矿山压力及其控制考试大纲

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。

二00三年硕士生人学试题科目名称：矿山压力及其控制命题时问：二00三年十一月二十五日一、解释下列概念(30分)1、矿山压力；2、支承压力；3、岩石碎胀系数；4、顶板；5、增载系数；6、初次来压步距；7、冲击矿压；8、支架初撑力；9、原岩应力； 1 O、冒落带。

二、绘图解释岩石应力一应变全过程曲线(1 0分)。

三、运用莫尔一库仑强度曲线推导出以极限主应力σ1，和σ3表示的莫尔一库仑强度准则(1 5分)。

四、简述岩体的基本特征(1 0分)五、绘图说明双向等压作用下圆形巷道周边应力分布的基本规律，并加以解释。

(1 5分)六、绘图说明采煤工作面前方支承压力分布的基本规律及其分区(1 0分)。

七、试述近水平工作面推进过程中矿山压力显现的一般规律(1 5分)。

八、试述影响工作面矿山压力显现的主要因素(1 5分)。

九、试述采区巷道常用的支护形式(1 5分)。

十、试述采区巷道矿山压力显现的基本规律(1 5分)。

中国矿业大学（北京校区）二00五年硕士研究生入学试题科目名称：矿山压力及其控制一、解释下列概念(30分)1、岩体；2、矿矿山压力；3、岩石碎胀系数；4、原岩应力；5、增载系数；6、周期来压；7、冲击矿压；8、支架工作阻力；9、岩石的三轴(向)抗压强度； 1 0、裂隙带。

二、绘图解释岩石蠕变(1 0分)。

三、运用莫尔～库仑强度曲线推导出以极限主应力σ1，和σ3表示的莫尔一库仑强度准则(1 5分)。

四、简述格里菲斯(Grifrith)强度理论及适用条件(1 0分)五、绘图说明双向等压作用下圆形巷道周边应力分布的基本规律，并加以解释。

(1 5分)六、绘图说明采煤工作面前方支承压力分布的基本规律及其分区(1 0分)。

七、试述放顶煤开采矿山压力显现的基本规律(1 5分)。

八、试述影响工作面矿山压力显现的主要因素(1 5分)。

九、厂试述发生冲击矿压的三个基本准则(1 5分)。

十、试述采区巷道矿山压力显现的基本规律(1 5分)。

课程编号：012102《矿山压力及岩层控制》（Ground Pressure and Strata Control）课程教学大纲48学时 3学分一、课程的性质、目的及任务《矿山压力与岩层控制》课程是采矿工程专业必修的专业核心课程和主干课程。

该课程全面反映了我国矿山压力与岩层控制研究方面所取得的科研成果和生产实践经验，适当介绍了可借鉴的国外相关理论和技术。

本课程的任务是使学生掌握：煤矿回采工作面和采区巷道矿山压力及其控制的基本理论和基础知识，采掘空间周围岩体内的应力重新分布规律，回采工作面围岩结构及其移动、破坏规律，支架－围岩相互作用关系以及矿山压力的控制方法等。

通过课程学习，使学生能够针对矿山生产地质条件，合理布置巷道和回采工作面，合理设计回采工作面顶板和巷道围岩的控制方法，掌握防治顶板事故和冲击地压预测、预防技术。

了解矿山压力研究的基本方法，具备分析和解决矿山压力问题的能力。

二、适用专业采矿工程。

三、先修课程材料力学、岩石力学。

四、课程的基本要求1．掌握矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制等基本概念，了解研究矿山压力的目的、意义。

2．掌握开采空间围岩应力重新分布规律，原岩应力、构造应力、支承压力、极限平衡状态、超前支承压力、残余支承压力等概念，岩体内的弹性变形能。

3．掌握回采工作面及其采空区上覆岩层所形成的“竖三带”与“横三区”；掌握直接顶的稳定性，老顶岩层“梁”与“板”模型，老顶岩层破断块体形成的“砌体梁”结构及其稳定性；了解“关键层”理论、采场岩层移动与控制以及底板岩层破坏规律。

