河南理工大学矿山压力与岩层控制历年重点总结
河南理工大学矿压复习重点内容

矿压绪论一、矿山压力与岩层控制的概念矿山压力: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。
(变形、破坏、垮落、折损、冲击)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。
二、发展矿山压力与岩层控制的意义1生态环境保护2 保证安全和正常生产3 减少资源损失4 改善开采技术5 提高经济效益三、发展矿山压力与岩层控制属性和特色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 采矿工程的能量原理和动力现象第二章矿山岩体的原岩应力及其重新分布一、基本概念原岩—地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体称为原岩体原岩应力—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自重应力—由地心引力引起的应力,等于单位面积上覆岩层重量构造应力—由于地质构造运动而引起的应力原岩应力:自重应力构造应力自重应力:等于单位面积的上覆岩层的重量构造应力—由于地壳构造运动在岩体中引起的应力构造应力的特点:(1)以水平应力为主,浅部尤为明显;而且地壳总的运动趋势是相互挤压,所以水平应力以压应力占绝对优势。
(2)分布不均,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变化。
(3)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)坚硬岩层中普遍,软岩中很少。
原岩应力分布的基本规律:(1)实测垂直应力基本等于上覆岩层重量(2)水平应力普遍大于垂直应力(3)平均水平应力与垂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双向等压应力场内的圆形孔规律:①圆孔周边应力H t r γσσ2,0==②任一点的应力 ③ 分布与方向角无关,圆孔任一方向应力分布相同;④围岩内应力大小与弹性常数E 、μ无关,与距孔边距离有关;⑤双向等压时,圆孔周边全处于压缩应力状态;⑥圆孔的影响半径为⑦双向等压圆孔应力集中系数最大为 2 。
2021《矿压》主要知识点(1)

《矿山压力与岩层控制》主要知识点第一讲绪论1、基本概念:2、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称为矿山压力。
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,称为矿山压力显现。
4、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。
5、矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制、采场围岩控制:、6、巷道围岩控制:。
1、7、研究和学习矿山压力与岩层控制的意义。
2、第二讲采场上覆岩层结构与顶板破断规律(第三章)8、基本概念:顶板:、9、底板:、10、上覆岩层(覆岩):、11、直接顶、12、基本顶(老顶)、13、直接底、14、关键层;15、直接顶初次跨落、16、基本顶初次破断与周期破断;17、岩石碎胀系数。
3、18、直接顶初次跨落前的离层机理及其危害。
4、19、直接顶跨落后的碎胀特性及其对矿压影响。
5、20、基本顶破断规律与破断距计算。
6、21、采动覆岩“大结构”的内涵及主要假说。
7、 22、 砌体梁假说及“砌体梁”结构的失稳形式及稳定条件。
8、23、 基本顶破断面角度对“砌体梁”结构稳定性的影响。
关键层破断后的岩块互相挤压有可能形成三铰拱式的“砌体梁”平衡结构,此结构平衡将取决于咬合点的挤压力是否超过该咬合点接触面处的强度极限,在一定条件下可能导致岩块随着回转而形成变形失稳;另外即是咬合点处的摩擦力与剪切力的相互关系,当剪切力大于摩擦力时形成滑落失稳,在工作面的表现形式为顶板的台阶下沉。
防止“砌体梁”结构的滑落失稳条件:咬合点处的摩擦力大于剪切力,ϕtan ⋅≤T R 根据“砌体梁”结构受力分析,,即,岩块长度要大于2~2.5倍岩块厚度。
防止“砌体梁”结构的变形失稳条件:回转变形形成的咬合点的挤压力小于该咬合点接触面处的抗压强度极限。
