节理裂隙分为原生裂隙，构造裂隙，压裂裂隙。

20.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。

21.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。

二、名词解释1、岩体：含结构面的原生地质体。

《矿压测控》期末试卷一、填空题（每空1分、共30分）1、矿山压力常用的研究方法有、、。

2、脆性岩石的变形过程可分为、、三个阶段。

3、从岩石的破坏方式和机理来看，可分为和两种基本形式。

4、采煤工作面的控顶距包括、、。

5、基本顶的两种运动形式为和。

6、控制测量的作业流程为：收集资料、、图上选点、、造标埋石、、计算。

7、控制测量计算的基准面是。

8、控制网一般分为和两大类。

9、影响巷道变形和破坏的因素可分为两大类，即和。

10、在对巷道围岩的相对移近量进行观测时，布置测点的方式有、、。

11、对顶板进行控制的方法可分为、、采空区充填法、、全部垮落法。

12、液压支架按其供油方式可分为和。

13、四等水准可以采用“后—后—前—前”的观测程序，而精密水准必须要采用的观测程序。

二、判断题（每题1分、共20分）（）1、岩石是矿物的集合体，它是一种兼有弹性和塑性的材料。

（）2、一般来说，地壳岩体的垂直应力小于水平应力。

（）3、岩石的弯拉破坏和剪切破坏两种形式并不是相互独立的，而是可以相互转化的。

（）4、直接顶缓慢下沉是一种特殊的运动形式，多存在于中厚煤层中。

（）5、综放面的煤层越软，支撑压力分布范围就越大，曲线的峰值点距煤壁就越远。

（）6、急倾斜长壁工作面比缓倾斜工作面顶板下沉量大。

（）7、在实验室中通常用径向劈裂法来测量岩石的抗拉强度。

（）8、巷道开掘后，巷道周边的应力集中是最为严重的。

（）9、用钻孔深部基点观测法时，上部基点要比下部基点受采动影响大。

（）10、静压式底板比压仪是根据史密斯特锤原理制成的。

（）11、煤层底板岩巷通常布置在未受采动影响区。

（）12、基本顶的周期来压并不是所有的工作面都会出现，而是决定于工作面的顶板岩层的组成及采高等条件。

（）13、放顶煤工作面支架前柱工作阻力小于后柱工作阻力。

（）14、开拓巷道一般布置在岩巷中，而采准巷道则布置在煤巷中。

（）15、在对矿压观测数据进行计算时，需要对测量结果估读到最小刻度线的下一位。

目录第0章绪论 (1)第1章矿山压力与矿山压力显现 (6)第2章采场上覆岩层运动和发展的基本规律 (7)第3章采场围岩支承压力及矿压显现与上覆岩层运动间的关系 (10)第4章回采工作面顶板控制设计 (14)第5章综采放顶煤采场矿压控制 (16)第6章矿柱支护采矿法的岩体控制 (20)第7章回采巷道矿压理论 (21)第8章冲击地压及其监测 (35)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。

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。

1．什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。

1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响在巷硐周围形成的力。

2、矿山压力显现：由于矿压的影响，而表现出来的一系列有形的变形。

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、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力。

5、构造应力：由地壳构造运动在岩体中引起的应力。

6、构造应力的特点：构造应力以水平力为主，具有明显的区域性和方向性，其基本特点如下①分布不均，在构造区域附近最大；②水平应力为主，浅部尤为明显；③具有明显的方向性；④坚硬岩层中明显，软岩中不明显；7、圆孔周围的应力场：①r t σσ、分布与方向角无关，皆为主应力。

园孔任一方向应力分布相同；②围岩内应力大小与弹性常数 E u 、无关，与距孔边距离有关t =51R r ；③双向等压时，园孔周边全处于压缩应力状态；④在园孔内3倍直径以远，应力接近原始应力（影响半径）。

⑤双向等压园孔应力集中系数最大为2。

8、砌体梁结构在上覆岩层中存在由断裂岩块组成的“砌体梁”，因岩块相互挤压，形成承载结构。

认为：①上覆岩层可以坚硬岩层为底划分若干组，其上软弱岩层为载荷；②随着工作面推进上方坚硬岩层断裂形成岩块，岩块间受水平推力成铰接关系；③铰接岩块在某些条件下可形成平衡体。

9、直接顶岩层破坏离散原因：①节理裂隙的切割；②初次放顶前直接顶的状态；③支架的影响；④工作面长度短时，⑤直接顶很容易离层；⑥分层工作面；10、离层原因：直接顶较软，易发生弯曲变形未及时支护或支撑力不足。

11、矿压显现指标：①顶板下沉 S （mm ）一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶板相对移近量；②顶板下沉速度V （mm/h ）单位时间顶板下沉量；③支柱变形与折损，观察喷液、下缩、压裂、折断等；④顶板破碎情况，单位面积中顶板冒落面积所占百分比；⑤局部冒顶，小范围顶板垮落；⑥大面积冒顶或顶板沿工作面煤壁切落；⑦支架载荷；12、支承压力：巷道两侧改变后的切向应力增高部分。

矿山压力和矿山压力的显现的概念，矿山压力的研究方法（1）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。

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。

（2）矿山压力的研究方法：理论研究，现场实测，实验室模拟实验，数值模拟计算，反分析。

传感器：传感器是将被测的物理量（位移和压力、应变等）直接转换为相应的容易检测，传输或处理的一种信号和元件。

组成：弹性敏感元件，转换元件，附件。

分：电阻式，电感式，电荷式。

标定：通过实验的方法，确定仪器的输出量和输入量之间对应的关系曲线。

标定目的：支柱测力计的标定曲线由生产厂家提供，使用过程中因工作环境的变化，其工作特性有可能发生变化，因此有条件时，每次测量前都应重新标定一次。

灵敏度系数：传感器输出变化量与输入变化量之比。

分辨率：传感器可检测到的被测值的最小变化值。

量程：系统在正常工作时所能测量的最大值范围。

声波测试技术：研究人工激发或岩石断裂产生的超声波在岩体内的传播规律，并以此判断岩体内结构状态，应力大小，力学特征及其他物理性质等岩体力学指标的一种工程测试方法。

分为：直接测量纵波速度变化的直读式超声波检测仪，监管波形，分析横，纵波并读出其波速的超声波检测仪。

顶板破碎度：控顶区内冒落超过10cm 以上的顶板局部冒落面积比观测区顶板面积的百分数。

端面顶板破碎度：端面无支护空顶区范围内的顶板破碎度。

顶梁上方顶板破碎度：控顶区内有支护范围的顶板破碎度。

顶板总破碎度：整个控顶区内的顶板破碎度。

端面顶板对矿山压力反映嘴敏感，嘴容易破碎，而且端面顶板的破碎度对顶板的控制和生产的影响最大，因此成为顶板状况统计的重点。

底板比压：单位底板面积上能承受的最大压力。

底板比压仪：静压式，冲击式。

相似的概念：相似模拟试验是用与原型力学性质形似的材料，按几何常数缩成模型。

模拟各种加载和开挖过程，以研究地下工程围岩内的变形和破坏的力学现象。

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。