岩层控制的实验方法与实测技术复习要点
岩层控制实验(考试必备)
第一章：（1）实验报告：科技实验报告是描述、记录某项科研课题实验过程和结果的一种报告。
实验报告有两种：一种是理工科大学生为验证某定理或其结论所进行实验而撰写的实验报告。
另一种是创新型实验报告，它是研究者自己设计，从过程到结果都是新的实验，要求有所发现、发明和创造。
（2）学术论文：某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结。
（3）科技论文：在科学研究、科学实验的基础上，对自然科学和专业技术领域里的某些现象或问题进行专题研究、分析与阐述，揭示这些问题和现象的本质及其规律而撰写的文章。
第二章：（1）岩层控制：为使矿山压力显现不至于影响正常的开采工作和保证正常的生产安全所采取的的一系列控制技术和方法称作为岩层控制。
（2）岩层控制的研究方法：⑴数学力学分析方法：该方法将天然岩体作某些简化处理，采用相关的力学理论及有限元、边界元等解析方法，并借助计算机分析。
⑵实验室的试验研究方法：采用人工材料代替天然岩体制成模型后进行可采活动模拟实验。
⑶现场实际观测方法：根据矿压显现特征直接进行观测和记录。
（3）岩层控制的实验方法：⑴岩石力学基础性实验和岩体力学的综合研究性实验⑵支护体材料的力学性能测试⑶采场上覆岩层运动及巷道围岩变形的相似物理模拟实验⑷实测仪器仪表的实验室标定和矿山压力测试方法研究。
（4）相似模拟实验：相似模拟试验就是要用和原型力学性质相似的材料,按照一定的几何比例模拟岩体及煤层,并进行开掘,在满足相似的边界及初始条件下,使在相应的时期内造成相似的矿山压力现象。
满足的基本相似条件：1.几何相似2.运动相似3.动力相似4.应力相似5.外力相似（5）模拟试验台：○1平面应力模型：是以沿长度方向力学状态不变的横向剖面作为模拟对象的一种模型。
○2平面应变模型：模型采取三向独立加压方式，一般采用液压加载.其正面及背面的加压值应控制模型在该方向的变形量为零。
矿山压力与岩层控制考试复习重点
1.矿山压力：于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力。
2.矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道周围岩体和支护物产生的种种力学现象。
3.矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法。
4. 岩石的碎胀性是指岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质。
5. 岩石的压实性是指岩石破碎后，在其自身和外加载荷作用下逐渐压实使体积减小的性质。
6. 岩石的透水性、软化性、膨胀性、崩解性。
7. 岩石的弹性变形可分为三种不同的弹性特征：①线弹性。
②完全弹性；③滞弹性。
8. 岩石的变形指标：泊松比、弹性模量、体积变形模量。
9. 岩石的抗剪强度：指岩石抵抗剪切破坏的极限强度。
（抗切强度、抗剪强度、摩擦强度）10. 岩石在单轴压力作用下的应力应变全程曲线。
①O-A段，原始空隙压密阶段；②A-B段，线弹性阶段；③B-C段，弹塑性过渡阶段；④C-D段，塑性阶段；⑤D点以后为破坏阶段。
11. 单轴压缩下岩石破坏的形态：张裂或压裂破坏、压剪破坏、塑流破坏。
12. 莫尔强度理论和格里菲斯强度理论提出的基本思想是什么？它们本质上有什么区别？答：莫尔强度理论认为，材料破坏主要使由于破坏面上的剪应力达到一定限度，但此剪应力还与破坏面上由于正应力造成的摩擦阻力有关。
也就是说，材料某一点发生破坏，不仅取决于该点的剪应力，同时取决于正应力，即沿某一面剪断时剪应力与正应力存在着一定的函数关系。
