礦山巖體力學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、一 名詞解釋1.礦山壓力 : 由于礦山開采活動的影響,在巷硐周圍巖體中形成的和作用在巷洞支護(hù)物上的力定義為礦山壓力.2.支承力與直接頂 :1) 支承力:在巖體內(nèi)開掘巷道后,巷道圍巖必然出現(xiàn)應(yīng)力重新分布,一般將巷道兩側(cè)改變后的切向應(yīng)力增高部分稱為支承壓力.2) 直接頂:一般把直接位于煤層上方的一層或基層性質(zhì)相近的巖層陳偉直接頂.3.流變：與實(shí)踐因素有關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變現(xiàn)象同城為流變。蠕變：應(yīng)力不變條件下，應(yīng)變隨實(shí)踐延長而增加的現(xiàn)象。5.初次來壓：工作面支架呈現(xiàn)受力普遍加大現(xiàn)象。周期來壓：由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來壓現(xiàn)象。6.砌體梁：破斷的眼快由于相互擠壓形成水平力，從而在巖塊間產(chǎn)生摩擦力，

2、工作面的上。下倆去是圓弧形破壞，巖塊見的咬合是一個立體咬合關(guān)系，而對于工作面中部，則可能形成外表似梁，實(shí)質(zhì)是拱的裂隙體梁的平衡關(guān)系，這種結(jié)構(gòu)稱之為“砌體梁”。7. 載荷集度：在回踩工作面頂板懸頂距范圍內(nèi)，單位面積頂板對支架的載荷稱為頂板的載荷集度。8.回采工作面：在煤層或礦床的開采過程中，一般把直接進(jìn)行采煤或采有用礦物的工作空間9.老頂初次來壓10.采場周期來壓：老頂巖層的周期性破斷而引起“砌體梁”結(jié)構(gòu)的周期性失穩(wěn)而引起的頂板來壓現(xiàn)象11.載荷集度：在回采工作面的頂板懸頂距的范圍內(nèi)，單位面積頂板對支架的載荷二填空題1.礦壓顯現(xiàn)有哪些現(xiàn)象：頂板下沉，頂板下沉速度，支柱變形與折損，頂板破碎情況，局

3、部冒頂，工作面頂板沿煤壁切落（大面積鉚釘）。2.覆巖移動破壞的三個帶：跨落帶，裂縫帶，彎曲帶。3.礦山充填分為：水里充填，干事充填，交接充填。4.采空區(qū)的處理方法：全部垮落法，矸石充填，注水，泥沙填充，刀柱，頂板緩慢下沉法，煤柱支撐法，采空區(qū)填充法。5.回采工作面常有一系列礦山壓力出現(xiàn)如：頂板下沉，頂板下沉速度，支柱變形與折損，頂板破碎情況，局部冒頂和大面積冒頂。根據(jù)回采工作面前后的應(yīng)力分布情況，可將工作面前后劃分為：減壓區(qū)，增壓區(qū)，穩(wěn)壓區(qū)。6.礦山填充分為：水力填充，干式填充，膠結(jié)填充。7.巖石的破壞機(jī)理分為：拉壞，剪壞。6.節(jié)理裂隙分為：原生裂隙，構(gòu)造裂隙，壓裂裂隙。7.采區(qū)巷道支護(hù)分為：

4、巷道內(nèi)支護(hù)，巷道旁支護(hù)。（采區(qū)巷道的主要支護(hù)形式有：基本支護(hù)，加強(qiáng)支護(hù)，巷旁支護(hù)，巷道圍巖加固）8.無煤柱護(hù)巷的基本方式：完全沿空掘巷，留小煤墻沿空掘巷，保留部分老巷斷面沿空掘巷。（無煤柱護(hù)巷的基本方式：沿空掘巷，沿空留巷）9.動壓現(xiàn)象的一般成因和機(jī)理，可歸納為3種方式：沖擊礦壓，頂板大面積來壓，煤與瓦斯突出。10頂板下沉量是指：活柱下縮量，頂梁的壓縮量及支柱插入頂.低板量的總和。11.減輕采區(qū)巷道受壓的重要措施包括：使巷道處于低壓區(qū)，將巷道布置在性質(zhì)良好的巖層中，對巷道進(jìn)行卸壓。12.直接頂?shù)猛暾潭热Q于：巖層本身的力學(xué)性質(zhì)，直接頂巖層內(nèi)由各種原因造成的層理合裂隙的發(fā)育程度。13.根據(jù)破斷