根据“砌体梁”结构受力分析,结构回转下沉量小于一定值⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅−⋅=∆K K n h 311 24、 通常通过触矸来实现。
矿山压力与岩层控制考试复习重点

1.矿山压力: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。
2.矿山压力显现: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。
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. 岩石的碎胀性是指岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质。
5. 岩石的压实性是指岩石破碎后,在其自身和外加载荷作用下逐渐压实使体积减小的性质。
6. 岩石的透水性、软化性、膨胀性、崩解性。
7. 岩石的弹性变形可分为三种不同的弹性特征:①线弹性。
②完全弹性;③滞弹性。
8. 岩石的变形指标:泊松比、弹性模量、体积变形模量。
9. 岩石的抗剪强度:指岩石抵抗剪切破坏的极限强度。
(抗切强度、抗剪强度、摩擦强度)10. 岩石在单轴压力作用下的应力应变全程曲线。
①O-A段,原始空隙压密阶段;②A-B段,线弹性阶段;③B-C段,弹塑性过渡阶段;④C-D段,塑性阶段;⑤D点以后为破坏阶段。
11. 单轴压缩下岩石破坏的形态:张裂或压裂破坏、压剪破坏、塑流破坏。
12. 莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么?它们本质上有什么区别?答:莫尔强度理论认为,材料破坏主要使由于破坏面上的剪应力达到一定限度,但此剪应力还与破坏面上由于正应力造成的摩擦阻力有关。
也就是说,材料某一点发生破坏,不仅取决于该点的剪应力,同时取决于正应力,即沿某一面剪断时剪应力与正应力存在着一定的函数关系。
格离菲斯强度理论认为,任何材料内部都存在各种细微的裂缝,当材料处于一定的应力状态时,在这些裂缝的端部便会产生应力集中。
如果主应力为拉应力,则在裂缝端部产生几倍于主应力的拉应力;如果主应力为压应力,在裂缝端部也产生拉应力。
当裂缝周围拉应力超过岩石的抗拉强度时,就会由于裂缝的扩展而造成岩石的破坏。
莫尔强度理论的实质是剪切破坏理论,而格里菲斯强度理论的实质是脆性拉断破坏理论,这就是它们实质上的区别。
13.岩体强度<岩块强度14. 岩体:一定工程范围内的自然地质体,是由岩块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
矿山压力与岩层控制复习资料

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重点

1)矿山压力:未受到工程开挖或扰动的地下岩体称为原岩,原岩处于应力平衡状态。
开挖巷道或进行回采,破坏了原岩的应力平衡状态,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,在巷硐或采场周围岩体中形成的和作用在支护物上的力定义为矿山压力,也称为二次应力或工程扰动力。
2)矿山压力显现:在矿山压力的作用下,会引起巷硐周围岩体和支护物产生种种力学现象,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。
这种由于矿山压力作用使巷硐和采场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)所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法,统称为矿山压力控制●岩石的碎胀性是指岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质岩石的压实性是指岩石破碎后,在其自重和外加载荷作用下逐渐压实使体积减少的性质二原岩应力:存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力,也称岩体初始应力、绝对应力或地应力自重应力场:由地心引力引起的应力场称为自重应力场,自重应力等于位面积的上覆岩层的重力。
5)构造应力场:由于地质构造运动而引起的应力场称为构造应力场,构造力与岩体的特性(裂隙发育密度与方向,岩体的弹性、塑性、黏性等)有关构造应力的基本特点为:(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(浅部尤为明显);而且地壳总的运动趋势是相互挤压,所以水平应力以压应力占绝对优势。