4．掌握回采工作面老顶初次来压、周期来压及其来压步距；掌握矿山压力显现的影响因素，顶板压力的构成及其估算，老顶来压预报方法。

5．掌握直接顶分类与老顶分级。

掌握工作面支架与围岩相互作用关系，工作面支架的基本类型和性能，支架合理工作阻力的构成及其估算；支撑式、掩护式、支撑掩护式支架的特点及其适应条件。

掌握综采工作面端面顶板稳定性影响因素；综放工作面顶板稳定性影响因素。

《矿⼭压⼒及岩层控制》教学⼤纲《矿⼭压⼒及岩层控制》教学⽂件⼀、课程⼤纲（⼀）⼤纲说明1.课程的任务本课程是煤矿开采技术专业的⼀门重要的必修课。

《矿⼭压⼒及岩层控制》主要介绍了回采⼯作⾯和采区巷道矿⼭压⼒及其控制的基本理论和基本知识。

通过本课程的学习使学⽣对矿⼭压⼒的产⽣及应采取的控制措施有⼀个较为全⾯的了解，为学⽣以后的⽣产实践奠定较为全⾯⽽扎实的理论基础。

2.课程的教学基本要求以矿⼭压⼒基本概念的讲解为前体，突出矿压与岩层控制的具体应⽤。

将课程模块化分为采煤⼯作⾯和掘进⼯作⾯，每⼀部分均简要阐述原理，⽽后重点分析⼯作⾯的矿⼭压⼒显现规律，最终落脚于矿⼭压⼒的控制。

3.教学⽅法和教学形式本课程采⽤远程教学和⾯授辅导相结合的⽅式开展教学。

远程教学包括学⽣收看⽹上的IP课件和⽹上教学辅导等教学形式；⾯授辅导考虑学⽣在职和成⼈的特点和需求，在业余时间进⾏有针对性的学习指导。

（⼆）媒体使⽤和教学过程建议1.课程教学总时数和学分本课程3学分，共24学时，开设于第三学期。

2.教学媒体（1）⽂字教材⽂字教材采⽤《矿⼭压⼒与岩层控制》，主编：蒋⾦泉。

中国矿业⼤学出版社（2007年11⽉版）。

（2）压缩流媒体（IP）课件针对课程教学内容中的重点、难点，录制系统讲解的视频课件。

IP课件总学时为24学时。

3.教学环节（1）⾯授辅导与⾃学⾯授辅导依据教学⼤纲，密切配合IP课件和教学辅导资源，采⽤重点讲解、专题讨论、答疑等⽅式，通过解题思路分析和基本⽅法训练，培养学⽣分析问题和解决问题的能⼒。

（2）考试成绩本课程采⽤形成性考核和终结性考核相结合的⽅式。

形成性考核包括3次（最少）平时作业，平时作业成绩占学期总成绩的50%。

终结性考核即期末考试，期末考试成绩占学期总成绩的50%。

课程总成绩按百分制记分，60分为合格。

4.学时分配（三）教学内容和教学要求1.绪论（2学时）（1）了解矿⼭压⼒及其控制的基本概念和学习本课程的意义。

周期来压的主要表现形式？答：顶板下沉速度急剧增加，顶板的下沉量变大；支柱所受的载荷普遍增加；有时还能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等。

蠕变变形曲线可分为 稳定蠕变 和 不稳定蠕变 两类。

构造裂隙——岩层形成后，经剧烈的地质运动而形成的弱面。

简述煤层开采后，上覆岩层的破坏方式。

答：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，冒落带以上的顶板岩层由于其下部自由空间较小，岩层断裂后，其向下移动时受到相互牵制，岩层只是断裂下沉而无翻转，通常将这个区域叫做裂隙带。

再向上直至地表的岩层只有弯曲下沉而无断裂，这一带成为弯曲下沉带。

节理裂隙分为 原生裂隙 ， 构造裂隙 ，压裂裂隙。

某回采工作面顶板的最大控顶距为m 5，根据实测得到在最大控顶距处的顶板下沉量为mm 340，若将最大控顶距缩小到m 3，在最大控顶距处的顶板下沉量是多少？答：在一般情况下，回采工作面的顶板下沉量可用公式mL S L η=进行计算。

