中国矿业大学矿山岩石力学知识点
矿山岩石力学
一、巷道断面设计的原则巷道断面设计主要是选择断面形状和确定断面尺寸。
设计的原则是：在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。
影响巷道断面选择的因素㈠作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。
㈡巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。
㈢矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择；㈣掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。
㈤需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。
管线布置要求1．管线通常应部置在人行道一侧，也可布置在非人行道一侧。
管道架设可采用管墩架设、托架固定或锚杆悬挂等方式。
若架设在人行道上方，管道下部与道渣面或水沟盖板面保持1.8 m和1.8 m以上的距离，若架设在水沟上，应以不妨碍清理水沟为原则。
2．在架线式电机车运输巷道内，不要将管道直接置于巷道底板上（用管墩架设），以免电流腐蚀管道。
管道与运输设备之间必须留有不小于0.2 m的安全距离。
3．通信电缆和电力电缆不宜设在同一侧。
如受条件限制设在同一侧时，通信电缆应设在动力电缆上方0.1m以上的距离处以防电磁场作用干扰通讯信号。
4．高压电缆和低压电缆在巷道同侧布置时，相互之间距离应大于0.1 m 以上；同时高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50 mm，以便摘挂方便。
5．电缆与管道在同一侧敷设时，电缆要悬挂在管道上方并保持0.3 m 以上的距离。
6．电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆，或者电缆发生坠落时，不会落在轨道上或运输设备上。
三、调车工作㈠固定错车场调车法㈡活动错车场调车㈢专用转载设备四、提高装岩机工作效率的途径⑴积极推广和研究装岩、运输机械化作业线，不断提高装岩机工时利用率，缩短循环中的装岩时间。
⑵积极选用和研制高效能的装岩机，在现有设备中，要根据巷道断面大小选用装岩机。
对于双轨巷道尽量选用大型耙斗装岩机ZC-2型侧卸式装岩机或蟹爪式装岩机等大型装岩机。
矿山岩体力学知识点
矿山岩体力学知识点岩体力学是矿山工程中的一个重要学科，它研究岩石的力学性质和其在地下开采中的变形和破坏规律。
了解岩体力学的知识点对于合理设计和稳定的矿山开采至关重要。
以下是一些岩体力学的主要知识点。
1.岩石的物理力学性质：包括岩石的密度、弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
这些物理力学性质对于岩石的变形和破坏具有重要影响，也是评估岩石力学性质的基本指标。
2.应力与应变：应力是指在力作用下岩石内部的应力状态，包括垂直和平行两个方向的应力。
应变是岩石在受力下发生的变形。
研究岩石的应力与应变关系有助于了解岩石在开采过程中的应力分布规律和力学特性。
3.岩石的变形与破坏规律：岩石在受到外力作用后会发生变形和破坏。
弹性变形是岩石在小应力作用下发生的可恢复变形，塑性变形是岩石在大应力作用下发生的不可恢复变形，破坏是岩石超过其承载能力导致破坏的过程。
了解岩石的变形与破坏规律可以指导矿山开采的安全与高效。
4.岩石力学参数的测定与试验方法：准确获取岩石力学参数是进行合理设计和分析的基础。
常用的试验方法包括岩石强度试验、应力-应变试验、岩石断裂试验等。
这些试验方法可以用于测定岩石的强度、变形特性和破坏特征，为岩石力学参数的确定提供依据。
5.岩体的稳定性分析：岩体的稳定性是矿山开采过程中一个重要的问题。
通过分析岩体力学参数、岩体结构、地应力等因素，预测和评估岩体的稳定性，选择合适的支护方法和措施，以确保矿山的安全运营。
6.岩石动力学：矿山开采中常伴随着岩爆、岩石震动等动力学问题。
了解岩石的动力学特性，包括岩爆的发生机制、岩石振动的传播规律等，对于预防和控制岩爆事故、减轻岩石震动的影响具有重要意义。
7.岩石支护与巷道设计：在矿山开采中，为了稳定岩体结构，需要进行巷道支护和巷道设计。
岩石力学的研究可以指导巷道的合理设计、支护方法的选择和支护结构的设计，提高巷道的稳定性和安全性。
8.岩层间的相互作用与岩爆防控：在矿山开采中，岩层间的相互作用对于岩体稳定性具有重要影响。
岩石力学复习要点
1、岩石力学:固体力学的一个新分支,用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。
岩石：岩石是组成地壳的基本物质,它是由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律凝聚而成的自然地质体。
岩体：岩体是指一定工程范围内的自然地质体,由岩块和各种不连续面组成的。
岩体具有如下三大特征:(1)它的边界是根据工程情况确定的。
(2)岩体经历了漫长的自然地质作用过程,并在地应力的长期作用下,在其内部保留了各种永久变形和各种各样的地质构造形迹。
(3)至今还受到地应力,以及水、温度等因素的影响。
结构面：结构面是指在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度,厚度相对较小的地质界面或带,即强度低、易变形的面或带,即弱面。
结构体：结构体是指由结构面在岩体中切割而成的几何体。
