发布时间 : 星期二 文章矿山压力课后答案更新完毕开始阅读
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矿山压力的来源有哪几个方面？各自有什么特点？
采动前原岩中已存应力是矿山压力产生的根源。原岩中各点主应力的大小、方向、垂直应力与水平应力之间的比值等决定了采动后围岩应力重新分布的规律。
采动前原岩中各点的应力，其主要来源有： (1) 覆盖岩层的重力； (2) 构造运动的作用力；
(3) 岩体膨胀的作用力，包括岩体因温度升高或遇水膨胀而产生的力等。 其中，覆盖岩层重量决定的重力场的特点：（1）垂直应力和水平应力都是压应力，且水平应力是由垂直应力所引起的。（2）垂直压应力随着深度的增加呈正比例增加。（3）在采动前，岩层中任何点的垂直平面和水平面上都不存在剪应力分量。（4）重力场基本上是一个比较均一的稳定应力场。
构造应力场的特点：（1）应力分布很不均匀的而且在一定程度受到时间影响的应力场；（2）存在很大水平挤压应力。（3）最大主应力方向受构造作用控制。（4）岩石强度越高，完整性越好，应力的量级也越大。（5）埋藏深度越大的岩层，构造应力的量级也越大。（6）岩层中有较多的断裂破坏是经历过构造运动的标记，也是确定构造应力场以及最大主应力可能方向判据。
岩体膨胀的作用力的特点：（1）由温度升高引起的岩石膨胀而产生的应力主要与开采深度有关。（2）泥质岩石雨水膨胀可以产生很高的膨胀应力，是巷道矿山压力的一个重要来源。
2、关于临界采深与支护反力的有关计算公式。
两帮岩体处于稳定状态时的采深（不支护）
H?2C?cos?
(1?sin?)?K??通过假设支架，增加σ3，则需要的支护反力为：
??3?(1?sin?)?2cos?K??H(1?sin?)?2cos?或：R?
1?sin?1?sin?1T4、γ=25KN/m3，煤层厚度m=2.5m，内摩擦角ψ=25°，C=2×105N/m2，煤层与顶底板的摩擦系数为f=0.2，支架对煤壁无支护反力，假设煤层的压缩角为α=9°，试分别用两种公式计算塑性区范围，并求高峰压力值。 1）陆士良
x0?mk?H?C?ctg?ln 2?f?(Pi?C?ctg?)塑性区内值承压力：
?y??(P?C?ctg?)ei2?fxm?C?ctg?
Pi—支架对煤壁阻力
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K—集中系数 2）教材公式
c?x??y?(?c?)(1?) fh?2x0x0?ctg??y0
1、弯（拉）破坏与剪切破坏的矿压显现各有什么特点？
弯（拉）破坏的显现特点为：运动由于是逐渐发展，冲击不大，相对（剪切运动）其矿压显现比较缓和。
剪切破坏的显现特点：对采场产生明显的动压冲击，支架阻力不够易产生沿煤壁切下的重大冒顶事故，即使不垮也会出现台阶下沉。 2、弯、剪破坏的控制要求各为什么？
弯（拉）破坏的控制要求：为保证岩层运动时的采场安全，支架必须承担控顶区上方冒落岩层的全部岩重，并且把“假塑性岩梁”的运动控制在要求的位臵上。当然，当不需要对“假塑性岩梁”沉降进行控制时，支撑这部分岩层的支架阻力可以为零，最大不必要超过岩梁跨度四分之一的岩重。
剪切破坏的控制要求：采场支架必须有高初撑力，其阻力能抗衡顶板沿煤壁切下，把切断线推至控顶距之外。支架缩量按照出现台阶下沉而不能压死支架考虑。
3、弯、剪破坏运动形式如何进行判断？（公式、判别条件）
判别条件：
L0＜LG 时，岩层在悬跨度的中部被拉坏，形成弯曲破坏形式； L0≥LG 时，岩层在端部被剪坏，形成切断破坏形式。
其中，L0?2f4mc[?]2m2[?t]LG?
(m??mi)?3(m??mi)?4、传递岩梁的概念。
传递岩梁：把每一组同时运动（或近乎同时运动）的岩层看成一个运动整体，称为传递力的岩梁，简称“传递岩梁”。 5、岩层在纵向方向上的发展规律是什么？
1）随采场推进，岩层悬露达一定跨度弯曲沉降到一定值后，强度低的软弱夹层或接触面在轴向剪应力作用下破坏，发生离层，并为下部岩层的自由沉降和运动向上部岩层发展创造了条件。
2）岩层的纵向运动总趋势大体上是由下而上发展的。
3）离层后上下岩层的运动组合情况由岩层的强度差别决定，上部岩层强度较下部岩层越高，下部岩层越先于上部岩层运动，上部岩层运动滞后的时间越长。相反，则同时运动。
4）岩层的厚度较之岩性对岩层的离层和运动组合的影响重要的多。
6、岩层在推进方向上的运动发展分哪几个阶段？各个阶段的矿压显现特点是什么？
1）第一次运动阶段
包括直接顶初次垮落，老顶初次来压。受力状态为固定梁。特点：运动来压
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面积大，强度高，并可能伴随发生冲击地压。
2）周期性运动阶段
第一次来压完成到工作面采完。（直接顶为悬臂梁，直接顶之上为一端由煤壁支承另一端由老塘矸石支承的不等高传递岩梁。）采场矿压显现为周期来压。 特点：岩层的完整性比第一次运动前差，运动步距小。 7、开采厚煤层下部分层岩层运动特点有哪些？
1）岩层已经破坏，岩层运动发展比较平缓，强度大大降低。 2）各岩梁运动滞后时间大大缩短，基本接近整体沉降情况。
3）推进方向运动的周期性仍然存在，只是因为岩梁已预先裂断，因此来压前后强度差别不大，周期来压显现不明显。
1、明显影响采场矿压显现的岩层范围分为哪两部分？各部分分别有哪些岩层组成？
根据不同力学结构和控制要求，将影响采场矿压显现的岩层分为两部分。
落，在采场内暂由支架支撑的悬臂梁结构。?①定义：在老塘已经冒?1)直接顶?②结构特点：在推进方向上不能保持传递力的联系。?③控制要求：运动时支架承担其全部作用力。?
