育明教育：2014中國礦大北京采礦工程專業(yè)礦山壓力及其控制考研模擬題及答案2

1、2014中國礦業(yè)大學(xué)（北京）采礦工程礦山壓力及其控制考研沖刺模擬題（二）一、名詞解釋（30分）1、原巖應(yīng)力；2、碎脹性；3、RQD指標；4、端面距；5、巷道穩(wěn)定性指數(shù)；6、 端面破碎度；7、支護系統(tǒng)剛度；8、巖體；9、老頂；10、巖石強度理論二、運用莫爾一庫侖強度曲線推導(dǎo)出以極限主應(yīng)力6和。3表示的莫爾一庫侖 強度準則（15分）。三、試述釆區(qū)巷道礦山壓力顯現(xiàn)的基本規(guī)律。（15分）四、預(yù)防沖擊地壓的基本途徑是什么？（15分）五、論述頂板壓力估算的常用方法。（15分）六、試述兩側(cè)釆空煤柱的彈塑性變形區(qū)及鉛直應(yīng)力分布規(guī)律。（10分）七、簡述煤層開釆后巖層移動引起的釆動損害。（15分）八、假設(shè)巖體為各

2、向同性均質(zhì)連續(xù)的彈性體，巖體的泊松比=0.2,試估算埋深300m處巖體的自重應(yīng)力大小。（10分）九、簡述巷道圍巖注漿加固機理。（10分）十、試述錨桿支護常用的支護理論及適用條件。（15分）2014中國礦業(yè)大學(xué)（北京）釆礦工程礦山壓力及其控制考研沖刺模擬題（二）參考答案一、名詞解釋（30分）1、原巖應(yīng)力：存在于地層中未受工程擾動的天然應(yīng)力。2、碎脹性：巖石破碎后的體積比破碎前的體積增大的性質(zhì)。3、RQD指標：鉆孔中直接獲取的巖心總長度L,扣除破碎巖心和軟弱夾泥長度 后的總長度1，與鉆孔總進尺之比。4、端面距：架端到煤壁的距離，即液壓支架的無支護工作空間。5、巷道穩(wěn)定性指數(shù)：巷道開掘前所處位置的最

3、大主應(yīng)力與巷道圍巖，巖石單向 抗壓強度的比值。6、端面破碎度：支架前梁端部到煤壁面頂板破碎的程度。7、支護系統(tǒng)剛度：單位頂?shù)装逡平克鶎?yīng)的支柱工作阻力增量（kN/mm）。；8、巖體：自然界中由各種巖性和各種結(jié)構(gòu)特征的巖石所形成的集合體。在工程 實際中也可以把巖體看作是有結(jié)構(gòu)面和它所包圍的結(jié)構(gòu)體共同組成。9、老頂：通常把位于直接頂之上（有時直接位于煤層之上）對采場礦山壓力直 接造成影響的厚而堅硬的巖層稱為老頂。10、巖石強度理論：研究巖石在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的破壞原因、規(guī)律及強度條件的 理論。二、運用莫爾一庫侖強度曲線推導(dǎo)出以極限主應(yīng)力6和。3表示的莫爾一庫侖 強度準則（15分）。莫爾一庫倫強度準

4、則認為當(dāng)壓力不大時（一般o2L時，煤柱中央的載荷為均勻分布，且為原巖應(yīng)力yH。由于煤柱邊緣 應(yīng)力集中，煤柱從邊緣到中央，一般仍為破裂區(qū)、塑性區(qū)、彈性區(qū)以及原巖應(yīng)力 區(qū)。2LBL時，在煤柱中央由于支承壓力的疊加，應(yīng)力大于yH沿煤柱寬 度方向應(yīng)力呈馬鞍形分布。BL時，兩側(cè)邊緣的支承壓力峰值將重疊在一起，煤柱中部的載荷急劇增 大，應(yīng)力趨向于均勻分布。受兩側(cè)采空影響時，K值可達到45以上，在煤柱中 央可能因長期處于塑性流動狀態(tài)而遭到嚴重破壞。七、簡述煤層開釆后巖層移動引起的釆動損害。（15分）煤層開采后必然引起巖體向采空區(qū)內(nèi)移動，巖層移動將造成采動損害及相關(guān) 問題，主要表現(xiàn)為：1、形成礦山壓力顯現(xiàn)，引