2、岩石的密度：岩石的比重就是岩石的干重量除以岩石的实体积(不包括岩石中孔隙体积),所得的量与一个标准大气压下4℃纯水容重的比值,又称相对密度。
重度：岩石在天然状态下岩石单位体积的重量。
干重度：岩石在105℃~110℃烘至恒重后，测定的岩石单位体积的重量。
饱和重度：岩石在吸水饱和状态下测定的重度。
碎胀系数：岩石的碎胀系数Kp是指岩石破碎后的体积与破碎前实体积的比。
残余碎胀系数：破碎岩石压实后体积与岩石破碎前体积V之比，用Kp’表示。
（取决于岩石性质、载荷大小、载荷作用时间、含水状况等）孔隙度率：岩石的孔隙率是指岩石中孔隙体积Vv(孔洞和裂隙之和)占岩石总体积V的百分比。
孔隙比：岩石的孔隙比是指岩石中孔隙的总体积Vv与固体(颗粒)实体积Vs之比。
吸水率：岩石的吸水率(自然吸水率的简称)指干燥后的岩石(样品)在一个大气压力和室温条件下,浸入水中定时间(48hr)吸入水分的质量与其干质量百分比。
饱水率：岩石的饱和吸水率(简称饱水率)又称强制吸水率,是指干燥后的岩样在强制状态下吸入水分的质量与其固体矿物质量的百分比。
膨胀性：岩石浸水后体积增大或体积不变时相应地引起应力增大的性能。
2020年矿山岩体力学知识点
2020年矿山岩石力学知识要点1 Rock mechanics and mining engineering(1)岩石力学定义/definition of rock mechanics ：(P1)(2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面，size effect ，tensile strength ，effect of groundwater ，weathering(3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program ：(P7-9)(Fig ．1．3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/，mine model formulation ，design analysis ，rock performance monitoring ，retrospective analysis ，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。
2 Stress and infinitesimal strain(1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces ．(2)正应力/normal stress component ：(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。
(3)剪应力/shear stress component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。
岩石力学知识点整理
岩石力学知识点整理采矿 12-1 班矿山岩石力学知识点整理一、名词解释 1. 岩石力学：研究岩体在各种不同受力状态下产生变形和破坏规律的科学。
2. 质量密度（ρ）和重力密度(γ)：单位体积的岩石的质量称为岩石的质量密度。
单位体积的岩石的重力称为岩石的重力密度(重度)。
所谓单位体积就是包括孔隙体积在内的体积。
γ＝ G/Vγ＝ρg (kN /m3)式中：G――岩石试件的重量(kN) ；V——岩石试件的体积(m3)3. 岩石的相对密度就是指岩石的干重量除以岩石的实体积（不包括岩石中孔隙体积）所得的量与 1 个大气压下 40C 纯水的容重之比值。
Gs——岩石的相对密度；GsWs Vs? wWs——干燥岩石的重量(kN);Vs——岩石固体体积(m3);w —— 40C 时水的重度（kN/m3）4. 孔隙率是岩石试件内孔隙的体积占试件总体积的百分比。
n ? VV ? 100% Vn ? 1? ?d Gs?w5. 孔隙比是指岩石试件内孔隙的体积（V v)与岩石试件内固体矿物颗粒的体积（Vs)之比。
e ? VV ? VV ? n Vs V ? VV 1 ? n1采矿 12-1 班6. 岩石含水率(V1 )：是指天然状态下岩石中水的重量W1 与岩石烘干重量Wd 之比。
V1W1 Wd100%7.岩石的饱水率（V2 ）是指高压（150 个大气压）或真空条件下，岩石吸入水的重量W2 与岩石干重量之比，即V2W2 Wd100%8.岩石的饱水系数（ KS ）是指岩石的吸水率与饱水率之比，即 KSV1 V29. 软化系数：是指岩石试件在饱水状态下的抗压强度（? c ）与在干燥状态下的抗压强度（? 'c ）的比值，即??c ? 'c。
10. 透水性是指在一定的压力作用下，地下水可以透过岩石的性能称为岩石的透水性，其衡量指标为渗透率。
11.岩石的碎胀性是指岩石破碎后其体积比原体积增大的性能。
12.结构面：是指具有一定方向、延展较大、厚度较小的二维面状地质界面。
矿山岩体力学概论
5 岩石力学的基本研究内容2
（5） 岩体力学性质：变形与强度特征及其原位测试；岩 体力学参数的弱化处理与经验估计；影响岩体力学性 质的主要因素；岩体中地下水的赋存、运移规律及岩
体的水力学特征。 （6）原岩应力分布规律及其测量理论与方法。 （7）工程岩体的稳定性。 （8）岩石工程稳定性维护技术。 （9）各种新技术、新方法和新理论在岩石力学中的应用。 （10）工程岩体的模型、模拟 试验与原位监测技术。
工程决策支持系统迅速发展； （4）非线性科学的应用（耗散结构论、协同论、分叉和 混沌理论）； （5）不确定性理论的应用（模糊数学、灰色理论）。
