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贵州大学2010-2011学年第二学期考试试卷 B 《矿山压力与岩层控制》答案及评分标准注意事项：1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。
2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。
3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。
4. 满分100分，考试时间为120分钟。
一、填空题（共20分,每空1分）1.根据“砌体梁”理论，回采工作面，竖向可分为垮落带、裂缝带、弯曲沉降带三带；横向可分为支承压力区、离层区、重新压实区三区。
2.直接顶初次跨落的标志是直接顶垮落高度超过1～1.5m，范围超过工作面长度的一半。
3. 矿山地下开采中，采空区的处理方法主要有全部垮落法、刀柱法（煤柱法）、充填法、顶板缓慢下沉法。
4.长壁工作面顶板压力估算的方法主要有经验估算法、老顶结构平衡关系估算法、威尔逊算法。
5.原岩应力包括自重应力、构造应力。
6.直接顶分为四类，分别为不稳定顶板、中等稳定顶板、稳定顶板、非常稳定顶板。
二、名词解释（共20分,每小题4分）1. 关键层：在直接顶上方存在厚度不等、强度不同的多层岩层，其中一层至数层厚硬岩层在采场上覆岩层活动中起主要的控制作用。
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。
2. 初次来压：回采工作面由于老顶第一次失稳而引起顶板压力异常增大的剧烈的矿压活动。
3. 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，称作矿山压力显现。
4. 煤矿动压现象：煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定条件下突然发生破坏或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应。
这些现象统称为煤矿动力现象。
5.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。
三、简答题（共30分,每小题6分）1. 请简要叙述影响采场矿山压力显现的主要因素有哪些？答：影响采场矿山压力显现的主要因素是采场围岩性质，此外以下因素对矿压显现有重要影响：（２分）A、采高和控顶距；B、工作面推进速度；C、开采深度；D、煤层倾角的影响；（4分）2.采场支架对老顶工作方案有哪些？简述各方案特点。
智慧树知到《矿山压力与岩层控制》章节测试答案智慧树知到《矿山压力与岩层控制》章节测试答案绪论1、采矿工程的力学本质是A:围岩的破坏及其控制问题B:压力拱假说C:掩护梁假说D:铰接岩块假说答案:围岩的破坏及其控制问题2、下列不属于矿压引起的事故的是A:冲击地压B:冒顶事故C:透水事故D:火灾答案:火灾3、安全采矿最核心的问题是A:如何保障采掘空间的安全问题B:冒顶事故C:透水事故D:冲击地压答案:如何保障采掘空间的安全问题4、以下属于矿压引起的问题的是A:巷道冒顶、片帮B:巷道两帮鼓出C:巷道顶板移近D:顶板下沉与支架承载答案:巷道冒顶、片帮,巷道两帮鼓出,巷道顶板移近,顶板下沉与支架承载5、下列属于有关矿压的理论中属于掩护拱假说的是A:自然平衡拱假说B:压力拱假说C:掩护梁假说D:铰接岩块假说答案:自然平衡拱假说,压力拱假说第一章1、下列说法错误的是A:垂直应力都是压应力，且水平应力比垂直应力小得多B:垂直应力随深度增加呈正比例增加C:采动前岩层中任何点的垂直平面和水平面上都不存在剪应力分量D:垂直应力是由水平应力引起的答案:垂直应力是由水平应力引起的2、下列不属于矿山压力显现条件的是A:采动B:矿山压力作用C:围岩运动和支架受力D:基本顶垮落答案:基本顶垮落3、下列说法不正确的是A:矿山压力的存在是可观的、绝对的B:矿山压力存在于采动空间周围的岩体中C:矿山压力显现是相对的有条件的D:矿山压力是显现跟矿山压力没有必然联系答案:矿山压力是显现跟矿山压力没有必然联系4、下列说法正确的是A:围岩的明显运动是有条件的B:有矿山压力一定有明显的矿山压力显现C:底板运动压力显现强力的部位一定在应力高峰位置D:支架明显受力没有条件限制答案:围岩的明显运动是有条件的5、下列属于矿山压力的来源的是A:原始应力场B:覆盖岩层的重力C:构造运动的作用力D:岩体膨胀的作用力答案:原始应力场,覆盖岩层的重力,构造运动的作用力,岩体膨胀的作用力6、下列说法不正确的是A:有矿山压力显现一定有矿山压力B:有矿山压力一定有明显的矿山压力显现。
原岩应力：未受开采影响的岩体内，由于岩体自重和构造运动等原因引起的应力。
（原始应力）构造应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力，岩体构造应力可以分为现代构造应力和地质构造残余应力。
极限平衡区：在巷道两侧周边的围岩上就将承受(2～3)σ1或(4～5)σ1的垂直压应力。
由于处于周边的岩块侧向应力为零，为单向压缩状态。
随着向深部发展，岩块逐渐变为三向应力状态。
若巷道两侧是松软岩，如煤、页岩等，则在此压力下就可能处于破坏状态。
随着向岩体内部发展，岩块的抗压强度逐渐增加，直到某一半径R处岩块又处于弹性状态。
该范围称为极限平衡区。