5、的程度，回采工作面上覆巖層可分為：冒落帶和裂隙帶。三簡答題1.影響回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素有哪些？答：采高與控頂距.工作面推進(jìn)速度的影響.開采深度的影響.煤層傾角的影響。分層開采時的礦山壓力顯現(xiàn)。2.什么叫煤礦動壓現(xiàn)象？煤礦開采過程中，在高應(yīng)力狀態(tài)下積聚有大齡彈性能地煤或巖體，在一定的條件下太突然發(fā)生破壞，冒落或拋出，使能量釋放，呈現(xiàn)聲響，震動以及氣浪等明顯的動壓現(xiàn)象。3.采區(qū)平道礦壓顯現(xiàn)沿走向要經(jīng)歷哪幾個階段？1）巷道掘進(jìn)影響階段；2）掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段；3）采動影響階段；4）二次采動影響階段。4.對原巖應(yīng)力有哪幾種假設(shè)？1）彈性假說，認(rèn)為巖體處于彈性狀態(tài)，其受力與變形的關(guān)系符合胡克定

6、律，在垂直應(yīng)力的作用下將在巖體中引起水平應(yīng)力的作用。2）靜水應(yīng)力狀態(tài)假說。認(rèn)為在底下深處的巖體由于長期的地質(zhì)作用和巖石蠕變作用而使巖體中的側(cè)向應(yīng)力和垂直應(yīng)力趨于相等。5影響巖石強(qiáng)度的因素有哪些？1） 巖石的性質(zhì)；2） 巖石的生成條件；3） 巖石的構(gòu)造特征；4） 風(fēng)化、水和溫度的作用；5） 巖石試件的形狀和尺寸；6） 加載速度及次數(shù)；7） 巖石的受力狀態(tài)。6.衡量礦山壓力顯現(xiàn)程度的指標(biāo)？1）頂板下沉；2）頂板下沉速度；3）支柱變形與折損；4）頂板破碎情況；5）局部矛盾；6）工作面頂板沿煤壁切落。7.簡述回采工作面支架與圍巖關(guān)系的特點(diǎn)？1）支架與圍巖是相互作用的一對力；2）支架受力的大小及其在回采

7、工作面分布的規(guī)律與支架性能有關(guān)，還與支架和圍巖支撐系統(tǒng)的總體特性有關(guān)。3）支架結(jié)構(gòu)尺寸對頂板壓力的影響和維護(hù)效果不同8.簡述采區(qū)巷道支護(hù)的主要形式？答：1.基本支護(hù)，一般包括木支護(hù)和金屬支護(hù)2.加強(qiáng)支護(hù)，主要為了抵抗采動影響所照成的礦山壓力3.巷旁支護(hù)，在沿空巷道靠采空區(qū)一側(cè)專門設(shè)置的人工建筑4.巷道圍巖加固，包括錨桿加固和化學(xué)加固。9.老頂?shù)梅€(wěn)定性對于工作面的支護(hù)原理有何影響？答：老頂?shù)梅€(wěn)定性對直接頂?shù)梅€(wěn)定性有著直接影響，而且對支架的支護(hù)強(qiáng)度.支架可縮量及采空區(qū)處理方法的選擇都有決定性作用和影響。堅(jiān)硬的老頂其周期來壓步距較長，來壓強(qiáng)度較大，要求支架具有較大的支護(hù)強(qiáng)度，才能保證工作面的安全。在