由于在同一个工作面只改变了控顶距L ，而顶板条件、煤层采高均相同，即η和m 相同。

所以，在两种情况下顶板下沉量和工作面顶板的控顶距L 成正比，即：2121::L L S S L L =，得：2122L S L S L L ⋅=代入数据可得最大控顶距为3m 的顶板下沉量： mm L S L S L L 204534032122=⨯=⋅=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。

岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？答：岩石的孔隙性是指岩石中孔隙和裂隙的发育程度，表征它的指标有两种：孔隙度和孔隙比。

可见孔隙度和孔隙比是反映孔隙性的指标。

叙述采区巷道变形与破坏的影响因素。

答：（一）自然因素1、围岩性质及其构造特性，2、巷道埋藏深度，3、煤层倾角、4、地质构造因素、5、水的影响、6、时间因素的影响。

绪论：三个概念第二章：原岩应力概念。

原岩应力分布规律第三章：采场覆岩结构假说。

老顶断裂形式及初次断裂步距。

老顶失稳形式。

第四章：矿压显现指标。

老顶初次来压及周期来压。

采场周围支承压力分布及各自名称。

影响矿山压力显现的因素。

第五章：老顶分级，直接顶分类。

采场支架类型。

第六章：关键层及特征。

横三带、竖三区。

第七章：围岩变形经历的5个阶段。

巷道位置类型。

巷道围岩控制原理。

第八章：无煤柱护巷类型。

围岩卸压方法。

金属支架。

锚杆分类及锚固力。

软岩巷道变形力学机制。

第九章：影响顶煤冒放性因素。

顶煤破坏过程描述。

第十一章。

煤矿动压现象。

分类。

冲击地压机理。

冲击地压防治。

1．.矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在硐周围岩体中形成的作用在巷硐支护物上的力。

2. 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。

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. 原岩应力：存在于地层中未收工程扰动的天然应力。

5．原岩应力场：天然存在于怨原岩内而与人为因素无关的应力场。

6.构造应力：由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。

7.原岩应力分布规律：(1实测铅直应力基本上等于覆岩层重量。

(2水平应力普遍大于铅直应力。

(3平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小。

（4最大水平应力与最小水平应力一般相差较大。

8.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。

9.伪顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3 0.5M,极易垮落的柔软岩层。

10.老顶：通常把位于直接顶之上对采场矿山压力直接造成影响的厚二坚硬的岩层称为老顶。

11.老顶断裂形式：老顶的梁式破断，老顶的板破断。

老顶达到初次断裂时的跨距称为初次断裂步距。

12.老顶初次断裂后砌体梁失稳形式1）顶扳下沉滑落失稳、变形失稳。

13.矿山压力显现程度的指标1）顶扳下沉量：2）顶板下沉速度：3）顶板的破碎情况程度4）局部冒顶面正常生产的重要因素5）顶板沿工作面煤壁切落或大面积冒顶6）单体支架的变形和折损。

复习提纲一、名词解释原岩体：地壳中没有受到人类工程活动（如矿井中开掘巷道等）影响的岩体。

原岩应力：存在于底层中未受工程扰动的天然应力矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围形成的和作用在巷硐支护物上的力矿山压力显现：煤及岩层采动后，在矿山压力作用下表现出来的围岩运动与支架受力等现象。

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办法。

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。

极限平衡状态：巷道或地下岩体开挖后，周边的岩体处于单向受压状态，随着向岩体内部深入，围岩体转为三向受压状态，岩体强度逐渐增强，直到某一半径处不再破坏，将这一范围内的岩体称为极限平衡状态。

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

这个范围成为~顶板：赋存在煤层之上的岩层。

底板：位于煤层下方的岩层老顶的初次来压：通常将老顶岩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老顶初次来压步距：从开切眼到顶板初次来压所推进的距离。