格离菲斯强度理论认为，任何材料内部都存在各种细微的裂缝，当材料处于一定的应力状态时，在这些裂缝的端部便会产生应力集中。
如果主应力为拉应力，则在裂缝端部产生几倍于主应力的拉应力；如果主应力为压应力，在裂缝端部也产生拉应力。
当裂缝周围拉应力超过岩石的抗拉强度时，就会由于裂缝的扩展而造成岩石的破坏。
莫尔强度理论的实质是剪切破坏理论，而格里菲斯强度理论的实质是脆性拉断破坏理论，这就是它们实质上的区别。
13.岩体强度＜岩块强度14. 岩体：一定工程范围内的自然地质体，是由岩块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
《岩层控制的实验方法与实测技术》实验教学大纲 3
《岩层控制的实验方法与实测技术》实验教学大纲课程代码：11015600 课程类别:选修课适用专业：采矿工程（二表、三表、定向通用）实验学时：4大纲执笔人：于敬敏大纲审定人：路占元大纲审批人：宋志伟一、本门课程实验的任务与目的1、培养学生初步掌握岩层控制的实验的方法和实测技术。
2、验证所学理论、巩固所学知识并加深理解。
3、对学生进行实验研究的基本训练。
三、实验概述实验一：单体液压支柱性能测定目的：掌握单体液压支柱的类型,构造,工作原理和性能测定技术.原理概述：内注式单体液压支柱的活柱内腔装满5#机油,升柱时压动手压泵,将机油抽压入柱体腔内,使活柱上升,支撑顶板,达到初撑力后,阀门关闭.顶板压力经活柱传给柱体腔内的机油,使其对应增长.当顶板压力增长超过支柱额定工作阻力值时,对应增长的油压使安全阀开启,高压油经中心孔流回活柱内腔,油压下降至支柱额定工作阻力值时, 安全阀关闭,周而复始,使支柱始终工作在额定工作阻力值,即恒阻状态.外注式单体液压支柱没有手压泵,它的工作液是含2%乳化液体,经乳化液泵站加压成高压液,经注液枪顶开阀门, 压入柱体腔内,使活柱上升,支撑顶板,达到初撑力后,拔出注液枪.工作原理同内注式.不同的是安全阀开启后, 乳化液体排出柱外.方法与手段：使用单体液压支柱和支柱测力计进行实验.应得到的实验结果和数据：单体液压支柱的额定工作阻力特性是一条随着支柱变形增加的锯齿直线.实验二：井下实测仪表综合实验目的：验证所学理论,掌握井下实测仪表的名称,结构和工作原理,掌握现场观测技术.原理概述：井下实测矿山压力的仪表是根据金属元件受力产生弹性变形的特性的原理和井下使用条件,由专业厂家制作的,所以在实验室测试完成标定曲线,就可在现场实测的仪表上精确的测出矿山压力,井下实测位移和变形的仪表是根据保证测量精度的机械装置,由专业厂家制作的.方法与手段：使用目前国内广泛使用的各种井下实测仪表进行实验,让学生动手操作.应得到的实验结果和数据：学生能够使用井下实测仪表测试出所要观测的数据,掌握现场矿压观测技术.四、主要仪器设备配置ADL-2.5型测杆,顶板沉降记录仪,KY-82型数显动态仪,HS-10型测枪,JSS30A型数显收敛仪,GSJ-1型钢弦频率计,CT-2型钢弦压力盒,YTL-610型圆图压力自记仪,YSZ-1型液压支架压力下缩双记仪,ML-10型锚杆拉力计等五、教学形式实验前安排学生预习实验指导书，实验中通过实物的使用等使学生对教学中的理论内容有一个直观具体的理解和掌握，实验结束后，要求学生按时完成实验报告。
岩层测量技术与参数计算方法
岩层测量技术与参数计算方法概述：岩层测量技术与参数计算方法是地质学中重要的研究内容。
通过测量岩层的物理特性和结构特征，可以为地质勘探、地质灾害评价和工程设计提供重要的参考。
本文将介绍一些常用的岩层测量技术和参数计算方法。
一、岩层物性测量技术及参数计算方法1.岩层密度测量：岩层密度是岩石物性中的重要参数之一。
常用的测量方法有核密度计、比重瓶法和电磁法。
