矿压名词解释
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考研矿压名词解释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并作用在巷硐支护物上的力称为矿山压力。
2、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。
3、矿上压力显现:由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的各种力学现象,统称为矿山压力显现。
4、岩石的碎胀系数:岩石破碎后处于松散状态下的岩石体积与岩石破碎前处于整体状态下的岩石体积之比。
5、(老顶)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为工作面顶板的周期来压。
6、冲击地压:聚集在矿井巷道和采场周围岩体中的能量突然释放,在井巷中发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体震动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道跨落破坏等的动力现象。
7、增载系数:来压时的工作阻力与平时工作阻力之比。
8、支承压力: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厚岩应力的垂直集中应力。
9、岩体的变形能(岩体的弹性变形能、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,称为弹性应变能。
10、初次来压步距:由开切眼到初次来压时工作面推进的距离称为老顶的初次来压步距。
11、支架初撑力:支架支设时,将注柱升起,托起顶梁,利用升柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个主动力,这个最初形成的主动力称为支柱的初撑力。
12、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。
支架的撑力:支架对顶板的主动作用力称为支架的撑力。
13、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称为关键层。
14、RQD指示:钻孔中直接获取的岩心总长度L,扣除破碎岩心和软弱夹层泥的长度l后的长度,与钻孔总进尺H之比,即公式:15、沿空掘巷:巷道一侧为煤体,另一侧为采空区,如果采空区一侧采动已稳定后,沿采空区边缘掘进得巷道称为煤体——无煤柱巷道,也成为沿空掘巷。
名词解释矿山压力: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,以及在掩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原岩应力:存在于地层中未受工程扰动的天然应力构造应力:由于地质构造运动而引起的应力场支承应力:一般将巷道的两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力初次来压:通常将老顶沿块第一次失稳而造成回采工作面顶板压力突然增大的现象称为巷道顶板的初次来压周期来压:由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称为工作面顶板的周期来压底板比压:将支架底座对单位面积底板上锁造成的压力称为底板载荷集度原岩:地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体称为原岩围岩:地下巷道开掘必然引起原岩应力改变,将这种应力重新分布所波及的岩石称围岩极限平衡区:极限平衡区是一个范围,此范围内岩块所出的应力圆与其强度包络线相切。
极限平衡状态:范围内岩块所处的应力圆与其强度包络线相切破裂区:靠采空区侧应力低于原岩应力的部分称为破裂区塑性区:在采煤工作面煤壁前方,部分煤体进入塑性变形状态弹性应力增高区:塑性区外圈的应力高于原始应力,与弹性区内应力增高部分均为承载区,也称应力增高区超前支承应力:工作面前方形成超前支承压力,他随着工作面推进向前移动侧向支承压力:工作面沿倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支承压力,在工作面过一段时间后,不再发生明显变化,称为固定支承压力或惨合支承压力煤柱应力传递影响角: 等值线为1 在煤柱边缘的切线与垂线之间的夹角应力集中系数:支承压力峰值与原岩铅直应力的比值双固梁:两端为固定铰支座简支梁:一端为固定铰支座,而另一端为可动铰支座的梁弹性基础梁:是指直接以垫层顶为底模板的弹性梁。