矿山岩体力学特点
（1）采深大
（2）采矿工程支护多为临时结构物 （3）采矿地下工程位置受矿物埋藏点限制
（4）采掘工作面不断移动
（5）煤矿开采煤岩经常受瓦斯气体作用与影响 1969年顿巴斯加加林煤矿，突出煤量14000 t，瓦斯25万m3。 1975年四川天府三汇坝一矿，突出煤量12780 t，瓦斯140万m3。
2 岩石力学特点
（2）多学科共同的应用基础：相关工程领域有
采矿工程 土木建筑 水利水电 铁道工程 公路工程 地质工程 地震工程 石油工程 地下工程 海洋工程。
3 岩石力学研究的主要问题
（采矿工程方面）
（1）露天采矿边坡设计及稳定加固； （2）井工开采巷道和采场围岩控制，特别是软岩巷道和
深部开采矿压控制；
of the mechanical behavior of rock and rock masses; it is that branch of mechanics concerned with the
response of rock and rock masses to the force fields of their physical environment. (美国岩石力学委员会, 1964，1974）
矿山岩体力学复习资料
矿山岩体力学复习资料一名词解释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的和作用在巷洞支护物上的力定义为矿山压力.2.支承力与直接顶:1)支承力: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.2) 直接顶:一般把直接位于煤层上方的一层或基层性质相近的岩层陈伟直接顶.3.流变：与实践因素有关的应力应变现象同城为流变。
蠕变：应力不变条件下，应变随实践延长而增加的现象。
5.初次来压：工作面支架呈现受力普遍加大现象。
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。
6.砌体梁：破断的眼快由于相互挤压形成水平力，从而在岩块间产生摩擦力，工作面的上。
下俩去是圆弧形破坏，岩块见的咬合是一个立体咬合关系，而对于工作面中部，则可能形成外表似梁，实质是拱的裂隙体梁的平衡关系，这种结构称之为“砌体梁”。
7. 载荷集度：在回踩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。
8.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9.老顶初次来压：老顶岩层初次破断后，老顶破断岩块回转下沉引起的工作面顶板急剧下沉.支架受力普遍加大.煤壁片帮的现象。
10.采场周期来压：老顶岩层的周期性破断而引起“砌体梁”结构的周期性失稳而引起的顶板来压现象11.载荷集度：在回采工作面的顶板悬顶距的范围内，单位面积顶板对支架的载荷二．填空题1.矿压显现有哪些现象：顶板下沉，顶板下沉速度，支柱变形与折损，顶板破碎情况，局部冒顶，工作面顶板沿煤壁切落（大面积铆钉）。
2.覆岩移动破坏的三个带：跨落带，裂缝带，弯曲带。
3.矿山充填分为：水里充填，干事充填，交接充填。
4.采空区的处理方法：全部垮落法，矸石充填，注水，泥沙填充，刀柱，顶板缓慢下沉法，煤柱支撑法，采空区填充法。
5.回采工作面常有一系列矿山压力出现如：顶板下沉，顶板下沉速度，支柱变形与折损，顶板破碎情况，局部冒顶和大面积冒顶。
矿山岩体力学
矿山岩体力学知识点一、基本术语/名词（1）体力分布在物体体积内的力（2）面力分布在物体表面上的力称面力（3）正应力（4）剪应力（5）正面（6）负面（7）主平面（8）主应力（9）静水压力（10）偏斜主应力（11）体积应变（12）连续性假设（13）完全弹性假设（14）均匀性假设（15）各向同性假设（16）小变形假设（17）岩块（18）结构面（19）岩体（20）岩石的结构（21）岩石的构造（22）密度（23）视密度（24）天然视密度（25）干视密度（26）饱和视密度（27）孔隙性（28）孔隙度（29）孔隙比（30）碎胀性（31）碎胀系数（32）压实性（33）残余碎胀系数（34）吸水性（35）自然吸水率（36）饱和吸水率（36）透水性（37）渗透系数（38）软化性（39）软化系数（40）膨胀性（41）膨胀率（42）膨胀应力（43）崩解性（44）崩解性指数（45）抗切强度（46）抗剪强度（47）摩擦强度（48）应变强化（49）应变软化（50）岩石扩容（51）流变（52）蠕变（53）松弛（54）结构面间距（55）结构面的连续性（56）结构面线连续性系数（57）结构面张开度（58）RQD指标（59）围岩（60）原岩应力（61）围岩应力（62）围岩压力（63）形变围岩压力（64）松动围岩压力（65）滑动围岩压力（66）原岩应力场（67）自重应力（68）构造应力二、基本概念/规律/特点（1）岩石力学特点（2）矿山岩体力学特点（3）剪应力互等性（4）岩石力学中应力分析基本规定（5）弹性力学基本假设（6）平面应力问题（7）平面应变问题（8）平衡微分方程（9）几何方程（10）物理方程（虎克定律）（11）圣维南原理（12）相容方程（13）逆解法（14）半逆解法（15）煤矿常见的岩石结构类型（16）基本岩石构造类型（17）岩石常见的破坏形式（18）岩石强度主要影响因素（19）岩石/岩体全应力—应变曲线阶段性特点（20）岩石蠕变三水平（21）岩石蠕变三阶段（22）按照地质成因岩体结构面分类（23）按照结构面力学性质分类（24）岩体的基本特征（25）岩体质量评价与分类的发展趋势（26）地应力分布基本规律（27）地应力直接测量法（28）地应力间接测量法（29）水压致裂法测量步骤（30）套孔应力解除法测量步骤（31）采场应力重新分布基本特点/view/2fede41555270722192ef7ee.html次要/view/05a8f8d6b14e852458fb5778.html。