矿山压力：在煤体采动过程中，煤巷、硐室和工作面周围的围岩和煤体及其中支护体所受的力矿山压力显现：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，以及在岩体中产生的动力现象。
这些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。
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称为原岩应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。
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。
伪顶：煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3～0.5m极易跨落的软弱岩层。
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。
一般是由砂岩、石灰岩及砂砾岩等岩层组成。
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。
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。
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。
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习题答案一、名词解释：1、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而坚硬的岩层称为老顶。
2、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量，顶底板的相对移近量。
3、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。
4、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来亚现象称为工作面顶板的周期来压。
5、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空间称为回采工作面，简称采场。
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、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和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
8、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。
9、矿山压力控制：所有减轻，调节，改变和利用矿山作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。
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有时可能伴随滑落失稳，从而导致工作面顶板急剧下沉，此时，工作面支架呈现受力普遍加大的现象称为老顶初次来压。
11、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之承压力。
12、关键层：将对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。
13、冲击能指数：在单轴压缩状态下，煤样全“应力---应变”曲线峰值C前所积聚的变形能Es与峰值后所消耗的变形能Ex之比值。
13、沿空留巷：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，供下区段工作面回采时作为回风平巷。
14、沿空掘巷：回采工作面采过后，沿采空区边缘掘进的巷道。
15、软岩：是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
16、底鼓：底板向上鼓起的现象。
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。
矿山压力与岩层控制习题答案一、名词解释：1、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而坚硬的岩层称为老顶。
2、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量，顶底板的相对移近量。
3、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。
4、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来亚现象称为工作面顶板的周期来压。
5、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空间称为回采工作面，简称采场。
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、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和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
8、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。