8、采用垮落法處理采空區(qū)的情況下，對于周期來壓比較強(qiáng)烈的頂板，其下沉量將會增大，所以，要求支架應(yīng)有較大的可縮性四論述題1.畫出巖體力學(xué)的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)糖€。并簡述該過程。巖體單軸受壓條件下的全程應(yīng)力應(yīng)變曲線可劃為5個階段：1）OA段，原始空隙壓密階段，巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線呈上彎曲；2）AB段，線彈性階段，巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線呈直線形，相應(yīng)的B點(diǎn)的應(yīng)力值為彈性極限；3）BC段，彈塑性過渡階段，巖石的應(yīng)力應(yīng)變曲線從B點(diǎn)開始偏離直線，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到0.6max時，巖石開始有微裂隙不斷產(chǎn)生，巖石的體積由壓縮轉(zhuǎn)向膨脹；4）CD段，塑性階段，當(dāng)應(yīng)力超過屈服應(yīng)力后接近0.9max時，巖石破裂速度加快，巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線繼續(xù)向右

9、上方延伸，巖石的體積膨脹加速，變形也隨應(yīng)力增長而迅速增長，直到D點(diǎn)破壞；5）D點(diǎn)以后為破壞階段，又稱為破壞階段。2.簡述減壓區(qū)的形成及其意義。答：1）.形成：當(dāng)在巖體內(nèi)開掘巷道或者回采工作面后，巷道或回采工作面周圍巖體中必然要產(chǎn)生應(yīng)力重新分布，在巷道兩側(cè)形成23倍原始應(yīng)力的集中應(yīng)力。在工作面前方煤壁上形成45倍以上的原始應(yīng)力的集中應(yīng)力，在這樣大的垂直應(yīng)力作用下巷道周圍或工作面煤壁必然產(chǎn)生破壞，從而使圍巖的支撐力降低，集中的支承壓力就要向巖體內(nèi)部轉(zhuǎn)移，由于深部巖體處于三向應(yīng)力狀態(tài)，其強(qiáng)度逐漸增加，知道某一半徑出巖體的強(qiáng)度等于或大于集中應(yīng)力時為止，這樣就在巷道或才唱周圍的巖體中形成減壓區(qū)。2）.意

10、義：由于巷道或采場周圍巖體中存在減壓區(qū)，使巷道或者采場內(nèi)支架免受高應(yīng)力的作用。因此，彩棉支撐力較小的支架就可能較好的維護(hù)這些開采空間，從而降低支架的支護(hù)費(fèi)用。3.莫爾強(qiáng)度理論和格里菲斯強(qiáng)度理論提出的基本思想是什么？本質(zhì)有什么區(qū)別？答：莫爾強(qiáng)度理論：認(rèn)為材料發(fā)生破壞是由于材料的某一面上剪應(yīng)力達(dá)到一定的研讀，而這個剪應(yīng)力與材料本身性質(zhì)和正應(yīng)力在破壞面上所造成的摩擦阻力有關(guān)；格里菲斯強(qiáng)度理論：在材料內(nèi)部存在許多均勻，隨機(jī)的分布窄縫形的微裂隙，在力的作用下，處于不利方位的裂隙端部就產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，使該處的應(yīng)變達(dá)到所施加壓力的幾十甚至上百倍，于是裂隙就沿長度方向開始擴(kuò)張，直至材料整體破壞。本質(zhì)區(qū)別：在破壞機(jī)理上的認(rèn)識是不同的，前者認(rèn)為不論材料處于何種受力狀態(tài)，本質(zhì)上都是由于拉應(yīng)力引起的破壞；后者則認(rèn)為破壞主要是壓剪破壞，即使有拉伸破壞，也是發(fā)生在有拉應(yīng)力作用的情況。4.試分析采場上覆巖層所形成的裂隙體梁的失穩(wěn)條件。答.采場上覆巖層重形成的結(jié)構(gòu)就是上覆巖層的破斷巖塊間形成的“三鉸拱”式平衡，外形上好像是由裂隙體巖層形成的梁。裂隙提梁的失穩(wěn)就是巖塊間的“三鉸拱”式平衡被遭到破壞所致