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矿山岩石力学知识要点1 Rock mechanics and mining engineering(1)岩石力学定义/definition of rock mechanics ：(P1)(2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面，size effect ，tensile strength ，effect of groundwater ，weathering(3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program ：(P7-9)(Fig ．1．3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/，mine model formulation ，design analysis ，rock performance monitoring ，retrospective analysis ，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。
2 Stress and infinitesimal strain(1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces ．(2)正应力/normal stress component ：(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。
(3)剪应力/shear stress component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。
(4)体力：分布在物体体积内的力。
(5)面力：分布在物体表面上的力。
(6)内力：物体本身不同部分之间相互作用的力。
(7)正面：外法线沿着坐标轴的正方向的截面。
正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正，反之为负。
(8)负面：外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。
负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正，反之为负。
(9)应力变换公式/stress transformation equation ：(P 15)222ll lm 2()()()()x xx y yy z zz x y xy y z yz z x zx x x xx y y yy z z zz x y y x xy y z z y yz z x x z zxl l l l l l l l l l m l m l m l m l m l m l m l m l m σσσσσσσσσσσσσσ=+++++=++++++++(9)主平面/principle plane ：(P15)单元体剪应力等于零的截面。
(1 0)主应力/principle stress ：(P15)主平面上的正应力。
(11)三维主应力方程与应力不变量：(P16)321231222222230()2()P P P xx yy zzxx yy yy zz zz xx xy yz zx xx yy zz xy yz zx xx yz yy zx zz xy I I I I I I σσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσ-+-=⎧=++⎪⎪=+++++⎨⎪=+-++⎪⎩σ1,σ2,σ3 in order of decreasing magnitude,and are identified respectively as the major ，intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力．(12)主应力之间相互正交条件：1212120x x y y z z λλλλλλ++=(13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress ：(P17-18) 1112233,,,3m m m m I S S S σσσσσσσ==-=-=-(14)静力平衡方程/differential equations of static equilibrium ：(P19)；000xy xx xzyx yy yzzy zx zzX x y z Y x y z Z x y z σσσσσσσσσ∂⎧∂∂+++=⎪∂∂∂⎪⎪∂∂∂⎪+++=⎨∂∂∂⎪⎪∂∂∂+++=⎪∂∂∂⎪⎩(15)平面问题的主应力及其方向计算：(P21)221,211()(),tan 124xx xx yy xx yy xy xyp σσσσσσσσασ-=+±-+=- (16)应变．