礦山壓力複習

2022-05-04 04:12:04 字數 5132 閱讀 7499

一、名詞解釋:

1、礦山壓力:由於在地下煤巖中進行採掘活動而在井巷、硐室及回採工作面周圍煤、岩體中和其中的支護物上所引起的力,就叫做礦山壓力。

2、岩石的孔隙度:岩石中各種孔洞裂隙體積的總和與岩石總體積之比。

3、泊松比:岩石受到單向壓縮載荷時,試件在軸向縮短的同時產生橫向膨脹,其橫向應變與軸向應變的比值稱為泊松比。

4、流變:有些材料在開始出現塑性變形以後,常在應力不變或應力增加很小的情況下繼續產生變形,這種變形叫做流變。

5、蠕變:固體材料在不變載荷的長期作用下,其變形隨時間的增長而緩慢增加的現象稱為蠕變。

6、原岩應力:天然存在於原岩而與任何人為原因無關的應力。

7、支承壓力:在岩體內開掘巷道後,巷道兩側增加的切向應力。

8、回採工作面:在煤層或礦床的開採過程中,直接進行採煤或開採有用礦物的工作空間。

初次來壓:由於老頂第一次失穩而產生的工作面頂板來壓。

砌體梁:工作面上下兩區破斷的岩塊咬合形成的外表似梁,實質是拱的的平衡結構。

二、填空題:

1、根據回採工作面前後的應力分布情況,可將工作面前後劃分為減壓區、增壓區和穩壓區。

2、根據破斷的程度,回採工作面上覆岩層可分為冒落帶和裂隙帶。

3、採空區處理方法有煤柱支撐法,緩慢下沉法,採空區充填法和全部垮落法。

4、直接頂的完整程度取決於岩層本身的力學性質,直接頂岩層內由各種原因造成的層理和裂隙的發育程度。

5、初撐力是指支柱對頂板的主動作用力。

三、簡答題:

1、對原岩應力狀態有哪幾種假說?

答:①彈性假說,認為岩體處於彈性狀態,其受力與變形的關係符合虎克定律,在垂直應力作用下將在岩體中引起水平應力的作用。②靜水應力狀態假說,認為地下深處的岩體由於長期的地質作用和岩石的蠕變作用而使岩體中的側向應力和垂直應力趨於相等。

岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什麼不同?

答:岩石的孔隙性是指岩石中孔隙和裂隙的發育程度,表徵它的指標有兩種:孔隙度和孔隙比。

可見孔隙度和孔隙比是反應孔隙性的指標。孔隙度n是岩石中各種孔隙、裂隙體積的總和與岩石總體積之比;孔隙比e是岩石中各種孔隙、裂隙體積的總和與與岩石內固體部分實體積之比。顯然,孔隙度n和孔隙比e存在以下關係。

煤層開採後,上覆岩層按破壞方式可以分為哪幾個區?

答:①a區域,即媒壁支撐影響區,這個區域在煤層前方30~40m的範圍內。該區域內岩層有較明顯的水平移動,而垂直移動甚小,有時岩層還可能出現上公升現象。

②b區域,也成為離層區。這個區域是在回採工作面推過以後的採空區上方。這個區的岩層移動特點是:

破斷岩層的垂直位移急劇增大,其下部岩層的垂直移動速度大於上部岩層的垂直移動速度,因而下部岩層和上部岩層發生離層。③c區域,稱為重新壓實區,這個區域內裂隙帶的岩層重新受到已冒落矸石的支撐垂直移動減緩,其下部岩層的垂直移動速度小於上部岩層,因而使岩層出現層間空隙又重新閉合。

4、採區平道礦壓顯現沿走向要經歷那幾個階段?

答:巷道掘高階段,無採掘影響階段,採動影響階段,採動影響穩定階段,二次採動影響階段。

5、影響回採工作面礦山壓力顯現的主要因素有哪些?

答:採高與控頂距,工作面推進速度,開採深度,煤層傾角。

6、簡述回採工作面支架與圍岩關係的特點。

答:支架圍岩是相互作用的一對力,支架受力的大小及其在回採工作面分布的規律與支架效能有關,支架結構及尺寸對頂板壓力有一定影響。

7、簡述採區巷道支護的主要形式。

答:①基本支護,一般包括木支護和金屬支護。②加強支護,主要為了抵抗採動影響所造成的礦山壓力。

③巷旁支護,在沿空巷道靠採空區一側專門設定的人工建築物。④巷道圍岩加固,包括錨桿加固和化學加固

8、什麼叫煤礦動壓現象?