老顶的周期来压：老顶初次来压以后，随着工作面的继续推进，老顶岩层形成的裂隙体梁结构由稳定到失稳而导致回采工作面顶板压力周期增大的现象老顶的周期来压步距：相邻两次周期来压之间工作面推进的距离。

支架的支撑效率：顶板对顶梁的作用力Q和立柱支撑力P的比值关键层：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。

巷道的稳定性系数：巷道开掘前所处位置的最大主应力与巷道围岩岩石单轴抗压强度的比值。

围岩压力：沿空掘巷：指在上一个区段开采过后，将上个区段的一条巷道保留下来为下一个区段使用或滞后一段时间或距离沿着采空区边缘重新掘进一条巷道。

二、简答1.原岩应力的基本特点实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量；水平应力普遍大于铅直应力；平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小；最大水平主应力和最小水平主应力一般相差不大；2.支承压力与矿山压力的区别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。

《矿山压力及其控制》课程教学大纲英文名称：Mining Pressure and Strata Controling学时数：72其中实验学时数：3 课外学时数：0学分数：6适用专业：煤矿开采技术一、本课程的性质、目的和任务本课程的任务是在学习《数学》、《制图》、《工程力学》、《煤矿地质》、《井巷工程》、《采掘机械》、《煤矿开采学》等课程的基础上，系统地讲授矿山压力的基本理论、矿山压力显现规律、矿山压力控制理论和方法，矿山压力的研究方法等内容。

本课程的性质：本课程是研究地下煤矿开采过程中，回采工作面和采区巷道矿山压力的成因、显现规律、控制理论和方法的技术科学，是煤矿开采技术专业的主要专业课。

本课程的目的是：通过本课程的学习，使学生较全面的了解矿山压力理论的形成和发展，掌握回采工作面和采区巷道矿山压力的规律及控制手段和方法，从而具备选择采场、巷道支护设备和方式的能力，具备选择合理的矿井布置、开采方法、开采顺序、巷道位置的能力，并为今后从事矿山压力的研究奠定一定的基础。

课程教学目标：（一）知识目标了解岩石及围岩的基本性质，理解矿山压力的基本概念；了解岩层运动规律，了解矿山压力及其显现与上覆岩层运动的关系；了解解采煤工作面和巷道矿压的控制理论和方法；掌握巷道矿压及其显现规律；掌握采煤工作面上覆岩层移动及其矿山压力显现规律；了解影响采煤工作面矿山压力显现的主要因素；了解常用矿山压力观测仪器的原理及结构；掌握采煤工作面“三量”观测的内容及方法；了解煤矿冲击地圧发生的条件及原因。

（二）能力目标能使用常用矿压观测的仪器进行矿压观测；能进行采煤工作面顶板运动的预测预报；能进行采区巷道矿压观测；能进行矿压观测数据的分析和处理，会编写矿压观测报告；能对巷道冒顶进行预防和处理；能对采煤工作面顶板控制进行设计；能对各种条件下的采煤工作面顶板事故进行防治。

（三）思想教育目标具备辩证思维的能力；具有热爱科学、实事求是的学风和吃苦耐劳、敢于奉献、敬业爱岗的精神，具有创新意识、创新精神；加强职业道德意识和修养。

《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。

《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。

矿山压力与岩层控制最终复习题(修订版)矿山压力与岩层控制一、小题1、莫尔-库伦理论认为岩石破坏实质是（剪切破坏）2.目前的采空区处理方法主要有（全部垮落法、缓沉法、刀柱法、充填法）。

3.若支柱支设在非顶梁中心位置，此时支柱与顶梁在工作面的布置方式有（正悬臂、倒悬壁）。

4.根据顶板冒落面积来分，一般冒落事故分为（局部冒顶）和（大面积冒顶）5.岩石的弹性变形特征常用（变形模量）和（泊松比）来表示7、采场上覆岩层失稳形式有（结构的变形失稳、结构的滑落失稳）8、老顶初次来压步距（越大）工作面来压越剧烈9、巷道矿压控制方法主要包括（巷道保护巷道支护巷道修护）10、支柱的工作特性（急增阻式微增阻式恒阻式）11、岩石的破坏机理（拉伸破坏剪切破坏）12、根据破断的程度，回采面上覆岩层可分为（冒落带裂隙带、弯曲下沉带）。

