下载文档原格式
矿山压力基本知识1.名词解释：1）矿山压力: 通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力，称为矿山压力。
2）矿压控制：3）周期来亚：4）冲击矿压：2.解答题:1）画图说明岩石应力应变全过程;2）画图说明采煤工作面上覆岩层移动概况；3）画图说明采煤工作面周围支承压力分布特点；4）影响采煤工作面矿山压力的主要因素;5）矿山压力观测仪器按观测内容可分为哪几种;6）画图说明采煤工作面“三量”观测的测区一般布置图; 7）采煤工作面矿压观测包括哪些项目；8）巷道矿山压力控制方法及原理;9）如何防治冲击矿压;3.论述题：在今后工作中如何控制常见的顶板事故?一、填空题：1．周期来压是随工作不断推进而出现的。
2．煤层顶板可分为、、三种。
3．根据顶板稳定性将直接顶分为、、、四类。
4．自然平衡拱是采掘空间上方岩层破坏后形成的的拱形结构。
5．采煤工作面中工作空间和的工作总称叫工作面顶板控制。
6．工作面顶板控制方法有、、、四种。
7．从开切眼煤壁到老顶初次来压时与工作面切顶线的距离叫基本顶的初次来压步距。
8．基本顶根据周期来压明显与否分为四级，周期来压强烈为级顶板。
9．基本顶周期来压越不明显，作用于支架上的就越小而且稳定。
10．采煤工作面的煤壁在矿压作用下，发生自然塌落的现象叫片帮。
11．煤层倾角对顶板下沉有明显的影响，煤层倾角愈大，影响顶板下沉的力。
12．由于采掘活动而引起的作用在巷运及采煤工作周围岩体内的应力叫。
13．因矿山压力的作用而在采煤工作面或巷道内显示的力学现象叫矿压显现，如；；；等。
14．基本顶按采压强度及来压步距可分为；；；四级。
15．在切割眼两帮的煤体中，产生了应力集中现象，这种集中应力称为。
16．支承压力大小，分布范围与；；；；煤的软硬有关。
17．当顶底板均为厚而坚硬的岩层，煤质很坚硬，开采深度又较大，形成很大支承压力时，就可能产生。
18．基本顶初次垮落前的初次失稳或工作面矿压显现加剧的现象称为。
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。
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。
采场矿山压力及其控制方法范文I. 引言矿山是人们获取矿产资源的重要场所，然而，在矿山开采中，采场矿山压力是一个常见而又关键的问题。
采场矿山压力的高低直接影响着矿工的安全和采矿效率。
因此，如何控制采场矿山压力成为了矿山工作者所关注的重要议题。
本文将对采场矿山压力的原因及其控制方法进行综述。
II. 采场矿山压力的原因1. 围岩应力当矿石岩层开采时，周围岩体会因应力释放而产生应力增加，导致采场压力增加。
这是采场矿山压力的主要原因之一。
2. 矿体变形矿体在开采过程中会发生变形，包括岩层断层滑移、岩体塑性变形等。
这些变形会导致采场的变形和压力增加。
3. 采矿工艺采矿工艺也会对采场压力产生重要影响。
例如，短孔爆破等炸药爆破技术会对岩体产生大量冲击波，增加了采场压力。
III. 采场矿山压力的控制方法1. 合理设计采场结构合理设计采场的结构是控制采场矿山压力的关键。
采矿时需要考虑岩层结构、裂隙分布等因素，选择合适的采场形式，如方阵式采场、交叉式采场等，以减少应力集中。
2. 注浆加固注浆加固是一种常用的控制采场压力的方法。
通过将液体注浆材料注入采场周围的岩体裂隙中进行加固，提高岩体的强度和稳定性，减少采场压力。
3. 改变爆破工艺改变爆破工艺也是一种有效的控制采场矿山压力的方法。
可以采用炸药量小、爆破顺序合理的爆破方式，减少冲击波对采场的影响，降低采场压力。
4. 定期排水定期排水是控制采场矿山压力的常用方法之一。
通过排水，可以降低采场水压，减少水力对岩体的压力，从而减轻采场的压力。
IV. 结论采场矿山压力的高低直接影响着矿工的安全和采矿效率。
在控制采场矿山压力的过程中，合理设计采场结构、注浆加固、改变爆破工艺和定期排水等方法是常用的手段，可以有效地降低采场矿山压力，保障矿工的安全和提高采矿效率。
矿山压力及其控制矿山作为重要的资源开发和利用场所，其所面临的压力问题一直备受关注。