(2)构造应力分布不均匀,在地质构造变化比较剧烈的地区,各处最大主应力的大小和方向往往有很大变化。
(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,在软岩中贮存构造应力很少。
原岩应力分布的基本规律;1)实测垂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)平均水平应力与垂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,显示出很强的方向性●地下岩体处在三向复杂和强烈的自重应力和构造应力场中,其体积和形状发生变化产生变形,变形是外力做功的结果。
联大系统河南理工大学-矿山压力及其控制所有答案

联大系统河南理工大学-矿山压力及其控制所有答案煤层被采动后,各种巷道和工作面周围岩体内将发生应力重新分布,其应力集中系数一般可达 ______ 或 ______ 。
答案是:2~3| 4~5在开始使用 ______ 处理采空区时,把支架分为 ______ 和 ______ 两部分。
答案是:全部跨落法| 工作面支架| 切顶支架岩石单轴压缩时的破坏形式有 ______ 、 ______ 和 ______ 。
答案是:压裂破坏| 压剪破坏| 塑性流动破坏通常所说的“支架—围岩”系统主要是指 ______ 与其 ______ 的相互作用,即“ ______ ”系统。
答案是:支架 |直接相邻的围岩体| 直接顶板—支架—直接底板(两帮)综采工作面矿压观测内容: ______ 、 ______ 、 ______ 。
答案是:支架阻力| 立柱缩量| 顶底破碎程度矿工钢梯形可缩性支架是根据我国国情而研制的一种架型,支架侧向可缩量一般取 ______ ,垂直可缩量 ______ 。
答案是:200~400mm | 200~500mm巷道变形破坏的主要原因是 ______ 。
答案是:回采工作面的影响岩体受力后产生变形和破坏的过程分为 ______ 、 ______ 、 ______ 和______ 四个阶段答案是:压密阶段| 弹性阶段| 塑性阶段| 破坏阶段直接顶按稳定性可分为 ______ 、 ______ 和 ______ 三种状态。
答案是:破碎顶板 | 中等稳定顶板 | 完整顶板掩护式支架是由 ______ 、 ______ 、 ______ 和 ______ 四个主要部件组成。
答案是:托梁 |掩护梁 |底座 |支柱研究矿山岩石力学常见的结构面是 ______ 和 ______ 。
答案是:层理| 节理一般放炮的影响范围是在沿工作面倾斜方向上下各为 ______ 左右,剧烈影响范围则为沿倾斜方向上下约 ______ 左右。
矿山压力及其控制复习重点
矿山压力及其控制复习重点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称为矿山压力。
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,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、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。
5、弹性变形能: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。
6、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。
7、构造应力及其特点:构造应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力,可分为现代构造应力和地质构造残余应力。
构造应力以水平力为主,具有明显区域性和方向性,其特点为①一般情况下地壳运动以水平力为主,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,所以水平应力以压应力占绝对优势;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应力的大小和方向往往有很大变化;③岩体中的构造应力具有明显的方向性,最大和最小水平应力值相差较大;④构造应力在坚硬岩层中出现比较普遍,软岩中很少。
