矿山压力与控制复习题及答案

矿山压力与控制复习题

铅直应力公式：3= 丫h

一填空

1 .按照岩石的力学强度和坚实性，常把矿山岩石分为__坚硬岩

石_和_松软岩石 __________ 。

2.根据成因不同，岩石的种类可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。

3.原岩应力场的形成主要是由自重应力和构造应力等因素引起的。

4.岩石发生破坏的基本形式有两种，分为屈服、断裂。

5.通常把采场顶板分为三松软顶板，下硬上软顶板和下软上硬顶板三类。

6 .对老顶来压预报一开始是根据观测老顶的三量来预报老顶来

压的，所指的三量为工作面顶板移近量、支架载荷量和支柱下缩量。

7.常见的顶板事故可以分为局部冒顶事故和大面积切顶垮面事故两类。

8.通常情况下，老顶周期来压步距为初次来压步距的_三分之一

。

9.冲击地压成因机理的理论判据：能量理论刚度理论冲击倾向性理论

10.常用的液压支架形式有：支撑式支架、支撑掩护式支架

和掩护式支架三种。

11.根据采煤工作面上覆岩层移动发展的程度，可以将上覆岩层划分为三个带，分别是冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。

12.工作面支柱插入底板的破坏形式有三种：整体剪切、局部剪切和其他剪切

13.根据岩石试样含水状态不同，可分为：天然密度，饱和密度和干密度。

14.矿山充填分为：水力充填、干式充填、胶接充填

15.支柱的工作特性类型：①急增阻式②微增阻式③恒阻式

15.直接顶的完整程度取决于岩层本身的力学性质，直接顶岩层

内由各种原因造成的层理和裂隙的发育程度。

16.蠕变变形曲线可分为稳定蠕变和不稳定蠕变两类。

17.采区巷道的主要支护形式有基本支护，加强支护，巷旁支护和巷道围岩加固。

18.根据破断的程度，回采工作面上覆岩层可分为冒落带和裂隙带。

19.节理裂隙分为原生裂隙，构造裂隙，压裂裂隙。

20.动压现象的一般成因和机理，可归纳为三种形式，即冲击矿压，顶板大面积来压和煤与瓦斯突出。

21.顶板下沉量是指活柱下缩量、顶梁的压缩量及—支柱插入顶、底板量的总和。

二、名词解释

1、岩体：含结构面的原生地质体。

2、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称为原岩应力场

3、初次来压：基本顶初次破断在采煤工作面引起的矿压显现。

4.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。

5.控顶距：控顶距是指工作面支架支护的空间宽度，显然控顶距愈

大，顶板的挠曲变形量大，底板的鼓起量也大。顶板下沉量与采高

和控顶距成正比例关系。或者采煤工作面中煤壁至末排支柱的顶梁后端，或至放顶柱之间的距离。

6.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称为回采工作面或简称为采场

7.初次来压步距由开切眼到初次来压时工作面推进的距离称为

老顶的初次来压步距。

8.支架工作阻力就是当液压支架撑住了顶板时候并且达到初撑

力之后，下一步就是顶板就会下沉会有很重的东西压住液压支架，直至增加到支架的安全阀的调定压力，立柱下腔的压力就达到工作阻力

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。

10.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。

11.端面距：支架最前端离煤壁的距离

12.围岩极限平衡区：在地下岩体中开掘巷道以后，一般巷道周边

的岩块是处于单轴压缩状态，在垂直应力K Y H的作用下，就要发

生破坏，随着向岩体内部发展，岩块逐渐变为三向应力状态，其抗压强度逐渐

增加，在某一半径为R的范围内岩块的应力圆和其强度包络线相切，这一范围内的岩块受力状态叫做极限平衡状态，岩体处于极限平衡状态的区域叫做极限平衡区

13、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。

14、岩石：岩石是组成地壳的基本物质，有各种造岩矿物或岩屑在地质作用下按一定规律组合而成。为于自然状态下的岩体有所区别，多数岩石力学文献中，岩石是从岩体中取出的、尺寸不大的块状物质，有时又称为岩块。