9、矿山压力控制：所有减轻，调节，改变和利用矿山作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。
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有时可能伴随滑落失稳，从而导致工作面顶板急剧下沉，此时，工作面支架呈现受力普遍加大的现象称为老顶初次来压。
11、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之承压力。
12、关键层：将对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。
13、冲击能指数：在单轴压缩状态下，煤样全“应力---应变”曲线峰值C前所积聚的变形能Es与峰值后所消耗的变形能Ex之比值。
13、沿空留巷：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，供下区段工作面回采时作为回风平巷。
14、沿空掘巷：回采工作面采过后，沿采空区边缘掘进的巷道。
15、软岩：是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
16、底鼓：底板向上鼓起的现象。
矿山压力与岩层控制 习题1.按照岩石的构成特征如何区别岩石的结构和岩石的构造这两个概念？并举例加以说明。
答：岩石结构：岩石中的矿物结晶成分、颗粒大小和形状以及彼此间的组合方式叫结构。
例如岩浆岩有等粒结构和玻璃质结构等。
岩石构造：岩石中矿物集合体之间或集合体和岩石其他组成部分之间的排列方式叫构造。
例如岩浆岩的块状构造，沉积岩的层状构造等。
结构说的细节，构造说的是整体。
2.岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？研究它们有何意义？答：岩石的孔隙性是指岩石中孔洞和裂隙发育程度的指标，常用孔隙度表示，有时也用孔隙比表示。
岩石的孔隙度是指岩石中各种孔洞和裂隙体积总和与岩石总体积之比，也称孔隙率。
岩石的孔隙比e 是指岩石中各种孔洞和裂隙的体积总和0V 与岩石固体部分实体积c V 之比。
主要是为了研究和表达岩石中孔裂和孔隙的发育程度，为工程建设提供依据。
意义：岩石内孔隙度、孔隙比越高，则使岩石的强度越低，因此，是反映岩石强度的重要指标。
3.岩石受载时会产生哪些类型的变形？岩石的塑性和流变性有什么不同？答：1）产生弹性变形、塑性变形和黏性变形三种。
2）岩石的塑性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。
流变：各种岩土工程都和时间因素有关，时间对岩石变形特性的影响称为岩石的变形时间效应。
与时间因素有关的应力应变现象称为流变。
4.岩石三向压缩时的变形特征与单向压缩相比有何特点？岩石在三向压缩条件下是否会发生破坏？答：一、岩石在三轴等压应力作用下，其变形特征将受到围压的影响。
1）岩石的屈服应力随围压（32σσ=）的增加而提高。
2）弹性段的斜率变化不大，即弹性模量和泊松比在单轴压缩下基本相等。
3）在一定临界围压下出现塑性流动现象，岩石在三向压缩条件下不发生破坏。
二、岩石试件在进行单轴压缩试验时，因试验机加压载荷大小、试件受载面光滑程度的不同，岩石试件可能出现拉坏或剪坏。
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。
复习题一、填空题1．矿山压力及岩层控制的学科特色表现在：1）采矿工程岩体结构的本质；2）采矿工程的移动特性；3）采矿工程中围岩的大变形和支护体的可缩特征；4）采矿工程中的能量原理和动力现象；2．根据上覆岩层内部移动特征，将上覆岩层沿工作面推进方向划分为三个区，煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区；根据采空区覆沿移动破坏程度，可分为“三带”，分别为垮落带、裂隙带和弯曲下沉带。
3．软岩巷道围岩变形力学机制：物化膨胀类型、应力扩容类型和结构变形)类型。
4．上覆岩层的矿山压力假说包括压力拱假说、悬臂梁假说、铰接岩块假说、预成裂隙假说和砌体梁力学模型；钱鸣高院士提出了岩层控制的关键层理论。
5．沿空掘巷和沿空留巷为无煤柱护巷基本方式。
6．支架与围岩相互作用比较复杂，最基本和最具代表性的有两种：（1）巷道顶板与上覆岩层离层或脱离时，支架仅受到脱落岩层自重压力作用，支架处于给定载荷状态；（2）若巷道顶板岩层未发生离层，支架处于给定变形状态。
7．回采工作面老顶的破坏形式为O-X型破断。
8．巷道围岩控制的基本途径：降低围岩应力、提高围岩稳定性和合理(选择)支护。
9．以锚杆为主体的巷道支护体系为主动加固形式，在不同的发展时期提出了相应的锚杆支护理论，包括：悬吊理论、组合梁理论、压缩拱理论和最大水平应力理论；而巷道锚杆支护的围岩强度强化理论揭示了锚杆支护的实质。
12．滑落失稳和变形失稳是“砌体梁”结构的两种失稳方式：13．回采工作面支架必备的两个特性：一定的可缩性和良好的支撑性。
14．支柱的典型特性曲线有急增阻式、微增阻式和恒阻式。
15．构造应力以水平应力为主，具有明显的方向性和区域性。
16．冲击矿压发生的原因是多方面的，但总的来说可以分为三类，即自然地质因素、开采技术条件和组织管理措施。
17．回采工作面的围岩，一般是指直接顶、老顶和直接底。