8、圆孔在双向等压应力场中周围应力分布的基本规律:①在双向等压应力场中,圆孔周边全处于压缩应力状态;②应力大小与弹性常数E、μ无关;③6t、6r的分布和角度无关,皆为主应力,即切向和径向平面均为主平面;④双向等压应力场中孔周边的切身应力为最大应力,与孔径大小无关,6t=2rH超过周边围岩的弹性极限时,围岩进入塑性状态;⑤其他各点的应力大小则与孔径有关;⑥在双向等压应力场中圆孔周围任意点的切向应力与径向应力和为常数。
9、采场压力分区:减压区、增压区、稳压区、极限平衡区、弹性区。
10、关键层:将对采场上覆岩层局部或至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。
11、充分采动:当采空区尺寸相当大时,地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值,此时采动称为最大采动。
矿山压力与岩层控制重点总结
矿山压力与岩层控制重点总结关键信息项:1、矿山压力的定义与形成机制2、岩层控制的方法与技术3、矿山压力监测与数据分析4、岩层控制的安全标准与规范5、矿山压力与岩层控制的理论研究进展6、实际案例分析与经验总结11 矿山压力的定义与形成机制矿山压力是指在地下开采过程中,由于采掘活动引起的围岩应力重新分布,导致围岩变形、破坏和移动,并作用在采掘空间周围的支护结构和设备上的力。
矿山压力的形成机制主要包括原岩应力、开采扰动和围岩的力学性质等因素。
原岩应力是指在未受开采影响时,地层中存在的天然应力。
开采扰动会打破原有的应力平衡状态,使围岩应力重新分布。
围岩的力学性质则决定了其在应力作用下的变形和破坏特征。
111 原岩应力的测量与分析了解原岩应力的大小和方向对于预测矿山压力的分布具有重要意义。
常用的原岩应力测量方法包括水压致裂法、应力解除法等。
通过对测量结果的分析,可以为矿山设计和开采提供基础数据。
112 开采扰动对矿山压力的影响开采活动如采煤、掘进等会导致围岩的应力集中和释放,从而产生矿山压力。
开采深度、开采速度、开采方法等因素都会对矿山压力的大小和分布产生影响。
12 岩层控制的方法与技术岩层控制的目的是保持采掘空间的稳定性,保障安全生产。
常见的岩层控制方法包括支护技术、充填技术和卸压技术等。
121 支护技术支护是岩层控制的重要手段,包括锚杆支护、锚索支护、支架支护等。
锚杆和锚索通过将围岩锚固在深部稳定岩层上,提高围岩的自身承载能力。
支架则直接承受围岩的压力,提供支撑作用。
122 充填技术充填可以有效地减少顶板下沉和地表沉陷,同时提高资源回收率。
充填材料包括矸石、粉煤灰、膏体等,其性能和充填工艺对岩层控制效果有重要影响。
123 卸压技术通过钻孔、爆破等方式对围岩进行卸压,可以降低应力集中程度,减少冲击地压等动力灾害的发生。
13 矿山压力监测与数据分析矿山压力监测是掌握矿山压力变化规律、评估岩层控制效果的重要手段。
河南理工大学采煤概论重点(共五则)
河南理工大学采煤概论重点(共五则)第一篇:河南理工大学采煤概论重点一、题型填空(1分×20题=20分)名词解释(2分×5题=10分)简答(6分×5题=30分)问答(10分×4题=40分)二、复习题1.填空2.名词解释地质作用、煤系、井田开拓、阶段、石门、上(下)山、井底车场、普氏系数、最小抵抗线、迎山角、支承压力、初次(周期)来压、采场、采煤工艺、采煤系统、采煤方法、通风阻力、3、简答及问答煤形成的条件及类别;地质作用;井田开拓形式比较;矿井运输、通风、运料等。
掘进作业线、巷道断面确定过程、常用的巷道支护形式;巷道断面如何确定、特殊凿井;常见的巷道支护形式上下山位置及优缺点、适用条件;工作面回采横三区和竖三带、回采工艺、回采工作面主要设备及用途、初次来压、放顶煤开采的优缺点、支架的形式;支承压力、周期来压;煤矿五大灾害及其预防措施;煤矿通风方式、风机类型等、矿井瓦斯类别及判断标准、矿井火灾过程、矿井水特点及治理方法等。
通风构筑物煤矿电器设备、压风设备、矿井提升与运输装备第二篇:河南理工大学测绘专业采煤概论第一章1.内力地质作用分类:包括地壳运动、岩浆运动、变质运动和地震作用等。
2.外力地质作用分类:按其作用方式可分为风化和剥蚀、搬运和沉积、以及固结成岩。
3.岩石分类:按生成原因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
4.煤层厚度分类:薄煤层(煤层厚度0.5~1.3m);中厚煤层(1.3~3.5m);厚煤层(煤层厚度3.5m以上)5.煤层的稳定性分类(根据煤层厚度变化情况及对开采的影响分):稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层、极不稳定煤层。
6.煤层结构分类(根据煤层中有无较稳定的夹石层分):简单结构煤层和复杂结构煤层。