位移关系方程：(P27),,1,()21,()21,()2y x z x y z y y x x xy z y y z z yz z x x z z zx z u u ux y z u u u u y x x y u u u u z y y z u u u u x z z x εεεγγγ∂⎧∂∂===⎪∂∂∂⎪⎪∂∂∂∂=+Ω=-⎪⎪∂∂∂∂⎨∂∂∂∂⎪=+Ω=-⎪∂∂∂∂⎪∂∂∂∂⎪=+Ω=-⎪∂∂∂∂⎩(17)体积应变/volumetric strain ：(P27) xx yy zz εεε∆=++(18)变形协调方程/strain compatibility equations ：(P28) 22222yy xy xx y x x yεγε∂∂∂+=∂∂∂∂(19)虎克定律/Hook ’S law ：(P29)()()()111111,,,x x y z y yz x z zx y xy xy yz yz xz xz E E E G G G εσμσσεσμσσεσμσσγτγτγτ⎧⎡⎤=-+⎪⎣⎦⎪⎪⎡⎤=-+⎣⎦⎪⎨⎪⎡⎤=-+⎣⎦⎪⎪⎪===⎩(20)岩土力学关于位移、应力、应变正负的规定(i)沿坐标轴正向作用的力和位移分量为正；(ii)收缩正应变为正；(iii)压缩正应力为正； (iV)若截面内法线相对于坐标的原点向内指，则截面上剪应力方向相对于坐标原点向内为正，反之亦然。
3 Rock strength and deformability(1)强度(峰值强度)/strength or peak strength ：(P42) (2)残余强度/residual strength ：(P42)(3)应变软化/strain-softening or strain-weakening behavior ：(P42)指岩石达到峰值强度以后继续变形，其强度随变形量增加而降低/减少的特性。
(4)塑性变形/ductile deformation ：(P42) (5)屈服/yield ：(P42)(6)有效应力/effective stress ：(P42)'ij ij ij u σσδ=-(7)Tangent Yong ’s modulus E t ，average Yong ’s modulus E av ，secant Yong ’s modulus E s ：(P43-44)(8)岩石单轴压缩与三轴压缩典型特性：(P42)(P50-51)(Fig 3.2)(Fig 3.11)(Fig 3.12)岩石单轴压缩特性：从变形的四个阶段理解：弹性变形、塑性变形、(峰值强度以后)应变软化、残余变形。
岩石三轴压缩特性：与单轴压缩特性，比较不同围压下的强度、变形性能，脆、塑性转变等。
(9)扩容/dilation ：(P51)(10)Coulomb ’s shear strength criterion ：(P54-55)312cos (1sin )2cos ,,1sin 421sin c C C φσφπφφσβσφφ++==+=-- (11)Griffith crack theory ：(P5 7) (12)岩石结构面强度：(P64) 132(3tan )(1tan )sin 2W W W C ctg σϕσσϕββ+⋅=+-⋅4 Rock mass structure(1)岩石/rock ：(P75)(2)岩体/rock mass ：(P75)(3)岩石结构的主要类型/maj or types of structural feature ：(P75-78)bedding planes, folds, faults, shear zones, dykes, jionts ．(4)岩石结构面的产状/orientation ：(P78)dip direction/azimuth ，dip (5)结构面的间距/spacing ：(P78) 补充：(i)结构面的线密度Kd ：指结构面法线方向单位长度上交切结构面的条数(条/m)。
(ii)岩体结构面的平均间距j d 与线密度K d 关系：1jdd K =(iii)取样线上的结构面线密度即为各组节理面线密度之和。
(iV)Priest and Hudson(1976)found that an estimate of RQD could be obtained from disconti- nuity spacing measurements made on core or an exposure using the equation0.1100(0.11)RQD e λλ-=+For values of (the mean discontinuity frequency)in the range 6 to 16/m,a good approximation to measured RQD values was found to be given by the linear relation. 3.68110.4RQD =-+(6)RQD quality designation ：(P79) 100i x RQD L=∑(7)结构面的连通性/persistence ：(P80)(8)结构面的粗糙度/roughness ：(补充)Roughness is a measure of the inherent surface unevenness and waviness of the discontinuity relative to its mean planes ．(9)结构面的开度/aperture ：(P82) (1 0)结构面的填充性/filling ：(P83)(11)Bieniawski ’s geomechanics classification ：(P83-84)(补充)(1 2)岩石与岩体的区别/differences between rock mass and rock element ：(P8 7) In the fabric ：岩石存在微观节理；岩体由岩块与宏观结构面组成。