13、初撑力：支架架设时，将活柱升起，托住顶梁，利用缩柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个动力。

这个最初形成的主动力称为支柱（初撑力）。

14、马克斯韦尔体由（胡克体和牛顿体）串联而成15、（铰接岩块）假说对支架和围岩相互作用做了详细分析1.6、采煤工作面支架的（初承力）应能保证直接顶与老顶之间不离层17、根据围岩压力成因，围岩压力可分为（松动压力变形压力膨胀压力冲击和撞击围岩压力）。

18.根据冲击矿压发生的地点和位置不同，冲击地压可分为（工作面冲击地压）和（巷道冲击地压）19、常用岩石强度理论主要有（莫尔、格里菲斯、摩尔库伦）20、分析目前所用各种矿压控制方法，从对付矿压的原理来看有（泄压、让压、躲压、移压）。

21、软岩使用锚杆支护时，必须（？大家一定要努力把题背好了，争取全部通过）22、对煤冲击倾向性评价主要采用煤的（冲击能量指数Ke、弹性能量指数Wet 、动态破坏时间Dt）。

23、（推跨性事故）是指因水平推力作用使工作面支架大量倾斜而造成的冒顶事故。

1、岩石在三项等拉状态下应力圆2、花岗岩埋深1km r=26kn/m3 0.25 花岗岩在自重作用下，垂直应力与水平应力大小2600kn/m2 ***** kn/m23、工作面顶板的周期来压是由裂隙带岩层周期性失稳。

复习重点1-1线弹性、完全弾性、滞弹性1-2顶板下沉、支柱的变形与折损、顶板破碎情况、局部冒顶1-3采高与控顶距、工作面推进速度、开采深度、煤层倾角1-4支撑式、掩护式、支撑掩护式1-5悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论1-6跨巷回采、巷道围岩开槽、利用卸压巷；2-1至2-5√√√√×3-1是指直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层3-2是指由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。

3-3是指矿山开采活动在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力。

3-4是指人们根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间的相互关系，选择合适的巷道布置和保护及支护方式，降低围岩应力，增加围岩强度，改善围岩受力条件和赋存环境，有效地控制围岩的变形破坏。

3-5是指在上区段工作面采过后，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，以供下区段工作面回采时作为回风平巷。

4-1 O ―A 段，原始孔隙压密阶段，岩石应力应变曲线呈上弯形。

此段变形模量较小且不是一个常数。

A —B 段，线弹性阶段，岩石应力应变曲线呈直线形，相应的B点应力值称为弹性极限。

B —C 段，弹塑性过渡阶段，该段应力—应变曲线呈下凹形，随着岩石内部裂纹的不断产生和扩展，岩石产生不可逆的塑性变形，同时体积由压缩转向膨胀。

相应于C点的应力值称之为岩石的屈服极限。

C —D 段，塑性阶段，该阶段岩石的应力应变曲线继续向右上方延伸，同时岩石体积膨胀加速，变形也随应力的增长而迅速增长，直到D 点破坏。

相应于D点的应力值称之为岩石的强度极限或峰值强度。

D 点以后为破坏阶段,又称后破坏阶段。

E点所对应的应力值称为残余强度。

处于这一阶段的岩石承载能力极小，只要稍微受到扰动就很容易崩溃而完全丧失承载力。

D点后的峰值区表现出应变软化特性。

4-2 1、老顶岩块的滑落失稳是工作面顶板出现台阶以及有时地表下沉出现台阶的原因2、煤壁上方老顶剪切力最大是工作面顶板沿煤壁切落的原因；3、上覆岩层结构的存在是支架受力小于覆盖层重量的原因，并由此可以分析工作面支架工作阻力必须平衡的顶板压力大小。

