矿山压力及控制

1、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）

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）

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叫矿山压力控制。（1）

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，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。（40）

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向应力增高部分称为支承压力。(58)

6、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）

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。（65）

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）

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。（98）

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)，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）

矿山压力与岩层控制

一、名解：

1.矿山压力：是指分布于岩层内部各点应力，又包括作用于围岩上的任何部分边界上的外力。

2.支承压力：是指煤层采出后，在围岩应力重新分布的范围内，作用于煤层、岩层、和矸石上的垂直压力。

3.围岩应力：是指洞室开挖后，周围岩体失去原来的平衡，引起洞室一定范围内岩体应力发生改变，重新调整形成新的应力。

4.原岩应力：是指把未受采掘扰动影响的岩石应力称为原岩压力。

5.基本顶：是指运动时对回采工作面矿山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够始终传递水平应力的不等高裂隙。

6.直接顶：是指在采空区内已夸落，在回采工作面内由支架暂时支撑的悬臂梁，其结构特点是在回采工作面推进方向上不能始终保持水平力传递。

7.泊松比：是指岩石在受单向压缩载荷时，试件在轴向压缩的同时产生横向膨胀，其横向与纵向的比值称为泊松比。

8.初次夸落距：是指当工作面自开切眼推进一段距离后直接顶悬露达到一定的高度，采空区进入初次放顶，直接顶开始夸落，此时直接开始夸落的距离称为初次夸落距。

9.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。

10.步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。

11.砌体梁：在一定的条件下能够形成表似梁实则为半拱结构。这种平衡结构形如砌体，故称为砌体梁。

12.关键层：在回采工作面上覆岩层中存在多个岩层时，对岩体活动全部或局部起控制作用的岩层称为关键层。

13.碎胀性：是指岩石破碎后处于松散状态下得体积与破碎时的体积之比。

二、填空：

1.三横三纵：三纵带是指弯曲下沉带、裂隙带、冒落带；三横是指煤壁支撑影响区、离层区、重新压实区。

2.直接顶完整性的取决因素：岩石本身的性质、裂隙的发育情况直接顶内的各种原因造成的层理。

3.节理裂隙的分类：原生裂隙、构造裂隙、压裂裂隙。

4.影响顶板下沉的因素：采高、采深、倾角及推进的速度。

5.采区巷道的支护形式：基本支护、加强支护、巷旁支护、巷道围岩加固。

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《矿山压力及其控制》

一、名词解释（30分）

1、矿山压力；2、碎胀系数；3、周期来压；4、支承压力；5、弹性后效；6、

格里菲斯强度理论；7、充分采动；8、构造应力；9、岩石单轴抗压强度；10、

结构面

二、绘图解释岩石应力—应变全过程曲线。（15分）

三、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。（15分）

四、简述工作面常见顶板事故产生的原因。（15分）

五、简述构造应力分布的基本特点。（10分）

六、简述采场支架与围岩石相互作用原理。（15分）

七、简述影响岩体强度的主要因素。（15分）

八、已知弹性波在某岩体中传播速度VM=1750m/s，弹性波在该中岩石中传播速

度VR=2120m/s，岩石单向抗压强度R

c=220MPa，单向抗拉强度R

t=20MPa，试

求该岩体的准岩体强度Rcm及R

tm。（10分）

九、试述采场上覆岩层关键层的特征。（10分）

十、论述有关采场上覆岩层活动规律的假说。（15分）官方网址

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集训营、一对一保分、视频、小班、少干、强军《矿山压力及其控制》模拟试题一参考答案

一、名词解释（30分）

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

硐支护上的力。

2、碎胀系数：岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石碎胀前处于整体状态下

的体积之比。

3、周期来压：老顶初次来压以后，随着工作面的继续推进，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。

4、支承压力：在岩体内开挖巷道后，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。

5、弹性后效：加载（或卸载）后经过一段时间应变才增大（或减小）到一定数

值的现象。

6、格里菲斯强度理论：认为在材料内部存在许多均匀地、随机分布的窄缝形微

矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体行程的和作用在巷硐支护物伤的力。

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。

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。

原岩应力：存在于地层中未受扰动的天然应力。

原岩应力分分布的基本规律：①实测铅直应力基本上等于上覆岩石层重量。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相差较大。

构造应力：是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。

构造应力的基本特点：构造应力以水平力为主，具有明显的区域性和方向性。①一般情况下地壳运动以水平运动为主，构造应力主要是水平应力；而且地壳总的运动趋势是相互挤压，所以水平应力占绝对优势。②构造应力分布不均匀，在地质构造变化比较剧烈的地区，最大主应力的大小和方向往往有很大的变化。③岩体中的构造应力具有明显的方向性，最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大。④构造应力在坚硬岩层中出现一般比较普遍，在软岩中存储构造应力很少。

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。

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。

极限平衡状态：随着破坏向岩体内部发展，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，这样，半径R范围内的岩体就处于极限平衡状态。

减压区和增压区（支撑压力区）：比原岩应力晓得压力区是减压区，比原岩应力高的压力区是增压区（即支撑压力区）。

采场：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简称采场。

顶板：赋存在煤层之上的岩层称为顶板或称为上覆岩层。