矿山压力主要包括地质压力、水压力、气压力和工程压力等方面。
这些压力对矿山的安全生产和工作环境产生了重要影响，因此，必须采取有效的措施进行控制和管理。
地质压力是指由于地质构造、地壳运动等因素导致的矿山岩体的压力。
地质压力的大小和分布对矿山的稳定性和安全性具有重要影响。
通常，地质压力会随着矿山深度的增加而增大。
为了控制地质压力，可以采取减压放顶、支护加固等措施。
减压放顶是通过凿眼、爆破等方式将压力分散释放，减轻压力对矿山的影响。
而支护加固则是通过设置支柱、注浆固化等方式增强矿山岩体的稳定性，抵抗地质压力。
水压力是指由于矿山地下水的存在导致的压力。
矿山地下水的渗透和积聚会增加矿山岩体的压力，对矿山的开采和工作环境产生危害。
为了控制水压力，可以采取抽水排水、隔水防渗等措施。
抽水排水是通过设置井眼、抽水泵等设备将地下水抽出，降低矿山岩体的压力。
隔水防渗则是通过设置隔水帷幕、注浆填充等方式阻止地下水的渗透，减少水压力对矿山的影响。
气压力是指由于矿山内部的气体积聚导致的压力。
矿山内部的气体主要包括有害气体、可燃气体等。
这些气体的积聚会增加矿山岩体的压力，对矿山的安全生产和工作环境产生威胁。
为了控制气压力，可以采取通风换气、防爆设备等措施。
通风换气是通过设置通风设备、通风管道等方式将矿山内部的气体排出，保持良好的工作环境。
防爆设备则是通过设置防爆器、防爆灯等设备，防止可燃气体的积聚和爆炸。
工程压力是指由于矿山工程建设和生产活动导致的压力。
矿山工程压力主要包括爆破震动、机械振动等。
这些压力会对矿山岩体和工作设备产生影响，对矿山的安全和稳定性构成威胁。
为了控制工程压力，可以采取减震措施、加强设备维护等措施。
减震措施主要包括减少爆破药量、改变爆破参数等，减轻爆破震动对矿山的影响。
加强设备维护则是通过定期检修、更换磨损部件等方式保持设备的正常运行，减少机械振动对矿山的影响。
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。
1.矿山压力：由于开采影响，作用在开采空间煤岩体内或者支护物的力。
2.矿山压力显现：在矿压的作用下，开采空间煤岩体内和支护物上产生的各种力学现象。
3.构造应力：由于构造运动在岩体中引起的应力。
4.支承压力：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软岩应力的垂直集中应力。
（应力重新分布后，巷道两侧改变后的切向应力增高的部分）5.支撑压力的分区问题：常将采场前方或巷道两侧的切向应力分布按大小进行区分。
⑴根据切向应力的大小，可分为增压区和减压区。
比原岩应力小的压力区是减压区，比原岩应力高的压力区是增压区。
增压区即通常说的支承压力区。
支承压力区的边界一般可以取高于原岩应力的5%处作为分界处。
再向内部发展即处于稳压状态的原岩应力区。
⑵另一种分类方法是将其分为极限平衡区和弹性区。
6.老顶初次来压：老顶平衡结构第一次失稳而施加给工作面以大型压力的过程。
7.老顶的周期来压：由于裂隙带周期性失稳而引起的顶板来压现象。
8.直接顶初次垮落：直接顶第一次大面积垮落。
9.老顶初次来压步距：第一次来压工作面至开切眼的距离。
10.周期来压：由于老顶平衡结构周期性失稳而施加给工作面以大型压力的过程。
11.周期来压步距：两次来压期间工作面的推进距离。
12.老顶的梁式破断：最大剪力发生在固定梁的两端：Qmax=R1=R2=qL/2最大弯矩发生在梁中间：Mmax=qL2/8固定梁：按最大剪应力得出的极限跨距为：L2s=4hRs/3q按最大弯矩得出的极限跨距为：L2T=h2RT/q简支梁：按最大剪应力得出的极限跨距为：L2s=4hRs/3q按最大弯矩得出的极限跨距为：L2T=2h RT/3q老顶的板破断：分为，①四边固支②三边固支，一边简支③两边固支，两边简支④一边固支三边简支弯矩分布，固定端边界大。
转换时，煤壁处弯矩大，煤壁中段弯矩最大。