7.煤层按倾角分:缓斜煤层(8~25°);倾斜煤层(25~45°);急斜煤层(45~90°)。
第二章1.等高线的特征:(1)等高线是连续的闭合曲线,如果不在图内闭合,就一定要在图外闭合。
矿山压力与岩层控制重点总结
矿山压力与岩层控制重点总结矿山压力与岩层控制重点总结一、1、矿山压力与岩层控制的研究方法有:理论研究,实验室实验,现场测试等不同形式的研究。
2、矿山压力与岩层控制的解析方法主要通过力学模型,利用平衡条件、本构方程、变形条件,破坏判据和边界条件求解其应力,变形和破坏条件。
3、矿山压力检测中采场主要检测顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩量和顶板破碎度。
4、矿山压力检测中,巷道主要检测顶底板移近量、支架变形、围岩应力分布和岩层内部移动规律。
5、岩石密度分为:天然密度、饱和密度、干密度。
6、岩石变形指标一般有:泊松比、弹性模量、体积变形量。
7、原岩应力场主要由:重力应力场和构造应力场组成。
8、两个大小不同的圆孔叠加时,大孔对小孔的应力影响较大,而小孔对大孔的影响较小。
9、支撑压力指采场周围或巷道两侧的全部切向应力(或者竖直应力)10、早期采场上覆盖岩层活动规律的假说有:压力拱假说,悬臂梁假说,铰接岩块假说,预成裂隙假说。
11、砌体梁结构模型中:A 块为煤壁支撑区,B 块为离层区,C 块为重新压实区;Ⅰ为垮落带,Ⅱ为裂缝带,Ⅲ为弯曲下沉带。
12、按直接顶稳定性分类:直接顶可分为:破碎顶板,中等稳定顶板,完整顶板。
13、目前所使用的支柱的工作特性有以下几种:急增阻式,微増阻式,恒阻式。
14、液压支柱单独与顶梁配合支护顶板称为单体液压支架,与顶梁,底座,移架千斤顶组合液压自移支架。
15、岩层与地表移动会导致其产生竖直方向和水平方向的位移,前者称为下沉,后者称为水平位移。
16、根据采空区上覆岩层的破坏程度,可分为三带:垮落带,裂缝带,弯曲下沉带。
垮落带和裂缝带合两带,又称为导水裂缝带。
17、两带(冒落带与裂隙带)与煤层采高有关,对于软弱岩层,两带高度为采高的9至12倍,中硬岩层为采高的12至18倍,坚硬岩层为采高的18至28倍。
18、圆形巷道按切向应力分,可分为A 破裂区,B 塑性区,C 弹性区,D 原始应力区19、煤层开采后,在采空区四周形成支撑压力带,在工作面前方煤体内形成超前支撑力,它随着工作面掘进而向前移动,又称为移动性支撑压力或者临时支撑压力,工作面倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支撑压力称为固定支撑压力或者残余支撑压力,采空区后方的支撑压力称为采空区支撑压力。
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矿山压力与岩层控制重点总结一、1、矿山压力与岩层控制的研究方法有:理论研究,实验室实验,现场测试等不同形式的研究。
2、矿山压力与岩层控制的解析方法主要通过力学模型,利用平衡条件、本构方程、变形条件,破坏判据和边界条件求解其应力,变形和破坏条件。
3、矿山压力检测中采场主要检测顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩量和顶板破碎度。
4、矿山压力检测中,巷道主要检测顶底板移近量、支架变形、围岩应力分布和岩层内部移动规律。
5、岩石密度分为:天然密度、饱和密度、干密度。
6、岩石变形指标一般有:泊松比、弹性模量、体积变形量。
7、原岩应力场主要由:重力应力场和构造应力场组成。
8、两个大小不同的圆孔叠加时,大孔对小孔的应力影响较大,而小孔对大孔的影响较小。
9、支撑压力指采场周围或巷道两侧的全部切向应力(或者竖直应力)10、早期采场上覆盖岩层活动规律的假说有:压力拱假说,悬臂梁假说,铰接岩块假说,预成裂隙假说。
11、砌体梁结构模型中:A块为煤壁支撑区,B块为离层区,C块为重新压实区;Ⅰ为垮落带,Ⅱ为裂缝带,Ⅲ为弯曲下沉带。
12、按直接顶稳定性分类:直接顶可分为:破碎顶板,中等稳定顶板,完整顶板。
13、目前所使用的支柱的工作特性有以下几种:急增阻式,微増阻式,恒阻式。
14、液压支柱单独与顶梁配合支护顶板称为单体液压支架,与顶梁,底座,移架千斤顶组合液压自移支架。
15、岩层与地表移动会导致其产生竖直方向和水平方向的位移,前者称为下沉,后者称为水平位移。
16、根据采空区上覆岩层的破坏程度,可分为三带:垮落带,裂缝带,弯曲下沉带。
垮落带和裂缝带合两带,又称为导水裂缝带。