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。

此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象。

矿山压力与岩层控制矿山压力：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：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。

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。

矿山压力与岩层控制的研究方法：理论研究，实验室研究，现场监测。

表征岩石的变形指标一般有泊松比、弹性模量和体积变形量。

材料发生破坏除了取决于该点的剪应力，还与该点的正应力有关。

岩石变形分为弹性变形、塑性变形和粘性变形。

原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力。

原岩应力场：天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场。

原岩应力组成——自重应力和构造应力。

由地心引力引起的应力场称为自重应力场；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——由地壳构造运动在岩体中引起的应力，分为现代构造应力和地质构造残余应力。

构造应力以水平应力为主，具有明显的区域性和方向性。

构造应力特点：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，最大应力与最小应力相差较大；4）坚硬岩层中明显，软岩中不明显；原岩应力分布基本规律：（1）实测铅直应力基本等于上覆岩层重量；（2）水平应力普遍大于铅直应力；（3）平均水平应力与铅直应力比值随深度增加而减小；（4）最大主应力与最小主应力一般相差较大。

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。

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增高部分称为支承压力。

在煤层或矿床开采的过程中，一般把直接进行采煤或采有用矿物的工作空间称为回采工作面或采场。

赋存在煤层之上的岩层称为上覆岩层，在煤层之下的岩层称为底板。

伪顶——位于煤层之上，薄而软弱的岩层；位于煤层之上随采随冒落的极不稳定岩层，其厚度一般在0.5m以下，岩性多为炭质页岩。

直接顶——位于煤层或伪顶之上一层或几层性质相近岩层；老顶——位于直接顶或煤层之上厚而坚硬的岩层（基本顶）；采空区的处理方法：刀柱法，顶板缓慢下沉法，全部或局部充填法，全部垮落法。

《矿山压力与岩层控制》课程教学大纲（理论课程）一课程说明1.课程基本情况课程名称：矿山压力与岩层控制英文名称：mining pressure and strata control课程编号：3211215开课专业：采矿工程开课学期：6学分/周学时：3/4课程类型：专业主干课2．课程性质本课程有关采矿工程学科核心理论与关键技术，是采矿工程专业的专业主干课之一；任务在于使学生掌握矿山压力的基本概念、基本理论和研究方法，为学生今后在矿山工作奠定基础。

3．本课程的教学目的和任务本课程是以研究采场及采准巷道在煤矿开采过程中所形成的矿山压力及其显现规律为中心，掌握矿山压力控制技术为目的的课程。

其任务是在学习了数学和力学课程的基础上，配合开采方法，重点讲授采场覆岩活动及其分析，采场矿压显现基本规律和采场矿压控制原理及方法，主要介绍采准巷道矿压研究方法。

通过课程学习、实验、生产实习等教学环节，使学生掌握采场和采区巷道矿压及其控制的基本知识和基本理论深入了解采煤工艺选择、巷道布置和维护方法等基本原理，为在校期间的毕业设计和毕业后从事科研、设计及煤矿技术管理工作打基础。

4．本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求开设本课程前，应先学习《材料力学》、《弹性力学》、《煤矿地质学》、《岩石力学》等课程并具有一定的煤矿知识，已开《煤矿开采学》和《井巷工程》课程和进行现场实习。

5．教学时数及课时分配二教材及主要参考书教材：钱鸣高，石平五，许家林编著，《矿山压力与岩层控制》，中国矿业大学出版社，2010。

主要参考书：钱鸣高，缪协兴等编著，《岩层控制的关键层理论》，中国矿业大学出版社，2000年。

马念杰，侯朝炯编著，《采准巷道矿压理论及应用》，煤炭工业出版社，1995年。

陈炎光，钱鸣高编著，《中国煤矿采场围岩控制》，中国矿业大学出版社，1994。

三教学方法和教学手段说明采用多媒体与板书、理论与实践相结合的教学方法。

四成绩考核办法期末考试以闭卷形式进行，占80%，平时作业和课堂考勤占10%，期中考试占20%。