1、矿山压力:由于矿上开采活动的影响,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上压力也称为二次应力或工程扰动力2、原岩应力:存在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3、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,称为弹性应变能4、支撑压力: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撑压力5、老顶的初次断裂步距:老顶达到初次断裂时的跨落距称为极限跨距,也称为初次断裂步距6、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称为关键层7、周期来压:老顶就相应地出现断裂与下沉,支架压力增大,工作面地压显现明显增剧,并呈周期性,称周期来压8、冲击地压:指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能地瞬间释放而产生突然剧烈破坏的动力现象又称岩爆,常伴有煤岩体抛出,巨响及气浪等现象。
它具有很大的破坏性,是煤矿重大灾害之一9、老顶的初次来压: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,有时可能伴随滑落失稳,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,即称老顶的初次来压10、老顶、直接顶的划分类型?答:赋存在煤层之上的岩层称为顶板或上覆岩层。
根据顶板岩层相对煤层的位置和垮落性能,强度等特征的不同,从上至下顶板划分为基本顶(老顶)、直接顶、伪顶三个部分伪顶:是紧贴煤层之上的,极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层,厚度一般为0.3~0.5m,多由页岩、炭质页岩等组成。
直接顶:是直接位于伪顶或煤层(如无伪顶)之上岩层,常随着回撤支架而垮落,厚度一般在1~2m,多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。
基本顶:又叫老顶,是位于直接顶之上或直接位于煤层之上(此时无直接顶和伪顶)的厚而坚硬的岩层。
常在采空区上方悬露一段时间,直到达到相当面积之后才能垮落一次,通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。
关于矿压知识点总结一、矿压的概念矿压是指在煤矿开采过程中,由于开采引起了地表和深部岩石体的变形和破裂,使得倾覆、塌陷和掉块等地质现象发生。
矿压是由于煤层和围岩的受力变形产生的应力状态和变形,通常分为两类:动力性矿压和静力性矿压。
动力性矿压是指在矿井开采过程中,由于煤矿岩层失稳或者破坏而引起的地表或地下岩石体的突然运动,导致井下产生冲击波及地震,从而引起人员伤亡和设备损坏。
动力性矿压是煤矿生产中最为严重的地质灾害之一,其破坏力和威力巨大,对矿井和矿山设施具有严重的破坏性。
静力性矿压是指煤矿深部岩层和煤层在开采作业过程中所受到的岩石应力状态和变形。
静力性矿压是由于煤层和围岩受到外力作用,产生应力状态和变形,进而导致地表和井下环境发生不同程度的破坏和塌陷。
二、矿压的形成原因矿压的形成原因主要有以下几个方面:1. 采空区的形成:煤矿采空区是指在煤层开采后,随着煤柱的破碎和回采空间的形成而形成的一种地质空间。
采空区的形成会导致煤层和围岩的变形和破裂,从而引起矿压。
2. 煤层厚度的不均匀性:煤层的厚度不均匀会导致矿压的产生,尤其是在薄煤层或者厚煤层与薄煤层交替的地质条件下,更容易引起矿压。
3. 层理面的发育情况:地层岩层的倾角和形状对矿压的产生具有重要影响,岩层的倾角越大、层理面越发育,矿压的产生越容易。
4. 煤层的顶底板岩性与地应力的不匹配:煤层的顶底板岩性与地应力不匹配会导致煤层和围岩的变形和破裂,从而引起矿压。
5. 矿井开采方式的选择:不同的矿井开采方式对矿压的产生影响巨大,错误的开采方式选择会加剧矿压的产生。
6. 煤层的混杂和质量:煤层的混杂和质量不良会导致煤层本身的不稳定,从而引起矿压的产生。
以上是矿压的形成原因的主要方面,只有了解了矿压产生的原因,才能有针对性地进行矿压的防治和治理。
三、矿压的预测和监测矿压的预测和监测是煤矿生产中非常重要的一个环节,只有准确的预测和监测矿压,才能有效地进行矿压的防治和治理工作。
一概念:1、矿山压力:开掘巷道或进行回采工作时,破坏了原来的应力平衡状态,引起岩体内部的应力重新分布,直至形成新的平衡状态。
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在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
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,以及在掩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:为使矿山压力显现不致影响采矿工作正常进行和保障安全生产、必须采取各种技术措施吧矿山压力显现控制在一定范围内。
对于有利于采矿生产的矿山压力也应当合理利用,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、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,也称为岩体初始应绝对应力或地应力。