核密度计测量速度快、结果准确，但对操作人员要求较高；比重瓶法操作简单，但测量精度较低；电磁法无需直接接触样本，适用于湿润或具有较大粒度的岩层。
2.岩层孔隙度测量：岩层孔隙度是指岩石中孔隙的占据空间的比例。
常用的测量方法有含水率测量法、浸水法和压汞法。
这些方法各有优劣，可以根据不同的实际需求选择适当的方法。
3.岩层渗透性测量：岩层的渗透性决定了岩石的透水性。
常用的测量方法有压力法、渗流法和阻滞法。
其中压力法通过测量渗透液的流速和压力来确定渗透性，应用广泛。
4.岩层磁性测量：岩层的磁性是指岩石对磁场的反应程度。
常用的测量方法有磁化率测量法、物性仪法和地磁法。
这些方法可以通过测量磁化率和磁场强度等参数来确定岩层的磁性特征。
二、岩层结构特征测量技术及参数计算方法1.岩层倾角测量：岩层的倾角是指岩石层面与水平面之间的夹角。
常用的测量方法有测角板、剖面仪和全站仪等。
其中全站仪可以实时记录测量数据，并进行数据处理和分析。
2.岩层节理测量：岩层的节理是指岩石中具有一定规律的节理面。
常用的测量方法有测角板、高速相机和激光扫描仪等。
这些方法可以获取岩层节理面的几何形态和空间分布。
3.岩层断裂测量：岩层的断裂是指岩石中的裂隙或断层。
常用的测量方法有现场观察、钻探和斜坡测量等。
通过测量断裂面的形态和位置，可以评估岩层的稳定性和抗剪强度。
4.岩层岩性测量：岩层的岩性是指岩石的物质组成和结构特征。
常用的测量方法有薄片鉴定、X 射线衍射和电子显微镜等。
这些方法可以获取岩层的矿物组成和岩石结构，为地质勘探和资源评估提供依据。
岩层实验报告
中国矿业大学矿业工程学院实验报告《岩层控制》实验报告实验一矿山岩体力学实验注：包括岩石抗拉、抗压、抗剪三个内容。
岩石的抗拉强度试验一、实验目的与要求岩石在单轴拉伸载荷作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的单轴抗拉强度。
由于进行直接拉伸实验在准备试件方面要花费大量的人力、物力和时间，因此采用间接拉伸实验方法来测试岩石的抗拉强度。
劈裂法是最基本的方法。
二、实验仪器（1）钻石机或车床，锯石机，磨石机或磨床。
（2）劈裂法实验夹具，或直径2.0mm钢丝数根。
（3）游标卡尺（精度0.02mm），直角尺，水平检测台，百分表架和百分表。
（4）材料实验机。
三、实验原理图3-1显示的是在压应力作用下，沿圆盘直径y-y的应力分布图。
在圆盘边缘处，沿y-y方向（σy）和垂直y-y（σx）方向均为压应力，而离开边缘后，沿y-y方向仍为压应力，但应力值比边缘处显著减少，并趋于平均化；垂直y-y方向变成拉应力。
并在沿y-y的很长一段距离上呈均匀分布状态。
虽然拉应力的值比压应力值低很多，但由于岩石的抗拉强度很低，所以试件还是由于x方向的拉应力而导致试件沿直径的劈裂破坏，破坏是从直径中心开始，然后向两端发展，反映了岩石的抗拉强度比抗压强度要低得多的事实。
χyr/R0.5-0.5σyσxy压缩拉伸应力值/MPa160120804040图3-1 劈裂实验应力分布示意图四、实验内容(1) 了解试件的加工机具、检测机具，规程对精度的要求及检测方法； (2) 学会材料实验机的操作方法及拉压夹具的使用方法； (3) 学会间接测试岩石抗压强度及数据处理方法。
五、 实验步骤（1） 测定前核对岩石名称和岩样编号，对试件颜色、颗粒、层理、裂隙、风化程度、含水状态机加工过程中出现的问题进行描述，并填入记录表1-1内。
（2） 检查试件加工精度，测量试件尺寸，填入记录表内。
（3） 选择材料实验机度盘时，一般应满足下式：0.2 P 0< P max <0.8P 0（4） 通过试件直径两端，沿轴线方向画两条互相平行的线作为加载基线。
矿山压力与岩层控制重点总结