18．采场上覆岩层中关键层的特征有：1）几何特征，相对其他岩层而言厚度较大；2）岩性特征；3）变形特征，在关键层下沉变形时，其上部全部或局部岩层随之同步协调下沉；4）破断特征；5）支承特征二、需要了解的常识内容1．双巷道掘进增加了煤炭的损失。
矿山压力、 矿山压力显现 、矿山压力控制、原岩应力、支承压力、老顶、直接顶、直接顶初次垮落、顶板下沉量、老顶初次来压、周期来压、关键层、开采沉陷、充分采动与非充分采动、岩层移动角、岩层变形、沿空留巷、沿空掘巷、锚固力、 软岩、 顶板大面积来压、浅埋煤层、放顶煤开采。
一、重要概念 矿山压力：地下岩体在受到开挖以前，原岩应力处于平衡状态。开掘巷道或进行回采工作时，破坏了原始的应力平衡状态，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，在相关学科中也称为二次应力或工程扰动力。（1）
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）
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） 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）
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)
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。一般是由砂岩、石灰岩及砂砾岩等岩层组成。（65） 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） 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）
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） 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）
周期来压：随着回采工作面的推进，在老顶初次来乐以后，裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定一失稳一再稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。出于结构的失稳导致了工作面顶板的来压，这种来压也将随着工作面的推进而呈周期性出现。因此，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）
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） 沿空留巷：如果通过加强支护或采用其他有效方法，将相邻区段巷道保留下来，供本区段工作面回采时使用的巷道，称为沿空保留(煤体—无煤柱)巷道。（203）
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影响已经稳定后，沿采空区边缘掘进的巷道称为沿空掘进(煤体—无煤柱)巷道（203）
锚固力：为锚杆对围岩的约束力。（242） 软岩：分为地质软岩和工程软岩。（256） 地质软岩：指强度低，孔隙度大，胶结程度差，受结构面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层的总称。 工程软岩：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力总和，工程软岩的定义揭示了软岩的相对性质。
煤矿动压现象：煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应。这些现象统称为煤矿动压现象。（294）
冲击矿压：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，部分巷道垮落破坏等。冲击矿压还会引发或可能引发其他矿井灾害，尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，下扰通风系统，严重时造成地面震动和建筑物破坏等。因此，冲击矿压是煤矿重大灾害之一。（294）
冲击能指数：在单轴压缩状态下，煤样全“应力一应变”曲线峰值c前所积聚的变形能Es与峰值后所消耗的变形能Ex之比值。它是包含试件“应力一应变”全部变化过程的曲线，直观和全面地反映了蓄能、耗能的全过程，显示了冲击倾向的物理本质。（298）
浅埋煤层：根据实测，浅埋煤层可分为两种类型：典型的浅埋煤层，近浅埋煤层。 对于基岩比较薄、松散载荷层厚度比较大的浅埋煤层，其顶板破断运动表现为整体切落形式，易于出现顶板台阶下沉。此类厚松散层浅埋煤层称为典型的浅埋煤层，其特征可以概括为埋藏浅、基载比小、老顶为单一关键层结构的煤层。
对于基岩厚度较大、松散载荷层厚度较小的浅埋煤层，其矿压显现规律介于普通工作面与浅埋煤层工作面之间，顶板结构呈现两组关键层，存在轻微的台阶下沉现象，可称为近浅埋煤层。（283）
简述题 1. 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。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，构造应力与岩体的特性(岩体中裂隙发育密度与方向，岩体的弹性、塑性、粘性等)，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(断层、榴皱等)有密切关系。自重应力场和构造应力场是原岩应力场的主要组成部分。