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应力增高部分称为支撑应力。
6、老顶:通常吧位于直接顶之上(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。
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。
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,当达到其极限跨距时开始垮落。
直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。
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。
随着工作面推进,顶底板处于不断引进的状态。
由于在缓斜及倾斜工作面底板鼓起量比较小,因而常常可以忽略不计,为此顶底板移近量简称为顶底板下沉量。
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),从而导致工作面顶板的急剧下沉。
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,可表示为孔隙比与孔隙度之间的关系为一般孔隙率愈大,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K P——岩石的碎胀系数;V'——岩石破碎膨胀后的体积,m3;V——岩石处于整体状态下的体积,m36.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。
一、名词解释:1.矿山压力:由于开采影响,作用在开采空间煤岩体和支护物上的力。
2.矿山压力显现:在矿压的作用下,开采空间煤岩体和支护物上产生的各种力学现象。
3.矿山压力控制:为使采矿安全、正常所采取的各种减轻、调节、改变和利用矿山压力的方法。
4.构造应力:由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。
5.支承压力:回采空间周围煤岩体内应力升高区的切向应力。
6.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。
7.初次来压:老顶的平衡结构第一次失稳而施给工作面以大型压力的过程。
8.周期来压:老顶平衡结构周期性的失稳而施加给工作面以大型压力的过程。
9.初次来压步距:第一次来压时工作面距开切眼的距离。
10.周期来压步距:两次来压期间工作面推进距离。
11.冲击地压:发生在高应力区井巷,采煤工作面围岩体内,以突然、急剧、猛烈破坏为特征的矿压动力现象。
二、简答及分析绘图题:12.直接顶分类方案和分类指标采煤工作面直接顶类别按其在开采过程中表现得稳定程度进行划分,共分为4类,其中1类又分为两个亚类,对于2类直接顶,可根据需要分为两个亚类,其具体指标见下表:τr为直接顶平均初次跨落距。
13.采煤工作面初次来压显现特点:⑴来压前,顶板压力无明显增大;⑵煤壁内部支承压力增高,煤壁片帮严重;⑶顶板枪炮声响;⑷顶板下沉速度急剧增加;⑸支柱的载荷急剧增加;⑹直接顶出现拉咎显象(直接顶煤壁切断)。
14.回采工作面周期来压显现特点:⑴顶板下沉量急剧增加,⑵支柱载荷普遍增加;⑶煤壁片帮严重;⑷当支撑力不足时,工作面会出现台阶下沉;⑸如果支护参数不合理,会发生冒顶、切顶。
15.放顶煤矿压显现特点:⑴前方支承压力峰值高,距工作面远;⑵顶底板相对移近量大;⑶顶煤在煤壁前方较远处产生较大位移;⑷支架载荷,周期来压强度小。
16.冲击地压三项准则:强度准则:煤岩介质的全部应力大于煤体与围岩系统的强度;能量准则:煤岩释放能量大于消耗能量;冲击准则:煤体(围岩)的冲击倾向度指标大于试验(实验)确定的冲击倾向度界限值。
一、名词解释1 矿山压力: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。
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。
1、矿山压力:开掘巷道或进行回采工作时,破坏了原来的应力平衡状态,引起岩体内部的应力重新分布,直至形成新的平衡状态。
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在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
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,以及在掩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:为使矿山压力显现不致影响采矿工作正常进行和保障安全生产、必须采取各种技术措施吧矿山压力显现控制在一定范围内。
对于有利于采矿生产的矿山压力也应当合理利用,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、岩石的分类:①按岩石成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