5、起采場和巷道頂板的下沉、垮落和來壓，甚至引 發(fā)沖擊地壓等強烈的礦壓顯現(xiàn)，危及井下人員和設(shè)備的安全，需要采取適當(dāng)?shù)闹?護措施維護采場的生產(chǎn)安全。2、形成采動裂隙，引起周圍煤體中水與瓦斯的流動，導(dǎo)致井下瓦斯事故與 突水事故，需要對此進行控制和利用。3、巖層移動發(fā)展到地表引起地表沉陷，導(dǎo)致農(nóng)田、建筑設(shè)施的毀壞，當(dāng)?shù)?面潛水位較高時，地表沉陷盆地內(nèi)大量積水，農(nóng)田無法耕種，村莊被迫搬遷，引 發(fā)了一系列環(huán)境、經(jīng)濟和社會問題。八、假設(shè)巖體為各向同性均質(zhì)連續(xù)的彈性體，巖體的泊松比=0.2,試估算埋深 300m處巖體的自重應(yīng)力大小。（10分）解：巖層平均體積力Y可近似取為：25kN/m3,則自重應(yīng)力場內(nèi)鉛直應(yīng)力

6、Oz：oz=Y=25*300=7500kN/m2=7.5 （MPa）又代入泊松比值可得側(cè)壓系數(shù)久：久=/（1-）=0.2/0.8=0.25于是可得自重應(yīng)力場內(nèi)水平應(yīng)力Ox：ox%z=0.25*7.5=1.875 （MPa）九、簡述巷道圍巖注漿加固機理。（10分）1、提咼巖體強度利用壓力把漿液充壓到圍巖體的各種裂隙中去，改善弱面的力學(xué)性能，提高 裂隙的粘聚力和內(nèi)摩擦角，增大巖體內(nèi)部巖塊間相對位移的阻力，從而提高圍巖 的整體穩(wěn)定性。2、形成承載結(jié)構(gòu)對巷道的破裂松散圍巖實施注漿加固，可以使破碎巖塊重新膠結(jié)成整體，形 成承載結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力，與巷道支架共同作用，減輕支架承擔(dān)的 載荷。3、改

7、善圍巖賦存環(huán)境巷道破碎圍巖注漿后，漿液固結(jié)體封閉裂隙，阻止水、氣侵入巖體內(nèi)部，防 止水害和風(fēng)化，保持圍巖體力學(xué)性質(zhì)長期穩(wěn)定。同時，注漿后圍巖體的滲透性也 大大降低。十、試述錨桿支護常用的支護理論及適用條件。（15分）1、懸吊理論。認為錨桿支護的作用是將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn) 定巖層上，增強較軟弱巖層的穩(wěn)定性。對于堅硬、軟弱頂板均適用。2、組合梁理論。如果頂板巖層中存在若干分層，組合梁理論認為錨桿的作 用一方面提供錨固力增加各巖層間的摩擦力，阻止巖層沿層面繼續(xù)滑動，避免出 現(xiàn)離層現(xiàn)象；另一方面錨桿桿體可增加巖層間的抗剪強度，阻止巖層間的水平錯 動，從而將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個薄巖層鎖成

8、一個較厚的巖層。3、組合拱理論。認為在拱形巷道圍巖的破裂區(qū)中安裝預(yù)應(yīng)力錨桿，從桿體 兩端起形成圓錐形分布的壓應(yīng)力區(qū)，如果錨桿間距足夠小，各個錨桿形成的壓應(yīng) 力圓錐體相互交錯，在巖體中形成一個均勻的壓縮帶，即壓縮拱。壓縮拱內(nèi)巖石 徑向、切向均受壓，處于三向應(yīng)力狀態(tài)，圍巖強度得到提高，支承能力相應(yīng)增大。4、最大水平應(yīng)力理論。認為水平應(yīng)力通常大于鉛直應(yīng)力，巷道頂?shù)装宓姆€(wěn) 定性主要受水平應(yīng)力的影響。鉛直應(yīng)力的影響主要顯現(xiàn)于兩幫，導(dǎo)致兩幫的破壞； 水平應(yīng)力的影響主要作用于頂?shù)装鍘r層。錨桿的主要作用是沿錨桿軸向約束巖層 膨脹和在垂直錨桿軸向方向約束巖層剪切錯動。5、圍巖強度強化理論。巷道錨桿支護的實質(zhì)是錨桿和錨固區(qū)域的巖體相 互作用形成統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)；巷道錨桿支護可提高錨固體的力學(xué)參數(shù)，改善被 錨固巖體的力學(xué)性能；錨桿支護使巷道圍巖特別是處于峰