2. 原岩应力分布的基本特点 通过理论研究、地质调查和大量的地应力测量资料，原岩应力分布的主要规律归纳如下： (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)平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小； (4)最大水平主应力和最小水平主应力一般比值相差较大。
3. 支承压力与矿山压力的区别？ 支承压力一般认为是岩石的自身承压能力或是液压支架的承压；矿山压力是指矿山岩石经开挖，而产生的地压，一般包括了岩石的自承能力和支架的承压。
4. 煤柱下方底板岩层中应力分布特点及其实际意义？ 煤层底板下方有高应力区和低应力区。距煤柱水平距离越远，应力越小，距煤柱越近应力越大。在实际工程中很少遇到集中载荷作用的情况，但是通过这个解，可以知道应力在岩体内的传递规则，并且可以用积分的方法解决其他形式载荷条件下的应力分布问题。
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？ 特征：岩石破碎后，杂乱堆积，岩体的总体力学特性类似于散体。由于岩层破碎后体积将产生膨胀，因此直接顶跨落后，堆积的高度要大于直接顶岩层原来的厚度。岩石的碎胀性是指岩石破碎后散乱后堆积的体积比破碎前整体状态下增大的特性，一般用碎胀系数K表示。 作用：对于岩层控制来说，碎胀性有重要作用，当煤层采出形成采空区后，顶板处于悬露状态，就会发生破坏，并给工作面顶板管理造成影响以致危害。由于顶板岩石有碎胀性，跨落后体积增大，能充填部分因煤层采出后形成的采空区，其上覆岩层的活动对工作面就没有明显的动压影响了。因此，碎胀性对工作面顶板管理有重要意义。
6. 分析采场上覆岩层结构失稳条件。 1、结构的滑落失稳：老顶初次断裂后形成的结构体在咬合点处受2个作用，一是岩块自身重力产生的剪切力R，向下，为滑落失稳力；二是岩块水平挤压T产生的摩擦力，向上，与岩块滑落方向向反，阻止岩块滑落。当剪切力与摩擦力相等时，呈极限平衡状态。如果剪切力大于摩擦力，此结构将出现滑落失稳。 2、结构的变形失稳： 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。 上覆岩层的岩体结构主要由坚硬岩层组成，软岩层只作为载荷，坚硬岩层断裂成岩按后排列鳖齐并互相咬合，这样，就可以建立一个势定的力学模型。根据力学计算，岩体结构的平衡条件为： 1）岩块间应有足够的水平推力，且不可过大。 2）岩块的下沉量Sl要小，厚度h较大，且Sl要远小于ho。 3）岩按闷的断裂角θ要小于岩块间的摩擦角ψ 4）岩块间的剪切力Q要小于岩块问的摩擦力，即岩体结构上作用的载荷不易过大。
7. 分析加快工作面推进速度与改善顶板状况的关系。 从s-t曲线中可以看出，加快工作面的推进速度只是缩短了落煤与放顶两个主要生产过程的时间间隔。从理论上说，其结果肯定能减小顶板下沉量，但同时必然使顶板下沉速度加剧。由于落煤与放顶所造成的剧烈影响都是在较短的时间内（如1-2h）完成的，加快推进速度只能消除一部分平时的下沉量，但决不能消除此工序的剧烈影响所造成的下沉量。所以，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态有所改善。当工作面推进速度提高到一定程度后，顶板下沉量的变化将逐渐减小。因而想把顶板压力“甩掉”的企图实际上是不能实现的。
8. 试分析开采深度对采场矿山压力及其显现的影响。 开采深度直接影响着原岩应力大小，同时也影响着开采后巷道或工作面周围岩层内支承压力值。从这个意义上讲，开采深度对矿山压力具有绝对的影响。但对矿山压力显现的影响则不尽相同。开采深度对巷道矿山眼里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。这是因为随着深度增加，巷道围岩的变形与支架上承受的压力都将增加。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。这显然是鱿鱼采场顶板的挠曲情况及支架所受的载荷的大小，与裂隙带形成“结构”的条件有关，因而主要应视煤层采高、直接顶和老顶的力学性质、厚度等因素而定。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。
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？ （1）老顶断裂位置在煤壁前方。 （2）老顶断裂后在一定趋于内出现“反弹”现象，而在另一些区域则出现“压缩”现象。 （3）老顶反弹量随M0、E、I及k等的数值变化而变化。 （4）直接顶与煤层的垫层系数k越大，则反弹区域与反弹值越小；而垫层系数k越小，则反弹区域与反弹值越大。 （5）反弹效应在采场上下两巷同样有所反应，利用这种信息可预测预报老顶断裂。 10. 简述回采工作面周围支承压力分布规律。
煤层开采过程破坏了原岩应力场的平衡状态，引起应力重新分布。对于受到采动影响的巷道，它的维护状况除了受巷道所处位置的自然因素影响以外，主要取决于采动影响。煤层开采以后，采空区亡部岩层重量将向来空区周围新的支承点转移，从而在采空区四周形成文承压力带。工作面前方形成超前支承压力，它随着工作面推进而向前移动，称为移动性支承压力或临时支承压力。工作面沿倾斜和仰斜方向及开切眼—侧煤体上形成的支承压力，在工作面采过一段时间后，不再发生明显变化，称为固定支承压力或残余支承压力。回采工作面推过一定距离后，采空区上覆岩层活动将趋于稳定，采空区内某些地带冒落矸石被逐渐压实，使上部