煤田是地质历史上沉积运动形成的,煤矿绝大多数遇到的是沉积岩。
②按岩石力学强度和坚实性,可分为坚硬岩石和松软岩石。
5、软岩巷道围岩变形力学机制:①膨胀变形机制②应力扩容变形机制③结构变形机制6、碎胀性:岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质。
随胀系数Kp(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)7、软化性:岩石浸水后其强度降低的性质。
软化系数(水饱和岩石试件的单轴抗压强度与干燥岩石试件单轴抗压强度之比)软化系数越小,岩石受水影响就越小8、岩石变形的类别:①弹性变形(弹性特征:①线弹性②完全弹性③滞弹性)②塑性变形③黏性变形。
9、弹性后效:弹性后效指的是材料在弹性范围内受某一不变载荷作用,其弹性变形随时间缓缓增长的现象。
在去除载荷后,不能立即恢复而需要经过一段足够时间之后才能逐渐恢复原状的现象。
材料越均匀,弹性后效越小。
高熔点的材料,弹性后效极小。
10、抗剪强度:①抗切强度②抗剪强度③摩擦强度。
11、应力应变曲线:①原始空隙压密阶段②线弹性阶段③弹塑性过渡阶段④塑性阶段⑤后破坏阶段。
一、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以采空间的运动力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3、初次来压:回采工作面各岩层初次运动在回采工作面的压力显现称为初次来压4、周期来压:岩层周期性运动在回采工作面的矿压显现称为回采工作面周期来压二填空题1、与矿山压力有关的安全事故有:冒顶实例、冲击地压、透水事故2、采动前原岩中各点的应力来源主要有:覆盖岩层的重力、构造运动的作用力、岩体膨胀的作用力3、矿山压力显现的基本形式包括:围岩运动、支架受力4、围岩运动包括:两帮运动、顶板运动、底板运动5、矿山压力显现的第二个基本形式是支架受力,主要包括:支架受载荷的增减、支架变形、支架压折6、上覆岩层悬露后变形发展到破坏有两种基本运动形式:弯拉破坏、剪切破坏7、回采工作面上覆岩层的发展阶段:初次运动阶段、周期性运动阶段8、回采工作面支架受力大小受多方面因素的影响,包括支架本身的力学的性E、回采工作面预板下沉量、顶底板的抗压强度、辅助性支架结构的压缩量三、解答题1、以岩层运动为中心的矿山压力和岩层控制理论核心要点?答:⑴强调“矿山压力”及“矿山压力显现”两个基本概念间的差别和联系⑵和其他工程不同,煤矿的回采工作面始终是处在不断推进和发展的过程中⑶影响回采工作面矿山压力显现的岩层范围是有限的,可知的和可以变化的⑷支架对直接顶得控制方法和对基本顶岩梁的控制方法2、矿山压力与矿上压力显现的关系?答:研究与实践充分证明,矿山压力的存在是客观的、绝对的,它存在于采动空间的周围岩体中。
但矿山压力显现则是相对的、有条件的,它是矿山压力作用的结果。
然而,围岩中有矿山压力存在却不一定有明显的显现。
因为围岩的显现运动本身就是有条件的,只有当应力达到其强度后才会发生。
支架受力也是如此,它不仅仅取决于围岩的明显运动,而且还取决于支架对围岩运动的抵抗强度3、影响岩层运动的因素?答:岩层的强度特性、采动条件和采空区处理方法等三个方面。
矿山压力名词解释
矿山压力是指在矿山开采过程中,由于采掘活动的影响,在巷道、硐室及回采工作面周围的岩体中和其中支护物上所引起的力。
具体来说,矿山压力是由于岩石被挖走后,原本处于平衡状态的岩体失去了支撑,导致岩体内部应力重新分布,如果重新分布的应力超过了岩石的强度极限,就会造成岩石的破坏和变形,进而对矿山的巷道、支护结构和回采工作面产生压力。
矿山压力的大小和显现方式取决于许多因素,包括岩石的物理力学性质、开采方法、开采顺序、采空区大小和形状、支护方式等。
为了保证矿山的安全生产,需要对矿山压力进行有效的监测和控制,这通常涉及到岩石力学、采矿工程和矿山测量等多个领域的知识。
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。
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,统称为矿山压力显现。
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。
岩石的密度:1、真密度——单位体积岩石(不包含空隙)的质量;2、视密度——单位体积岩石(包括孔隙)的质量;3、天然密度:是指岩石在天然含水状态下的密度;饱和密度:是指岩石在吸水饱和状态下的密度;4、干密度:是指在105~110℃下干燥24h后的密度。
岩石的孔隙性:岩石中裂隙和孔洞的发育程度。
岩石的碎胀性:岩石破碎后自然堆积体积大于原体积的性质。
岩石的压实性:岩石破碎后,在其自重和外加载荷作用下逐渐压实使体积减小的性质。
岩石的软化性:岩石浸水后强度降低的性质。
通常用软化系数表示。
岩石的透水性:岩石能被水透过的性能。
衡量岩石透水性的指标为渗透系数。
岩石的变形性质:是岩石在不同类型载荷下发生的形状及体积的变化。
岩石的弹性变形:是指岩石在外力作用下产生变形,当撤去外力后岩石变形能完全恢复到其原始状态的性质。
岩石的塑性变形:是指岩石在外力作用下当超过其屈服极限应力时仍能发生变形,撤去外力后不能完全恢复其原始状态的性质,亦称残余变形。
