河南理工大學(xué)礦山壓力與巖層控制歷年重點總結(jié)

礦山壓力與巖層掌握重點總結(jié)一、1、礦山壓力與巖層掌握的爭論方法有：理論爭論，試驗室試驗，現(xiàn)場測試等不同形式的爭論。2、礦山壓力與巖層掌握的解析方法主要通過力學(xué)模型，利用平衡條件、本構(gòu)方程、變形條件，破壞判據(jù)和邊界條件求解其應(yīng)力，變形和破壞條件。3、礦山壓力檢測中采場主要檢測頂?shù)装逡平俊⒅Ъ茏枇?、活柱下縮量和頂板裂開度。4、礦山壓力檢測中，巷道主要檢測頂?shù)装逡平?、支架變形、圍巖應(yīng)力分布和巖層內(nèi)部移動規(guī)律。5、巖石密度分為：自然密度、飽和密度、干密度。6、巖石變形指標(biāo)一般有：泊松比、彈性模量、體積變形量。7、原巖應(yīng)力場主要由：重力應(yīng)力場和構(gòu)造應(yīng)力場組成。8、兩個大小不同的圓孔疊加時，大孔對小孔的應(yīng)力影響較大，而小孔對大孔的影響較小。9、支撐壓力指采場四周或巷道兩側(cè)的全部切向應(yīng)力〔或者豎直應(yīng)力〕10、早期采場上掩蓋巖層活動規(guī)律的假說有：壓力拱假說，懸臂梁假說，鉸接巖塊假說，預(yù)成裂隙假說。11、砌體梁構(gòu)造模型中：A塊為煤壁支撐區(qū)，B塊為離層區(qū)，C塊為重壓實區(qū)；Ⅰ為垮落帶，Ⅱ為裂縫帶，Ⅲ為彎曲下沉帶。12、按直接頂穩(wěn)定性分類：直接頂可分為：裂開頂板，中等穩(wěn)定頂板，完整頂板。13、目前所使用的支柱的工作特性有以下幾種：急增阻式，微増阻式，恒阻式。14、液壓支柱單獨與頂梁協(xié)作支護頂板稱為單體液壓支架，與頂梁，底座，移架千斤頂組合液壓自移支架。15、巖層與地表移動會導(dǎo)致其產(chǎn)生豎直方向和水平方向的位移，前者稱為下沉，后者稱為水平位移。16、依據(jù)采空區(qū)上覆巖層的破壞程度，可分為三帶：垮落帶，裂縫帶，彎曲下沉帶?？迓鋷Ш土芽p帶合兩帶，又稱為導(dǎo)水裂縫帶。17、兩帶〔冒落帶與裂隙帶〕與煤層采高有關(guān)，對于脆弱巖層，兩帶高度為采高的9121218182818ABCD19、煤層開采后，在采空區(qū)四周形成支撐壓力帶，在工作面前方煤體內(nèi)形成超前支撐力，它的支撐壓力稱為采空區(qū)支撐壓力。20、巷道圍巖變形量包括：巷道頂板下沉量，底板鼓起量，行幫接近量，深部圍巖移近量以及巷道剩余斷面積。215段，采動影響階段，采動影響穩(wěn)定階段，二次采動影響階段。二、根本概念。