17、两带(冒落带与裂隙带)与煤层采高有关,对于软弱岩层,两带高度为采高的9至12倍,中硬岩层为采高的12至18倍,坚硬岩层为采高的18至28倍。
18、圆形巷道按切向应力分,可分为A破裂区,B塑性区,C弹性区,D原始应力区19、煤层开采后,在采空区四周形成支撑压力带,在工作面前方煤体内形成超前支撑力,它随着工作面掘进而向前移动,又称为移动性支撑压力或者临时支撑压力,工作面倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支撑压力称为固定支撑压力或者残余支撑压力,采空区后方的支撑压力称为采空区支撑压力。
20、巷道围岩变形量包括:巷道顶板下沉量,底板鼓起量,行帮接近量,深部围岩移近量以及巷道剩余断面积。
21、巷道围岩变形规律,围岩变形量要经历5个阶段,巷道掘进影响阶段,掘进影响稳定阶段,采动影响阶段,采动影响稳定阶段,二次采动影响阶段。
二、基本概念。
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叫做矿山压力2、矿山压力显现由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,统称为矿山压力现象3、矿山压力控制所有减轻,调节,改变和利用矿山压力的各种方法,均叫做矿山压力控制。
4、岩石的孔隙度和孔隙比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。
岩石的孔隙比是指岩石中各种空洞和裂隙体积总和与岩石固体部分实体积之比。
5、岩石的碎胀系数岩石的碎胀系数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。
6岩石的弹性变形与塑性变形岩石的弹性变形指卸载后岩石变形能完全恢复到原始状态的性质。
岩石的塑性变形指岩石在外力作用下当超过其屈服极限力时仍能发生变形,撤去外力后不能完全恢复其原始状态的性质。
7、弹性模量、泊松比泊松比指岩石在单轴压缩条件下横向应变和轴向应变的比值。
弹性模量:E=σ/ϵ(岩石受单向受压)E—岩石的弹性模量σ—轴向应力应变曲线上任一点的轴向应力ϵ—对应于σ的轴向应变8、岩石的瞬时强度岩石的瞬时强度:加载速率快:弹性模量提高,峰值强度增加,韧性降低;此时因快速加载而达到破裂时的应力称为瞬时强度。
9、蠕变,松弛蠕变:应力不变条件下,应变随时间延长而增加的现象。
松弛:应变一定时,应力随时间延长而减小。
10、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11、老顶通常把位于直接顶之上(有时直接顶位于煤层之上)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。
12、顶板下沉量煤壁到采空区边缘范围内顶、底板间相对位移。
13、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。
14、顶板周期来压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。
15、始动阻力顶板压力下,支柱开始下缩时的阻力。
16、最大工作阻力支柱所能承受的最大载荷。
17、关键层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。
三、1、写出岩石的抗剪强度和压应力的关系,并绘图简述获得c 值楔形剪切方法关系式:tan C τσϕ=+tan ϕ——岩石抗剪内摩擦系数C ——岩石黏聚力参考课本P15图1-8和图左侧文字内容2.1、简述构造应力的特点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;4)坚硬岩层中明显,软岩中不明显;5)max min H H z σσσ≥≥2.2、原岩应力的分布规律(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。
3、什么是直接顶的初次垮落直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶的初次垮落4、直接顶垮落的标示是什么?直接顶垮落高度超过1~1.5m ,范围超过全工作面长度的一半。
此时直接定跨距称为初次垮落距。