矿压显现有明显影响的传递岩梁的总和。?①定义：运动时对采场?后一组在推进方向上能传递力的不等高裂隙梁。?②结构特点：初次来压2)老顶?积切顶与动压冲击，把老顶岩梁运动结束时的?③控制要求：防止大面?顶板下沉量控制在要求范围内。?
2、采场划分成哪几种类型？各自的岩层组成有什么特点？
不是所有的采场都同时具有直接顶与老顶，可将采场分为以下三类。 1）一般采场： 二者都有，岩层强度由下而上依次递减。 2）缓沉采场：无直接顶，直接覆盖层变形能力超过采高。 3）整体塌垮：有直接顶无老顶，直接覆盖层坚硬、厚度大、 强度高，岩 层强度由下而上递增。
3、理论上如何确定直接顶的厚度？现场实际确定有哪几种方法？
开采单一煤层或厚煤层顶分层的直接顶厚度理论上的确定方法有： 1）不考虑岩梁本身沉降的推断方法
hh?SAmz?2）考虑岩层沉降的推断方法mz?式中：mZ—直接顶厚度；h—
kA?1kA?1采高；K—已冒落岩层的碎胀系数；SA—岩梁的实际沉降值。
现场实际确定直接顶厚度的方法有： 1）钻孔观测研究（地面、井下）：该方法通过钻孔观测各岩层的运动。 （1）注水法。（用流水速度）向钻孔注水，在工作面后方进行，受打钻时间影响，误差大。
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（2）直接观测。在工作面前方超前打钻，岩层中固定基点直接观测。结果可靠，工艺复杂，基点数目受相互牵拉的影响。
2）物探方法：
（1）电磁法——瞬变CT、地质雷达、钻孔电视、数字测井等。 （2）微地震法
3）井下岩层动态观测研究方法。
4、确定老顶范围的工作内容有哪些？各如何确定？
老顶的范围随支架作用力的变化会发生一定的变化。约为采高的5~6倍。确定的工作内容有：1）传递岩梁的位臵及厚度；2）影响采场的传递岩梁数目。前者主要通过钻孔柱状图或石门剖面所揭示的岩层分布情况根据组合梁规律来判断。组成老顶岩梁的数目可以根据实测所得采场顶板下沉量、下沉速度、支柱承载值雨工作面推进步距之间的关系来确定。
5、已知某工作面顶板来压前夕，顶板下沉量为200mm，来压结束时顶板下沉量为500mm，相对稳定步距6m，来压步距8m，控顶距为4.5m，采高为2.2m，KA=1.25，试求直接顶厚度？
1、工作面支架对老顶有哪几种工作方案？各种工作方案有什么特点？
1）“给定变形”工作状态 特点：（1）岩梁运动稳定时的位臵状态（即位态）由岩梁的强度及梁端支承情况决定。
（2）支架只能在一定范围内降低岩梁运动速度，但不能阻止岩梁运动。 （3）支架作用力与顶板作用力之间关系： Qi>Ri或Qi>Pi×LR 其中： Ri——沿倾斜每米支架阻力；
Pi——采场支架平均阻力。
二者之间没有直接的关系方程。
此状态下岩梁运动最终状态的采场顶板下沉量为：
h?mz(KA?1)?hA??LKC
2）“限定变形”工作状态
指采场支架对岩梁运动进行必要的限制。（即在支架作用下，岩梁不能沉降至最低状态，运动结束时采场顶板下沉量由支架阻力决定。
顶板下沉量由以下关系式：?hi??hA
运动结束时岩梁跨度将大于周期运动步距C，即Li>Ci，支架阻力与岩梁位态间存在着必然的力学关系。也就是说可以建立二者之间的关系方程。
此状态下，采场支架的阻力由岩梁的位臵状态决定，而与支架自身的力学特性无关。且要求控制的岩梁位态愈高（即顶板下沉量愈小），需要的支架阻力越大。
2、位态方程式有哪几种表达方式（写出公式）？各种表达式的位态常数如何计算？
支架控制岩梁位态在△hi时所受顶板压力，包括老顶岩梁作用力与直接顶作用力两部分。
?hAPT?Pzi?PEi?A?KA?式中：PT——控制顶板下沉量在△hi时顶板给支
?hi架的作用力。A——与岩梁位态无关的常数，即直接顶的作用力部分。位态常数
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