答:煤礦開採過程中,在高應力狀態下積聚具有大量彈性能的煤或岩體,在一定的條件下突然發生破壞、冒落或丟擲,使能量突然釋放,呈現聲響、震動以及氣浪等明顯的動力效應,這些現象統稱為煤礦動壓現象。

一、名詞解釋:

礦山壓力:由於在地下煤巖中進行採掘活動而在井巷、硐室及回採工作面周圍煤、岩體中和其中的支護物上所引起的力,就要做礦山壓力。

泊松比:岩石受單向壓縮載荷時,試件在軸向縮短的同時產生橫向膨脹,其橫向應變與軸向應變的比值成為泊松比。

流變:有些材料在開始出現塑性變形以後,常在應力不變或應力增加很小的情況下繼續產生變形,這種變形叫做流變。

原岩應力:天然存在於原岩而與任何認為原因無關的應力。

直接頂:直接位於煤層上方的一層或幾層性質相近的岩層。

週期來壓:由於裂隙岩層週期性失穩而引起的頂板來壓現象。

砌體梁:工作面上下兩區破斷的岩塊咬合形成的外表似梁,實質是拱的平衡結構。

原生裂隙:岩層在形成過程中由於溫度、礦物結晶及沉積的作用二形成的弱面。

載荷集度:在回採工作面頂板懸頂距範圍內,單位面積頂板對支架的載荷稱為頂板的載荷。

碎脹性:岩石在破碎以後的體積比整體狀態下增大的性質,稱為岩石的碎脹性。

二、填空題:

1、根據破斷的程度,回採工作面上覆岩層可分為冒落帶和裂隙帶。

2、直接頂的完整程度取決於岩層本身的力學性質,直接頂岩層內由各種原因造成的層理和裂隙的發育程度。

3、節理裂隙分為原生裂隙,構造裂隙,壓裂裂隙。

4、蠕變變形曲線可分為穩定蠕變和不穩定蠕變兩類。

5、工作面頂板下沉量與採高及控頂距的大小成正比關係。

三、簡答題:

1、影響岩石強度的因素有哪些?

答:岩層性質,岩石的構造特徵,試件的幾何尺寸,岩石所處的物理狀態,載入速度,岩石的受載狀態等。

什麼是原岩應力狀態?

答:天然存在於原岩內而與任何人為原因無關的應力狀態,稱為原岩應力狀態。

簡述煤層開採後,上覆岩層的破壞方式。

答:當煤層開採以後,由於直接頂下部形成較大的空間,直接頂破斷後,岩塊呈不規則垮落,排列極不整齊,其鬆散係數較大。一般將具有這種破壞方式的岩層稱為冒落帶,冒落帶以上的頂板岩層由於其下部自由空間較小,岩層斷裂後,其向下移動時受到相互牽制,岩層只是斷裂下沉而無翻轉,通常將這個區域叫做裂隙帶。

再向上直至地表的岩層只有彎曲下沉而無斷裂,這一帶成為彎曲下沉帶。

直接頂的穩定性對工作面的支護原理有何影響?

答:直接頂式回採工作面空間直接維護的物件。直接頂的穩定性直接影響著工作面支護方式和支架架型的選擇。

對於不穩定的直接頂要求支架有較好的護頂功能,在煤層開採以後,不應使頂板的暴露面積過大,以免發生區域性冒頂,採用單體支架要注意採取有效的勾頂措施,防止頂板從架間漏空,影響支架對頂板的支護;在採用液壓自移支架時,應選用掩護效能較好的掩護式支架。直接頂的穩定性較好時,對勾頂要求並不嚴格,可以選用支撐式或支撐掩護式支架。

採區平道礦壓顯現沿走向要經歷那幾個階段?

答:巷道掘高階段,無採掘影響階段,採動影響階段,採動影響穩定階段,二次採動影響階段。

簡述回採工作面支架與圍岩關係的特點。

答:支架圍岩是相互作用的一對力,支架受力的大小及其在回採工作面分布的規律與支架效能有關,支架結構及尺寸對頂板壓力有一定影響。

簡述採區巷道支護的主要形式。

答:1、基礎支護,一般包括木支護和金屬支護,2、加強支護,主要為了抵抗採動影響所造成的礦山壓力,3、巷旁支護,在沿空巷道靠採空區一側專門設定的人工建築物,4、巷道圍岩加固,包括錨桿加固和化學加固。

巷道卸壓方法目前應用的有哪幾種?