矿山压力与岩层控制重点总结一、1、矿山压力与岩层控制的研究方法有：理论研究，实验室实验，现场测试等不同形式的研究。
2、矿山压力与岩层控制的解析方法主要通过力学模型，利用平衡条件、本构方程、变形条件，破坏判据和边界条件求解其应力，变形和破坏条件。
3、矿山压力检测中采场主要检测顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩量和顶板破碎度。
4、矿山压力检测中，巷道主要检测顶底板移近量、支架变形、围岩应力分布和岩层内部移动规律。
5、岩石密度分为：天然密度、饱和密度、干密度。
6、岩石变形指标一般有：泊松比、弹性模量、体积变形量。
7、原岩应力场主要由：重力应力场和构造应力场组成。
8、两个大小不同的圆孔叠加时，大孔对小孔的应力影响较大，而小孔对大孔的影响较小。
9、支撑压力指采场周围或巷道两侧的全部切向应力（或者竖直应力）10、早期采场上覆盖岩层活动规律的假说有：压力拱假说，悬臂梁假说，铰接岩块假说，预成裂隙假说。
11、砌体梁结构模型中：A 块为煤壁支撑区，B 块为离层区，C 块为重新压实区；Ⅰ为垮落带，Ⅱ为裂缝带，Ⅲ为弯曲下沉带。
12、按直接顶稳定性分类：直接顶可分为：破碎顶板，中等稳定顶板，完整顶板。
13、目前所使用的支柱的工作特性有以下几种：急增阻式，微増阻式，恒阻式。
14、液压支柱单独与顶梁配合支护顶板称为单体液压支架，与顶梁，底座，移架千斤顶组合液压自移支架。
15、岩层与地表移动会导致其产生竖直方向和水平方向的位移，前者称为下沉，后者称为水平位移。
16、根据采空区上覆岩层的破坏程度，可分为三带：垮落带，裂缝带，弯曲下沉带。
垮落带和裂缝带合两带，又称为导水裂缝带。
17、两带（冒落带与裂隙带）与煤层采高有关，对于软弱岩层，两带高度为采高的9至12倍，中硬岩层为采高的12至18倍，坚硬岩层为采高的18至28倍。
18、圆形巷道按切向应力分，可分为A 破裂区，B 塑性区，C 弹性区，D 原始应力区19、煤层开采后，在采空区四周形成支撑压力带，在工作面前方煤体内形成超前支撑力，它随着工作面掘进而向前移动，又称为移动性支撑压力或者临时支撑压力，工作面倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支撑压力称为固定支撑压力或者残余支撑压力，采空区后方的支撑压力称为采空区支撑压力。
矿山压力与岩层控制重点总结
矿山压力与岩层控制重点总结一、1、矿山压力与岩层控制的研究方法有：理论研究，实验室实验，现场测试等不同形式的研究。
2、矿山压力与岩层控制的解析方法主要通过力学模型，利用平衡条件、本构方程、变形条件，破坏判据和边界条件求解其应力，变形和破坏条件。
3、矿山压力检测中采场主要检测顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩量和顶板破碎度。
4、矿山压力检测中，巷道主要检测顶底板移近量、支架变形、围岩应力分布和岩层内部移动规律。
5、岩石密度分为：天然密度、饱和密度、干密度。
6、岩石变形指标一般有：泊松比、弹性模量、体积变形量。
7、原岩应力场主要由：重力应力场和构造应力场组成。
8、两个大小不同的圆孔叠加时，大孔对小孔的应力影响较大，而小孔对大孔的影响较小。
9、支撑压力指采场周围或巷道两侧的全部切向应力（或者竖直应力）10、早期采场上覆盖岩层活动规律的假说有：压力拱假说，悬臂梁假说，铰接岩块假说，预成裂隙假说。
11、砌体梁结构模型中：A 块为煤壁支撑区，B 块为离层区，C 块为重新压实区；Ⅰ为垮落带，Ⅱ为裂缝带，Ⅲ为弯曲下沉带。
12、按直接顶稳定性分类：直接顶可分为：破碎顶板，中等稳定顶板，完整顶板。
13、目前所使用的支柱的工作特性有以下几种：急增阻式，微増阻式，恒阻式。