15、孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样体积的比值，称为该岩石的总孔隙度

16、流变材料的应力、应变随时间变化而变化的现象。

17、蠕变材料在常应力作用下，变形随时间的延续而缓慢增长的现象。

18、自重应力岩层自身重力引起的应力。

20、直接顶位于煤层或伪顶之上具有一定的稳定性, 移架或回柱后能自行垮落的岩层

21、基本顶位于直接顶或煤层之上，通常厚度及岩石强度较大、难于垮落的岩层。

21. 矿山压力：这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体

中形成的合作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。

22.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。

23.构造应力：是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力，岩体构造力可以分为现代构造力和地质构造残余应力。

24.采场：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称为回采工作面或简称采场。

25.上覆岩层：赋存在煤层之上的岩层称为顶板或上覆岩层

26.底板：位于煤层下方的岩层

27. 伪顶：在煤层和直接顶之间有时存在厚度小于0.3~0.5m ，极易垮落的软弱岩层

28.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。

29.老顶初次来压：工作面支架呈现手里普遍加大现象。

30.老顶的初次来压步距：有开切眼到初次来压时工作面推进的距离。

31.液压支柱：分为内油压式和外油柱式

32.关键层：将对采场上覆岩层局部或直接地表的全部岩层活动期控制作用的岩层。

33.软岩：从定义上分为地质软岩和工程软岩

34.地质软岩：强度低，孔隙度大，胶结程度差，收构造面切割机风化影响显著或含有大量膨胀性黏土矿物的松散软弱岩层的

总称。

35.工程软岩：在巷道工程里作用下，能产生显著变形的工程岩体。

36.浅埋煤层：通常将具有浅埋深，基岩薄，上覆后松散层赋存特征的煤层。

37.. 冲击地压：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

岩体振动和破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏。

38.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）

39.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

40.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41.泊松比——岩石受单向压缩载荷时，试件在轴向缩短的同时产生横向膨胀，其横向应变与轴向应变的比值称为泊松比。

42.砌体梁——工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。

43.原生裂隙一一岩层在形成过程中由于温度、矿物结晶及沉积的作用二形成的弱面。

44.载荷集度——在回采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。

45.碎胀性岩石在破碎以后的体积比整体状态下增大的性

质，称为岩石的碎胀性。

三.简单题

1、简要叙述岩石单轴受压条件下的全过程应力-应变曲线的5个阶

段。

答：压密阶段、弹性阶段、塑性过度阶段、塑性阶段、破坏阶段

2、简述莫尔强度理论。

材料发生破坏是由于材料的某一面上剪应力达到一定的限度，而这个剪应力与材料本身性质和正应力在破坏面上所造成的摩擦阻力有关。即材料发生破坏除了取决于该点的剪应力，还与该点正应力相关。

3.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。

孔隙度n是岩石中各种孔隙、裂隙体积的总和与岩石总体积

之比；孔隙比e是岩石中各种孔隙、裂隙体积的总和与岩石内固体部分实体积之比。显然，孔隙度n和孔隙比e存在以下关系：

n

e =

1 - n。

4.采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？答：巷道掘进阶段，无采掘影响阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。

5.影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？答：采高与控顶距，工

作面推进速度，开采深度，煤层倾角。

6.简述回采工作面支架与围岩关系的特点。答：支架围岩是相互作用的一对力，支架受力的大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关，支架结构及尺寸对顶板压力有一定影响。

7、简述采区巷道支护的主要形式。

答：1、基本支护，一般包括木支护和金属支护，2、加强支护，主要为了抵抗采动影响所造成的矿山压力，3、巷旁支护，

在沿空巷道靠采空区一侧专门设置的人工建筑物，4、巷道围岩加固，包括锚杆加固和化学加固。