答:一、在巷道周圍形成槽孔,常用以下兩種方法:鑽孔卸壓和切槽卸壓。

二、在巷旁形成卸壓空間,主要方法有:1、寬麵掘巷卸壓,2、在巷旁留專門得卸壓空間。三、大面積區域性解除安裝。

四、論述題:

1、什麼是圍岩的極限平衡?極限平衡區範圍的大小與哪些因素有關?

答:在地下岩體中開掘巷道後,巷道周圍岩體就由原來的三軸受力狀態變為雙軸或單軸受力狀態。一般巷道周邊的岩塊是處於單軸壓縮狀態,巷道周邊岩塊在垂直應力的作用下,就會發生破壞,隨著向岩體內部發展,岩塊由單軸受壓或雙軸受壓逐漸變為三軸受力狀態,其抗壓強度也逐漸增加。

在某一半徑為r的範圍內巖塊的應力圓和其強度包絡線相切,這一範圍內的岩塊受力狀態叫做極限平衡狀態。岩體處於極限平衡狀態的區域叫極限平衡區。極限平衡區的大小主要與巷道距地表的深度、巷道尺寸及圍岩的力學性質等因素有關。

敘述採區巷道變形與破壞的影響因素。

答:一、自然因素

1、圍岩性質及其構造特性,2、巷道埋藏深度,3、煤層傾角、4、地質構造因素、5、水的影響、6、時間因素的影響。

二、巷道斷面形狀和大小

1、回採工作狀況,如巷道是處於一側還是二側受採動影響,是受一次還是多次採動影響,2、巷道的保護方法,3、巷道斷面的形狀與大小,巷道掘進方法、掘進與回採工作面在時間、空間上的相互關係及巷道本身採用的支架型別、支護方式、支護引數等等。

3、岩石結構與岩石構造得異同是什麼?

答:岩石的結構是指決定岩石組織的各種特徵的總和,如顆粒的大小、形狀、鏈結特徵、膠結物型別、存在孔隙情況等;而岩石的構造是指組成岩石的礦物顆粒之間、以及它與其它組成部分之間的排列方式和填充方式,如岩石可屬於整體構造,多孔狀構造和層狀構造等。

煤礦中遇到的岩石絕大多數是沉積岩,有較明顯的層理,屬層狀構造。層狀構造的特點是,岩石顆粒互相交替,表現出層次疊置現象(層理)。

試說明礦山壓力和礦山壓力顯現的關係。

答:礦山壓力和礦山壓力顯現是兩個不同的概念,兩者具有因果關係。後者是由前者引起的,沒有前者就沒有後者。

有些礦山壓力顯現的大小直接由礦山壓力引起,如:巷道圍岩的變形和破壞,煤壁的壓酥和片幫等都隨礦山壓力的增大而變得更加強烈;而有的礦山壓力顯現雖然也是有礦山壓力引起的,但它們還要受其他因素的影響。如:

工作面頂板下沉,支架上所承受的載荷等,它們並不隨礦山壓力的增大而成正比的增大。頂板下沉受工作面上覆岩層運動規律的制約,它和煤層的採高及工作面的控頂距成正比。支架上所承受載荷的大小與支架本身的特性及頂板下沉量的大小有關。

從以上分析可以看出,礦山壓力大,礦山壓力顯現不一定強烈。

一、名詞解釋:

岩石的孔隙性:岩石中孔洞和裂隙的發育程度。

泊松比:岩石受單向壓縮載荷時,試件在軸向縮短的同時產生橫向的膨脹,其橫向應變與軸向變的比值稱為泊松比。

蠕變:固體材料在不變載荷的長期作用下,其變形隨時間的增長而緩慢增加的現象稱為蠕變。

構造應力:由於地質構造運動而引起的應力。

回採工作面:在煤層或者是礦床的開採過程中,直接進行採煤或採有用的礦物的工作空間。

週期來壓:由於裂隙帶岩層週期性失穩而引起的頂板來壓現象。

砌體梁:工作面上下兩區破斷的岩塊咬合形成的外表似梁,實質是拱的平衡結構。

構造裂隙:岩層形成後,經劇烈的地質運動而形成的弱面。

載荷集度:在回採工作面頂板懸頂距範圍內,單位面積頂板對支架的載荷稱為頂板的載荷集度。

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