14、液压支柱单独与顶梁配合支护顶板称为单体液压支架，与顶梁，底座，移架千斤顶组合液压自移支架。
15、岩层与地表移动会导致其产生竖直方向和水平方向的位移，前者称为下沉，后者称为水平位移。
16、根据采空区上覆岩层的破坏程度，可分为三带：垮落带，裂缝带，弯曲下沉带。
垮落带和裂缝带合两带，又称为导水裂缝带。
17、两带（冒落带与裂隙带）与煤层采高有关，对于软弱岩层，两带高度为采高的9至12倍，中硬岩层为采高的12至18倍，坚硬岩层为采高的18至28倍。
18、圆形巷道按切向应力分，可分为A 破裂区，B 塑性区，C 弹性区，D 原始应力区19、煤层开采后，在采空区四周形成支撑压力带，在工作面前方煤体内形成超前支撑力，它随着工作面掘进而向前移动，又称为移动性支撑压力或者临时支撑压力，工作面倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支撑压力称为固定支撑压力或者残余支撑压力，采空区后方的支撑压力称为采空区支撑压力。
《煤矿围岩控制与监测》复习资料
1.直接顶：厚度小于1.5～2.0m 、较软弱、下面又无老顶的岩层称为直接顶，直接顶主要是页岩与砂页岩。
2.老顶：厚度大于1.5～2.0m 、较坚硬的岩层称为老顶，老顶主要是砂岩、石灰岩与砂砾岩。
3.伪顶：在煤层和直接顶（或老顶）之间，有时存在一层厚度小于0.5m 、随采随冒的软弱岩层，叫做伪顶。
4.底板：采煤时称煤层下面的岩层为底板。
5.跨落带：指不支撑就会垮落的那部分岩层。
6. 裂隙带：岩层在其断裂、旋转、下沉及触矸过程中，岩块间能够互相挤紧，从而形成能够承受载荷的平衡结构，并把自身及附加岩层的重量施加到采空空间周围的岩体及冒矸之上。
7. 裂隙带老顶的判别公式： 8. 顶板状态：顶板所处的状态，用顶板状态参数表示，与工作面支护强度有关。
9. 推垮型冒顶：是由平行于层面方向的顶板力推倒采场支架而导致的冒顶。
10. 压垮型冒顶：是由垂直于层面方向的顶板力压坏采场支架二导致的冒顶。
11. 漏冒型冒顶：是因已破碎顶板没有得到有效防护受重力作用冒落而导致的冒顶。
12. 复合顶板：指采煤后特别容易离层的顶板的第一个分层。
13. 直接顶的初次垮落：直接顶垮落厚度达1m 以上、垮落长度达采煤工作面长度一半以上时，叫直接顶初次垮落。
14. 老顶的初次来压：工作面采煤以来老顶第一次大规模来压。
15. 老顶周期来压：老顶初次来压后，随着采煤工作面的继续推进，老顶岩梁周期性断裂、下沉，工作面内周期性地出现顶板下沉加快、煤壁严重片帮、支架受载增大以及顶板台阶下沉等老顶来压现象，叫做老顶的周期来压。
16. 控顶距：从事采煤工作所需的工作空间。
17. 端面距：煤壁至支架顶梁前端的距离。
18. 顶底板移近量：顶板下沉量与底板鼓起量之和。
19. 支柱活柱下缩量：支柱活柱下缩的距离。
20. 支护系统刚度：指单位顶板下沉量所对应的支柱工作阻力的增量。
21. 支柱刚度：指单位支柱活柱缩量的支柱工作阻力的增量。
22. 支柱的密度：控顶范围内单位面积顶板中支柱的个数。
岩层控制与实测实验
实验1 煤和岩石抗压强度试验一、实验目的与要求岩石在单轴压缩荷载作用下所能承受的最大压力称为岩石单轴抗压强度。
岩石的单轴抗压强度实验是研究岩石性质的最基本方法。
通过本实验，要了解标准试件的加工机械、加工过程及检测程序，掌握岩石单向抗压强度的测试过程及计算方法。
二、实验仪器1）、试件加工机械。
钻石机或车床、锯石机、磨石机或磨床。
2）、检验工具。
水平检测台、百分表架及百分表、游标卡尺（精度0.02）、直角尺三、试件规格、加工精度、数量与含水状态一）、标准试件规格标准试件采用直径5+0.6或5-0.2cm的圆柱体，高颈比为2+0.2或2-0.2。