破裂过程，长边→短边→沟通→中间13.直接顶，⑴影响直接顶好坏的原因：①岩性；②裂隙切割；③老顶压力；④支护压力⑵直接顶岩层破坏离层原因：①节理裂隙切割②岩层松软变形量大（离层）③落煤之后顶板支护不及时或初撑压力过小（离层）④老顶岩层平衡结构失稳，岩块回转⑤支护力不均衡或支架反复支撑⑥放顶撤柱过快，产生动压冲击14.横三区竖三带，⑴按层面垂直方向移动状况划分竖三带：Ⅰ冒落带（垮落带）—分为规则、不规则垮落带：Ⅱ裂隙带，位于冒落带以上，岩层间产生离层，形成拉伸裂隙，整体间联系比较好，相对位移小；Ⅲ弯曲下沉带：岩层基本上不产生离层，也不产生断裂，岩层会大面积缓慢下沉。
特点：①三带的形式是由下而上逐渐形成②不同岩性三带影响区域不同③三带高度对于顶板管理及水体下采煤有影响。
⑵沿推进方向移动状况分为竖三区，A—煤壁支撑影响区：由于煤壁支撑，垂直移动小，水平移动大；B—岩层区：垂直位移下大上小；C—重新压实区：垂直位移，下小上大，重新压实。
结论：①岩层移动由下而上形成三带，直至地表②在工作面附近，顶板形成三区③顶板移动在工作面前方30-40m处开始④顶板的位移基本垂直于层面⑤移动影响范围由下而上逐渐扩大15.老顶初次来压：初次回采→初次放顶→老顶悬顶距跨度大→老顶断裂→形成平衡结构→失稳→初次来压初次来压时矿压显现：①来压前，顶板压力无明显增大②煤壁内部支撑压力增高，导致片帮③顶板有板爆声响④顶板下沉速度急剧增加⑤支柱载荷急剧增加⑥顶板出现拉缕现象16.周期来压：初次来压→老顶悬距跨度增大→老顶断裂→平衡结构→失稳→周期来压周期来压的矿压显现：①顶板下沉量急剧增加②支柱载荷普遍增加③煤壁片帮严重④当支撑力不足时，工作面会出现台阶下沉⑤如果支护参数选择不合理，会发生冒顶、切顶。
预防措施：增大支撑力，增加稳定性，加强矿压规测，加强支护质量管理。
17.顶板的分类方案及指标，⑴分类目的：规范化，科学化，系列化；⑵分类方案，①根据直接顶稳定性分类：不稳定顶板（Ⅰτr≤4，泥岩，泥页岩，节理裂隙发育或松软；Ⅱ4<τ≤8，泥岩、炭质泥岩，节理裂隙较发育）；中等稳定顶板(Ⅰ8<τr≤12；Ⅱ12<τr ≤18，致r密泥岩、粉砂岩、砂质泥岩，节理裂隙不发育)；稳定顶板18<τr≤28，砂岩、石灰岩，节理裂隙发育少；非常稳定顶板28<τr≤50，致密泥岩、石灰岩，节理裂隙极少。
（τr直接顶平均初次垮落步距）。
②依据老顶步距分类：Ⅰ老顶来压显现不明显，pe—≤895≤≤≤≤≥≥≥Ⅱ明显，895<pe—≤975;Ⅲ强烈，975<pe—≤1075；Ⅳ非常强烈a，1075<pe—≤1145；b，pe—>1145。
（分级指标pe—老丁初次来压平均当量）18.放顶煤开采时矿压显现规律：①前方支承压力峰值高，距工作面②顶板相对移近量大③顶煤在煤壁前方较远处产生位移④支架载荷周期来压强度较小。
19.回采工作面前后压力支撑分布：应力降低区：b（减压区）应力增高区：a（增压区）应力不变区：c（稳压区）在工作面前方支承压力的峰值到煤壁为极限平衡区，向煤壁内侧为弹性区。
20.矿压估算法：⑴经验估算法：以直接顶沿煤壁断裂，老顶平衡结构失稳时最不到状态作为顶板压力估算的依据。
直接顶载荷：Q1=∑hL1γ当悬顶距L1等于控顶距L时：q1=∑hγ老顶：ρ=q1+q2=n∑hγ，∑h=2×M/(K-1) ，顶板压力ρ=(4-8)Mγ⑵以老顶平衡关系估算：直接的载荷全部由支架承担，老顶载荷仅当老顶结构失稳时产生。
分为：滑落失稳估算法，变形失稳估算法，威尔逊估算法。
21.走向平巷围岩矿压显现规律：Ⅰ.巷道掘进影响阶段——弹塑性量小，趋于稳定，时间短Ⅱ.掘进影响稳定阶段——主要表现为流变，受岩性影响较大。
Ⅲ.采动影响阶段——前方30-50m，后方40-60m，峰值5-20m。
Ⅳ.采动影响稳定阶段——位移变形都较小，在工作面后方100m之后。
Ⅴ.二次采动影响阶段——影响剧烈程度和范围比第一次大。
22.“支架—围岩”相互作用原理：在“支架—围岩”力学平衡系统中，支架只能承担微小的载荷，但其作用又是极重要的，尤其是初撑力在一定程度上有效抑制直接顶离层，控制围岩塑性区的再发展和围岩的变形。
合理的“围岩—支架”相互作用关系是充分利用围岩天然的自承力和承载力。
人为的支护作用是在围岩强度，结构，受力环境，位移与力的边界条件等方面创造条件，促进围岩形成自稳和承载结构应用：⑴实行二次支护：当巷道围岩达到稳定前变形量较大延续时间较长时，需要开巷后进行一次支护。