岩石的粘性:是指岩石在外力作用下变形不能在瞬间完成,且应变的速率随应力的变化而改变,当外力撤去后,不能恢复其原始状态的性质。
泊松比:是指岩石在单轴压缩条件下横向应变和轴向应变的比值扩容现象——岩石在塑性阶段体积增大的现象。
(破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象)岩石抗剪强度的室内试验方法:①采用直接剪切仪进行的直接剪切试验;②采用楔形剪切仪进行的楔形剪切试验;③采用三轴压力仪进行的三轴压缩试验岩石的抗剪强度:是指岩石抵抗剪切破坏的极限强度它是岩石力学性质中最重要的指标之一。
根据剪切试验时加载方式的不同,可分为:抗切强度、抗剪强度和摩擦强度三种。
1.老顶:一般把位于直接顶(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。
2.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。
3.回采工作面:在煤层或矿床的开采过程中,一般把直接进行采煤或采有用矿物的工作空间。
4.全部跨落法:5.顶板下沉量:指从煤壁到采空区放顶线处的顶底板移近量。
6.原岩应力:存在地层中未受工程扰动的天然应力。
7.周期来压:由于裂隙带岩层周期失稳引起的顶板来压。
其表现形式:顶板下沉速度急剧增加,顶板下沉量变大;支柱受的载荷普遍增加;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。
8.直接初次跨落:直接顶第一次发生大面积跨落。
其标志:直接顶跨落高度超过1~1.5m,范围大于全工作面长度一半。
9.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平衡,同时发生已破断的岩块回转失稳,有时可能伴随滑落失稳,从而导致工作面顶板的急剧下沉。
工作面支架呈现受力普遍加大现象称为老顶的初次来压。
老顶处次来压比较突然,来压前回采工作空间上方的顶板压力较小,初次来压时老顶跨距比较大,影响范围比较广,工作面易出现事故。
10.支承压力关键层:对采场上覆岩层局部或直至地表全部岩层活动起控制作用的岩层。
11.沿空留巷:在区段工作面采过后,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回风平巷。
12.冲击能指数:在单向压缩状态下,煤样全“应力-应变”曲线峰值C前所积聚的变形能与峰值后所消耗的变形能之比。
13.软岩定义为地质软岩和工程软岩。
1.地质软岩:是指强度低,孔隙性大,胶结程度差,受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀型粘土矿物的松散软弱岩层的总称。
2.工程软岩:是指在巷道工程力作用下,能产生显著变形的工程岩体。
巷道工程力是指作用在巷道工程岩体上的总和。
岩石的蠕变实验表明施加的载荷小于一定载荷水平时,岩石处于稳定变形状态蠕变曲线趋于一定变形值。
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”)矿山岩石力学特点:①采矿工程作业地点深,使岩石力学复杂。
②人工支护服务年限不长,计算精度及安全系数不高。
③必须考虑到转移地点难以预见的复杂地质变化。
第一章岩石:矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集形成的自然物体矿物:存在地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。
结构:组成岩石的物质成分、颗粒大小和形状以及其相互结合的情况。
(结晶、胶结)构造:组成成分的空间分布及其相互间排列关系容重——岩石单位体积(含孔隙体积)的重力,kN/m3天然容重——天然含水状态下,γ干容重———105~110℃烘干24小时(至恒重), γd饱和容重——岩石孔隙吸水饱和(水浸48小时)状态下, γw比重——岩石固体部分的重量和4℃同体积纯水重量的比值(岩石的相对密度)孔隙率n——岩石中各类孔隙总体积占岩石总体积的百分比。
孔隙比e——岩石中各类孔隙总体积与岩石实体体积之比碎胀系数——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。
软化系数——饱水岩样抗压强度与自然风干岩样抗压强度的比值。
泊松比μ——岩石横向应变与纵向应变的比值扩容现象——岩石破坏前,因微裂隙产生及内部小块体相对滑移,导致体积扩大的现象岩石流变性——岩石在长期静载荷作用下应力应变随时间加长而变化的性质,包括蠕变、弹性后效和松弛等现象。
蠕变——固体材料在不变载荷的作用下,其变形随时间的增长而缓慢增加的现象。
单轴抗压强度——岩石在单轴压缩下,破坏前所能承受的最大压应力岩石强度理论——研究岩石在复杂应力状态下的破坏原因、规律及其强度条件的理论,通常称之为岩石的强度理论。
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、岩体中和其中的支护物上所引起的力,就叫做矿山压力。