也可用5*5*10cm 的方柱体。
对于砾岩等特大颗粒岩石。
试件尺寸应放大，其直径赢大与岩石最大颗粒尺寸的10被，高径比不小于1.8.二）、试件加工精度及检查方法1）、试件两端面不平行度不得大于0.01cm2）、试件上、下端直径偏差不的大于0.02cm3）、轴向偏差检查。
四、实验原理垂直或平行岩层层理方向对试块进行加载，试件的破坏在和与试件的横截面积之比即为掩饰的单向抗压强度。
五、实验步骤1、测定前核对岩石名称和岩羊编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、分挂程度、含水状态以及加工过程出现的问题等进行描述，计入表格、2、检查试件加工精度，测量试件尺寸3、材料满足：0.2P。
<Pmax<0.8P。
4、开动材料实验机，使其处于可用状态。
5、以0.5~1.0MPa的速度加载至破坏、六、数据处理岩石单向抗压强度测定记录表送样单位：采样地点：测定日期：实验2 岩石的抗拉强度实验一、实验目的与要求岩石在单轴拉伸载荷作用下达到破坏是的所能承受的最大拉应力成为岩石的单轴抗拉强度，简称抗拉强度。
由于进行直接拉伸实验在准备时间方面要花费大量的人力、物理和时间，因此采用间接拉伸实验方法来测试岩石的抗拉强度。
劈裂法是最基本的方法。
二、实验设备1．钻石机或车床，锯石机，磨石机或磨床。
《岩层控制学》
《岩层控制学》讲义黄庆享参考书：《矿山压力与岩层控制》，钱鸣高、石平五编，中国矿业大学, 2003.11；《浅埋煤层长壁开采顶板结构及岩层控制研究》，黄庆享，中国矿业大学出版社，2000年第一讲：矿山压力、矿山压力显现，矿山压力控制1.1 基本概念1．原岩应力：地下岩体在开挖以前，由于自重而引起的应力称，为原岩应力。
主要包含自重应力和构造应力。
2. 矿山压力：由于地下开采活动在工作面、井巷、硐室围岩及支护物上所引起的力和应力称为……；3．矿压显现：由于矿山压力而引起的在围岩和构筑上的变形、破坏等各种力学现象。
4．矿山压力控制：人为地采取技术措施来调节、改变和利用矿山压力作用的各种活动，叫矿山压力控制（岩层控制）。
5．矿山压力与岩层控制：是采矿工业的基础学科，灵魂。
以矿山岩石力学为基础，与采矿工程实践密切结合，形成了岩层控制理论和工程实践体系相结合的独立分支学科。
1.2 意义（1）保障安全生产；（2）减少资源损失；（3）改善开采技术；（4）提高采矿的经济效果；（5）保护环境；（6）矿山开发科学决策。
1.3 岩层控制（矿山压力）的研究方法1．现场实测方法。
现场实测采场和巷道等围岩及支护物的矿山压力与矿山压力显现。
主要观测围岩及支护结构的变形和应力以及支护力。
目的：掌握真实的矿山压力及其显现规律和特征。
意义：是开展其它实验研究和理论分析的基础，数据具有客观性。
缺陷：只能在局部布点，工程量大，周期长；对于围岩内部移动和位移场、应力场难以观测，缺乏直观性；观测对生产的指导一般比较滞后。
2．实验研究的方法。
物理实验：真实但主要限于岩块物理力学实验；模拟实验：直观，可以分析采场和巷道围岩破坏过程及其位移等，多参数对比分析；数值模拟计算：可以得出丰富的应力应变等参数，但对于非连续变形有局限性。
优点：工程量小；可以改变参数进行对比实验分析；可以得出应力应变场，揭示机理；直观观察围岩内部变形与破坏，实施控制；预见性。
岩石试验基本知识及操作流程
c.将试样放置在装有饱和溴化钠溶液容器内的多孔板上。
d.每天取出土样称重，记下盒与湿土总质量，直至恒重，记下盒与恒定湿土总质量 （m2）准确至0.001g。
e.将恒定质量的土样放入烘箱，烘干8h，取出改好盒盖，放入干燥箱冷却至室温， 立即称量。如此反复操作，直至恒重，记下质量（m3），准确至0.001g。
无气泡上升。
d.缓缓转到制动器，将圆盘提出水面，读取铁杆上的