及时封闭和隔离围岩，防治围岩暴露面上个别危石掉落，同时对围岩初期移动给以一定程度的限制。
二次支护应在初次支护尚未失效，围岩移近速度已经很小时适时进行；⑵采用柔性支护：金属可缩性支架不仅对围岩的变形产生一定阻力，本身还具有可缩性，避免支架严重变形和损坏。
支架在允许围岩有限变形继续释放能量的同时，仍具有足够的工作阻力，既能适应又能控制围岩的变形，充分发挥支架的支护效果。
⑶强调主动支护：采用具有一定初始工作阻力的金属支架，加大巷道围岩的围压，提高巷道围岩的强度，减轻支架承受的载荷。
进行巷道支架壁后充填和喷射混凝土，可改善支架受力状态和围岩赋存环境，提高支架和围岩的承载能力。
锚杆理论、悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论。
最大水平应力理论。
23.冲击矿压：是聚积在矿井巷道和采场周围煤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，造成煤岩体震动和破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏等。
特点：⑴突发性⑵瞬时振动性⑶复杂性⑷巨大破坏性。
机理：⑴强度理论⑵能量理论⑶冲击倾向理论24.锚杆支护理论及其适用条件：锚杆是促使围岩由载荷体转化为承载体。
尽管锚杆在不同地质条件下作用机理有所不同，但都是在巷道周边围岩内部对围岩加固，形成围岩承载体，有利于围岩的稳定。
悬吊理论：锚杆支护的作用是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，增强较软弱岩层的稳定性。
组合梁理论：锚杆的作用一方面是提供锚固力增加各岩层间的摩擦力，阻止岩层沿层面继续滑动，避免出现离层现象；另一方面锚杆杆体可增加岩层间的抗剪强刚度，阻止岩层间水平错动，从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层锁成一个较厚的岩层。
组合拱（压缩拱）理论：在拱形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆，从杆体两端起形成圆锥形分布的压应力区，如果锚杆间距足够小，各个锚杆形成的压应力圆锥体相互交错，在岩体中形成一个均匀的压缩带，即压缩拱。
最大水平应力理论：锚杆的作用是沿锚杆轴向约束岩层膨胀和在垂直锚杆轴向方向约束岩层切应力错动。
附加：矿压显现的指标：①顶板下沉（由煤壁到采空区边缘顶底板间的相对位移）②顶板下沉速度③立柱的变形与折损④顶板破碎度⑤局部冒落⑥大面积冒顶⑦煤壁片帮⑧底鼓—塑性破坏⑨支柱插入地板水平应力（构造应力）对巷道影响：巷道顶板—①沿层面滑动②剪切；巷道底板—①底鼓②蠕变；巷道两帮—①片帮②切落老顶：位于直接顶和煤层之上，对采场的矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的沿岑。
三区三带：煤壁支撑影响区，离层区，重新压实区；冒落带，裂缝带，弯曲下沉带。
支架的初撑力：支架支射时，将活柱升起，拖住顶梁，利用升柱工具和锚紧装置使支柱对顶板产生一个主动力，最初形成的主动力即初撑力。
支架工作阻力：支架受顶板压力作用而反应出来的力。
顶板大面积来压：主要是由于坚硬顶板被采空区的面积超过一定的极限值引起大面积冒落而造成的剧烈动压现象。
孔隙度：岩石中各种孔洞、裂隙的体积总和与岩石体积之比。
影响工作面矿压显现因素，⑴围岩性质：老顶、直接顶分类状况；⑵煤层状况：赋存深度、倾角。
性质；⑶人为因素：采煤方法、采高、推进速度；如何选择液压支架：⑴直接顶类型⑵确定底板类型⑶确定老顶类型⑷计算额定工作阻力⑸初选支架类型⑹修正支架参数⑺确定顶梁互帮结构⑻确定侧推结构参数⑼确定支架底座结构⑽优化程序巷道矿压控制方法：⑴巷道保护：是为了围岩应力与岩体强度保持较适应的关系。
设计：断面形状、走向位置、保护煤柱；施工：光面爆破；回采：受采动影响。
⑵巷道支护：借助于安设各种矿山支架去预防巷道围岩产生过度变形，冒顶，片帮。
回采条件好，弹性形变，可不支护。
围岩条件差，塑性形变，必须支护，锚喷支护⑶巷道维护：为了改善恶化的维护状况和恢复其稳定性所采取的措施。