5、影响采场矿山压力显现的主要因素有哪些?(1)采高与控顶距(2)工作面推进速度的影响(3)开采深度的影响(4)煤层倾角的影响(5)分层开采时矿压的显现(6)放顶煤开采矿压显现6、按对顶板面积与掩护面积的比值进行分类,液压支架有哪些类型?(1)支撑式(2)支撑掩护式(3)掩护支撑式(4)掩护式7、支架与围岩相互作用的特点是(1)支架与围岩间的作用是作用力与反作用力关系;(支撑力宜均匀分布,且与顶板压力共线)(2)支架受力的大小与支架本身特性有关;(在同一工作面,不允许同时使用特性不同的支架)(3)支架支撑力在工作面的分布状态与支架性能有关;8、关键层的特征有哪些?(1)几何特征:相对较厚;(2)岩性特征:较坚硬,弹性模量较大,强度较高;(3)变形特征:关键层下沉变形时,上覆全部或局部岩层下沉量同步协调;(4)破断特征:破断导致全部或局部上覆岩层的同步破断,引起大范围的岩层移动;(5)承载特征:“梁”的结构形式为全部岩层或局部岩层的承载主体,形成砌体梁结构9、采空区覆盖弯曲下沉带,裂缝带,冒落带的特征分别是什么?一、冒落带(垮落带)多数情况下,冒落带是由直接顶垮落后形成的。
冒落带内的岩层破坏特征(1)从煤层往上岩层破碎程度逐步减小;(2)冒落岩块间空隙较大,连通性好,有利于水、沙和泥土通过;(3)冒落岩石具有的碎胀性能使冒落自行停止。
碎胀系数恒大于1;(4)冒落带高度取决于采出厚度和上覆岩层的碎胀系数。
二、裂隙带采空区上覆岩层中产生裂隙、离层及断裂,但是仍然保持层状结构的岩层。
裂隙带内的岩层破坏特征(1)产生垂直层理面和顺层理面的裂缝;(2)根据连通性好坏,一般导水,但不利于沙和泥土通过;(3)冒落带和裂隙带合称两带,又称冒落断裂带,导水断裂带;(4)裂隙带高度与岩性/采高有关。
(5)裂隙带高度随工作面推进距离的增加,到一定范围,高度达到最大。
三、弯曲带裂隙带顶界之上直至地表的整个岩系地层。
弯曲带内的岩层破坏特征(1)垂直方向由于自重作用产生法向弯曲,水平方向双向受压;(2)不存在或极少离层裂缝,其中的隔水层是良好的保护层;(3)弯曲带的高度主要受开采深度的影响。
采深较小,导水断裂带直达地表,采深较大时,开采形成的裂隙带不会达到地表。
10、回采工作面周围的支撑压力分布分别有哪些?(1)工作面前方超前支撑压力(2)工作面倾斜、仰斜方向残余支撑压力(3)工作面后方采空区支撑压力11、巷道围岩变形经历哪五个阶段?Ⅰ:巷道掘进段——弹塑性、量小、趋于稳定、时间短;Ⅱ:无采掘影响段——主要为流变,受岩性影响较大;Ⅲ:采动影响段——前30~50m,后40~60m(峰值5~20m),量大;Ⅳ:采动影响稳定段——位移、变形均较小,工作面后方100米以远;Ⅴ:二次采动影响段——影响剧烈程度及影响范围均较第一次为大。
四、1、绘图陈述岩石单轴受压条件下的全应力应变曲线过程及意义。
O―A段,原始孔隙压密阶段A—B段,线弹性阶段B—C段,弹塑性过渡阶段C—D段,塑性阶段D点以后为破坏阶段2、绘图说明典型的岩石蠕变曲线O―a段:瞬时变形阶段a―b段:第一阶段蠕变(初速蠕变)b―c段:第二阶段蠕变(等速蠕变)c―d段:第三阶段蠕变(加速蠕变)4、写出仅自重作用时,双向等压弹性应力场中圆形孔的切向应力和径向应力计算式,依据计算式绘图说明,孔周边的应力分布规律。
计算式:221rRHrγσ⎛⎫=-⎪⎝⎭221RHrθγσ⎛⎫=-⎪⎝⎭式中R——孔的半径rσ——切向应力θσ——径向应力图:孔周边的应力分布规律:1)圆孔周边应力0r σ=2H θγσ= 2)任一点的应力2r H θγσσ+= 3)r σθσ分布与方向角θ无关,圆孔任一方向应力分布相同;4)围岩内应力大小与弹性常数无关,与距孔边距离有关;5)双向等压时,园孔周边全处于压缩应力状态;6)在圆孔内3倍直径以远,应力接近原始应力(影响半径)。
7)双向等压圆孔应力集中系数最大为 2 。
5、绘图说明采场或巷道两侧的支撑压力分布6、什么是岩层移动角,移动角一般有哪三个?地表下沉边界(常以10mm 点划定)和采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为岩层移动角。
分为:走向移动角,下山移动角,上山移动角。
7、原岩应力分布的基本规律有哪些?(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。
8、某一矿井一采区埋深H 为1000m ,上覆岩层平均密度ρ为332.4310/kg m ⨯,重力加速度9.8/N kg ,平均泊松比为0.23,按静水压力理论计算该处的自重应力z σ,x σ,y σ?(z σ为垂直应力,x σ=y σ水平应力)解:32.43109.8100023.814z H gH Mpa σγρ===⨯⨯⨯=0.2323.8147.113110.23x y z Mpa μσσσμ===⨯=--。