刻度，为水下休止角。
四、试验的操作
•9.标准吸湿含水率
•（1）试验目的与适用范围：本试验适用于在温度20。C+2。C、相对湿度为60%+5%标准
条件下，进行土样标准吸湿含水率的测定，同时也可以间接确定土样或水泥等细粒材料的 比表面积等性质。
的孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。（土体内固体 颗粒质量与颗粒体积之比值，即为颗粒密度）
• （2）检测方法及适用范围： • a、比重瓶法：粒径小于5mm的土； • b、浮称法：粒径大于、等于5mm的土，且其中大
于20mm的颗粒含量应小于总土质量的10%。
• c、虹吸法：粒径大于、等于5mm的土，且其中大
力为抗剪强度。
四、试验的操作
• 12三轴试验
• 必须制备4个以上性质相同的试样，在不同围压下进行试验，围压大小要与工程的实际荷
载相适应，尽可能使最大周围压力与土体最大实际荷载大致相等。一般要求2个样品的围 压必须大于自重，固结样品的围压必须有2级大于土体自重压力，最后二级压力要分别大 于自重压力50、150kPa。软弱土可采用50、100、150、200 kPa（围压以不破坏土 体为原则）。
《岩层控制实验方法与实测技术》复习题
《岩层控制实验方法与实测技术》复习题老顶、直接顶、伪顶、复合顶板、托锚力、控顶距、沿空掘进巷道、垮落带岩层、裂隙带、推垮型冒顶、端面距、支护系统刚度、压垮型冒顶、直接顶的初次垮落、控顶距、支柱活柱下缩量、支柱刚度、弯曲下沉带、冲击推垮型、顶板动态、复合顶板推垮型、底板。
11、在进行垮落带岩层的确定时，如果直接顶厚度不足2—3倍采高，垮落后填不满采空空间，其上面的老顶有哪三种情况？23、采场顶板事故按力学原因可分为哪些类型？26、压垮型冒顶产生的机理及预防措施？26、老顶来压会造成哪些顶板事故？26、采场顶板事故中，压垮型冒顶主要发生在老顶来压时，请叙述发生压垮型冒顶的顶板条件，在三种情况下冒顶的机理及预防措施。
26、对可能发生压垮型冒顶的工作面，顶板控制的基本原则有哪些？28、简述大面积漏垮型冒顶预防措施。
35、简述厚层难冒顶板大面积冒顶的机理。
35、断层带附近会造成哪些顶板事故？36、什么叫复合顶板，有何特征？复合顶板造成推垮型冒顶的机理是什么？38、试论述复合顶板推垮型冒顶机理。
38、推垮型冒顶特点及其防治措施。
40、简述井下开采易发生推垮型冒顶的地点。
44、从防止发生冒顶事故角度，对采场支架有哪些要求？45、采场支架怎样才能护得好顶板？46、什么是采场支架稳得住顶板。
47、采场顶板控制设计应从哪几个方面考虑？57、初次放顶阶段最易发生冒顶事故，此时顶板控制的目标是什么？控顶应注意哪些问题？76、简述综采工作面支护质量监测指标及其安全值范围。
76、综采工作面支护质量监测哪些方面的内容？83、单体液压支柱工作面顶板动态监测哪些方面？84、单体支架工作面支护质量监测线及测点如何布置？监测支护质量时，现场一般检测哪些参数？96、受采动影响巷道的围岩变形，以受到相邻区段回采影响的回风巷为例，围岩变形要经历哪五个阶段？137、简述锚杆支护巷道顶板冒顶的基本形式。
171、说明沿空留巷巷旁支护的作用、适用条件及整体浇注巷旁充填技术。
如何进行岩层测量与岩层分析
如何进行岩层测量与岩层分析岩层测量与岩层分析是地质学中至关重要的一项工作。
通过测量和分析岩层的特征和特性，我们可以深入了解地质历史、矿产资源、地质构造等重要地质信息。
本文将带领读者了解岩层测量与分析的基本方法和技术，并探讨其在地质学中的应用。
一、岩层测量基础知识岩层测量是指测量地表上或井孔中的岩层厚度、倾角、产状、节理等重要参数的技术。
其中，测量方法包括地面测量和井孔测量。