1、礦山壓力力2、礦山壓力顯現(xiàn)由礦山壓力作用使巷硐四周巖體和支護物產(chǎn)生的種種力學(xué)現(xiàn)象，統(tǒng)稱為礦山壓力現(xiàn)象3、礦山壓力掌握全部減輕，調(diào)整，轉(zhuǎn)變和利用礦山壓力的各種方法，均叫做礦山壓力掌握。4、巖石的孔隙度和孔隙比巖石的孔隙度是指巖石中各種孔洞和裂隙體積總和與巖石總體積之比。巖石的孔隙比是指巖石中各種空洞和裂隙體積總和與巖石固體局部實體積之比。5、巖石的碎脹系數(shù)巖石的碎脹系數(shù)即巖石裂開后處于松散狀態(tài)下的體積與巖石裂開前處于整體狀態(tài)下的體積之比。6巖石的彈性變形指卸載后巖石變形能完全恢復(fù)到原始狀態(tài)的性質(zhì)。完全恢復(fù)其原始狀態(tài)的性質(zhì)。7、彈性模量、泊松比泊松比指巖石在單軸壓縮條件下橫向應(yīng)變和軸向應(yīng)變的比值。彈性模量:E=σ/?〔巖石受單向受壓〕E—巖石的彈性模量σ—軸向應(yīng)力應(yīng)變曲線上任一點的軸向應(yīng)力?—對應(yīng)于σ的軸向應(yīng)變8、巖石的瞬時強度巖石的瞬時強度：加載速率快：彈性模量提高，峰值強度增加，韌性降低；此時因快速加載而到達(dá)裂開時的應(yīng)力稱為瞬時強度。9、蠕變，松弛蠕變：應(yīng)力不變條件下，應(yīng)變隨時間延長而增加的現(xiàn)象。松弛：應(yīng)變肯定時，應(yīng)力隨時間延長而減小。10、直接頂一般把直接位于煤層上方的一層或幾層性質(zhì)相近的巖層稱為直接頂11、老頂通常把位于直接頂之上(有時直接頂位于煤層之上)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。12、頂板下沉量煤壁到采空區(qū)邊緣范圍內(nèi)頂、底板間相對位移。13、老頂初次來壓老頂平衡構(gòu)造第一次失穩(wěn)而施加給工作面以大型壓力的過程。14、頂板周期來壓老頂平衡構(gòu)造周期性失穩(wěn)而施加給工作面以大型壓力的過程。15、始動阻力頂板壓力下，支柱開頭下縮時的阻力。16、最大工作阻力支柱所能承受的最大載荷。17、關(guān)鍵層對采場上覆巖層局部或直至地表的全部巖層活動起掌握作用的巖層。三、1、寫出巖石的抗剪強度和壓應(yīng)力的關(guān)系，并繪圖簡述獲得c 值楔形剪切方法關(guān)系式：tanCtan ——巖石抗剪內(nèi)摩擦系數(shù)C ——巖石黏聚力P15圖1-8和圖左側(cè)文字內(nèi)容、簡述構(gòu)造應(yīng)力的特點分布不均，在構(gòu)造區(qū)域四周最大；水平應(yīng)力為主，淺部尤為明顯；具有明顯的方向性；堅硬巖層中明顯，軟巖中不明顯；5〕