2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。
3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。
4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。
5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。
6原岩应力——天然存在于原岩而与任何认为原因无关的应力。
7支承压力——在岩体内开掘巷道后,巷道两侧增加的切向应力。
8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。
9 初次来压——由于老顶第一次失稳而产生的工作面顶板来压。
10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11直接顶——直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层。
12 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。
13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。
14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。
15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。
16构造应力——由于地质构造运动而引起的应力。
17构造裂隙——岩层形成后,经剧烈的地质运动而形成的弱面。
18自重应力——由于岩体自重而引起的应力19老顶——位于直接顶上方的厚而坚硬的岩层。
20压裂裂隙——指在煤层开采时引起的破坏面。
21初次来压步距——由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。
二、填空题: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、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、增压区和稳压区。
岩体弹性变形能: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。
莫尔-库仑强度理论:固体材料发生破坏的主要原因是由于破坏面上的剪力达到一定限度。
φστtg C +=;(τ、σ-分别为破坏面上的剪应力和正应力;C 、
φ-岩石的内聚力和内摩擦角)。
顶板破碎度:以单位面积中冒落面积所占的百分数来表示顶板破碎情况,是用来衡量顶板管理好坏的质量指标。
RQD: 岩石质量指标,钻孔中直接获取的岩心总长度L ,只计算长度大于10cm 的岩芯段长度之和与L 的比值,以百分比表示。
增载系数:老顶来压时支架的工作阻力与正常工作阻力的比值。
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。
充分采动: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。
非充分采动:将刚达到充分采动状态的采空区尺寸称为临界开采尺寸,如果采空区尺寸小于临界尺寸,称为非充分采动。
支架工作阻力/支撑力:支架对顶板的主动作用力称为支柱的撑力,支柱受顶板压力作用而反映出来的力称为支柱的阻力,又称工作阻力。
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。
冲击矿压:聚集在矿井巷道和才成周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷中发生爆炸性事故,产生动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体震动和煤岩提破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落变坏等。
支撑压力:在煤岩体开掘巷道后,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撑压力。
岩石的碎胀系数:岩石破碎后在松散状态下的体积与在破碎前处在整体状态下的体积之比。
残余碎胀系数:岩石随胀后,在其上部岩层压力作用下,逐渐压实,使碎胀系数变小,岩块压实后的体积与破碎前原始体积之比称为残余碎胀系数。
初次来压步距:基本顶初期破碎在采煤工作面引起的矿压显现叫初次来压,此时从开切眼到工作面的推进长度便称为初次来压步距。
周期来压步距:工作面推进时,相邻两次矿压显现时工作面得推进长度。
原岩应力:在采矿工程中,未受采掘扰动影响的岩体天然应力称为原岩应力。
巷道松动圈(塑性区):如果围岩应力大于岩体强度,巷道围岩会产生塑性变形,从巷道周围向围岩深处扩展到一定范围,出现塑性变形区,即为巷道松动圈。
围岩压力:为了防止围岩变形和破坏,需要对围岩进行支护。
这种围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力,统称为围岩压力。