Hmax

Hmin z、原巖應(yīng)力的分布規(guī)律實測鉛直應(yīng)力根本等于上覆巖層重量；水平應(yīng)力普遍大于鉛直應(yīng)力；平均水平應(yīng)力與鉛直應(yīng)力比值隨深度增加而減??；最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力一般相差較大。3、什么是直接頂?shù)某醮慰迓渲苯禹數(shù)牡谝淮未竺娣e垮落稱為直接頂?shù)某醮慰迓?、直接頂垮落的標(biāo)示是什么?直接頂垮落高度超過1~1.5m，范圍超過全工作面長度的一半。此時直接定跨距稱為初次垮落距。5、影響采場礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素有哪些？采高與控頂距工作面推動速度的影響開采深度的影響煤層傾角的影響分層開采時礦壓的顯現(xiàn)放頂煤開采礦壓顯現(xiàn)6、按對頂板面積與掩護面積的比值進展分類，液壓支架有哪些類型？〔1〕支撐式〔2〕支撐掩護式〔3〕掩護支撐式〔4〕掩護式7、支架與圍巖相互作用的特點是支架與圍巖間的作用是作用力與反作用力關(guān)系；〔支撐力宜均勻分布，且與頂板壓力共線〕支架受力的大小與支架本身特性有關(guān)；〔在同一工作面，不允許同時使用特性不同的支架〕支架支撐力在工作面的分布狀態(tài)與支架性能有關(guān)；8、關(guān)鍵層的特征有哪些?幾何特征：相對較厚；巖性特征：較堅硬，彈性模量較大，強度較高；變形特征：關(guān)鍵層下沉變形時，上覆全部或局部巖層下沉量同步協(xié)調(diào)；破斷特征：破斷導(dǎo)致全部或局部上覆巖層的同步破斷，引起大范圍的巖層移動；9、采空區(qū)掩蓋彎曲下沉帶，裂縫帶，冒落帶的特征分別是什么？一、冒落帶(垮落帶)多數(shù)狀況下，冒落帶是由直接頂垮落后形成的。冒落帶內(nèi)的巖層破壞特征從煤層往上巖層裂開程度逐步減?。幻奥鋷r塊間空隙較大，連通性好，有利于水、沙和泥土通過；冒落巖石具有的碎脹性能使冒落自行停頓。碎脹系數(shù)恒大于1；冒落帶高度取決于采出厚度和上覆巖層的碎脹系數(shù)。二、裂隙帶采空區(qū)上覆巖層中產(chǎn)生裂隙、離層及斷裂，但是仍舊保持層狀構(gòu)造的巖層。裂隙帶內(nèi)的巖層破壞特征產(chǎn)生垂直層理面和順層理面的裂縫；依據(jù)連通性好壞，一般導(dǎo)水，但不利于沙和泥土通過；冒落帶和裂隙帶合稱兩帶，又稱冒落斷裂帶，導(dǎo)水?dāng)嗔褞В涣严稁Ц叨扰c巖性/采高有關(guān)。裂隙帶高度隨工作面推動距離的增加，到肯定范圍，高度到達(dá)最大。三、彎曲帶裂隙帶頂界之上直至地表的整個巖系地層。彎曲帶內(nèi)的巖層破壞特征垂直方向由于自重作用產(chǎn)生法向彎曲，水平方向雙向受壓；不存在或極少離層裂縫，其中的隔水層是良好的保護層；，開采形成的裂隙帶不會到達(dá)地表。10、回采工作面四周的支撐壓力分布分別有哪些？工作面前方超前支撐壓力工作面傾斜、仰斜方向剩余支撐壓力工作面前方采空區(qū)支撐壓力11、巷道圍巖變形經(jīng)受哪五個階段？Ⅰ：巷道掘進段——彈塑性、量小、趨于穩(wěn)定、時間短；Ⅱ：無采掘影響段——主要為流變，受巖性影響較大；Ⅲ：采動影響段——前～，后～〔峰值～，量大；Ⅳ：采動影響穩(wěn)定段——位移、變形均較小，工作面前方100米以遠(yuǎn)；Ⅴ：二次采動影響段——影響猛烈程度及影響范圍均較第一次為大。四、1、繪圖陳述巖石單軸受壓條件下的全應(yīng)力應(yīng)變曲線過程及意義。O―A段，原始孔隙壓密階段A—B段，線彈性階段B—CC—DD2、繪圖說明典型的巖石蠕變曲線O―aa―b〔初速蠕變〕b―c〔等速蠕變〕c―d〔加速蠕變〕4、寫出僅自重作用時，雙向等壓彈性應(yīng)力場中圓形孔的切向應(yīng)力和徑向應(yīng)力計算式，依據(jù)計算式繪圖說明，孔周邊的應(yīng)力分布規(guī)律。 R2

R2計算式：H1

H1 0r r2 r2式中R0——孔的半徑 r——切向應(yīng)力 ——徑向應(yīng)力圖：孔周邊的應(yīng)力分布規(guī)律：圓孔周邊應(yīng)力 02Hr 任一點的應(yīng)力2Hr3〕

分布與方向角 無關(guān)，圓孔任一方向應(yīng)力分布一樣；r 圍巖內(nèi)應(yīng)力大小與彈性常數(shù)無關(guān)，與距孔邊距離有關(guān)；雙向等壓時，園孔周邊全處于壓縮應(yīng)力狀態(tài)；在圓孔內(nèi)3倍直徑以遠(yuǎn)，應(yīng)力接近原始應(yīng)力〔影響半徑。雙向等壓圓孔應(yīng)力集中系數(shù)最大為2。5、繪圖說明采場或巷道兩側(cè)的支撐壓力分布6、什么是巖層移動角，移動角一般有哪三個？地表下沉邊界〔常以10mm點劃定〕和采空區(qū)邊界的連線與水平線在煤柱一側(cè)的夾角稱為巖層移動角。分為：走向移動角，下山移動角，上山移動角。7、原巖應(yīng)力分布的根本規(guī)律有哪些？實測鉛直應(yīng)力根本等于上覆巖層重量；水平應(yīng)力普遍大于鉛直應(yīng)力；平均水平應(yīng)力與鉛直應(yīng)力比值隨深度增加而減小；最大主應(yīng)力