地面测量通常使用仪器测量角度和方向，结合测量标志物、线性绘图等方法，确定岩层的参数。
而井孔测量则是通过钻探井孔，使用测井仪器等设备，实时获取岩层的相关数据。
二、岩层测量技术1. 高精度测量仪器：现代测量仪器的发展，为岩层测量提供了更高精度和更全面的数据。
例如，全站仪、激光测距仪、测井仪器等，可以精确测量岩层的厚度、倾角、坡度等参数。
2. 遥感技术：卫星遥感和航空摄影技术，为岩层测量提供了更宏观的视角。
通过分析卫星遥感图像和航空摄影图像，可以获取大范围的地质信息，揭示岩层的分布、变化等。
3. 三维建模：借助计算机技术和地质建模软件，可以将岩层测量数据整合为三维模型。
这种模型可以直观地展示岩层的空间形态和特征，帮助地质学家更好地理解和分析地质现象。
三、岩层分析方法1. 岩石薄片观察：将采集的岩石样本制成薄片，然后使用显微镜观察。
通过观察薄片中的矿物组成、纹理和结构等特征，可以了解岩石的成因、演化过程等信息。
2. 岩性分析：在岩层测量的基础上，通过对不同岩层进行对比，分析岩石的物理性质、化学成分、矿物组成等，进一步探索地质历史和岩层演化。
3. 地球化学分析：通过对岩石样本进行化学分析，可以获取岩石中不同元素含量和组成的信息。
这对于判断岩石成因、矿床类型以及预测矿产资源有着重要意义。
四、岩层测量与分析的应用1. 地质调查：岩层测量与分析是进行地质调查的基本工作。
通过综合分析岩层的特征和特性，可以绘制地质构造图、地质剖面图等，为地质勘探和资源评价提供依据。
矿山压力与岩层控制复习重点
复习重点1-1线弹性、完全弾性、滞弹性1-2顶板下沉、支柱的变形与折损、顶板破碎情况、局部冒顶1-3采高与控顶距、工作面推进速度、开采深度、煤层倾角1-4支撑式、掩护式、支撑掩护式1-5悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论1-6跨巷回采、巷道围岩开槽、利用卸压巷；2-1至2-5√√√√×3-1是指直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层3-2是指由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。
3-3是指矿山开采活动在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力。
3-4是指人们根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间的相互关系，选择合适的巷道布置和保护及支护方式，降低围岩应力，增加围岩强度，改善围岩受力条件和赋存环境，有效地控制围岩的变形破坏。
3-5是指在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，以供下区段工作面回采时作为回风平巷。
4-1 O ―A 段，原始孔隙压密阶段，岩石应力应变曲线呈上弯形。
此段变形模量较小且不是一个常数。
A —B 段，线弹性阶段，岩石应力应变曲线呈直线形，相应的B点应力值称为弹性极限。
B —C 段，弹塑性过渡阶段，该段应力—应变曲线呈下凹形，随着岩石内部裂纹的不断产生和扩展，岩石产生不可逆的塑性变形，同时体积由压缩转向膨胀。
相应于C点的应力值称之为岩石的屈服极限。
C —D 段，塑性阶段，该阶段岩石的应力应变曲线继续向右上方延伸，同时岩石体积膨胀加速，变形也随应力的增长而迅速增长，直到D 点破坏。
相应于D点的应力值称之为岩石的强度极限或峰值强度。
D 点以后为破坏阶段,又称后破坏阶段。
E点所对应的应力值称为残余强度。
处于这一阶段的岩石承载能力极小，只要稍微受到扰动就很容易崩溃而完全丧失承载力。
D点后的峰值区表现出应变软化特性。
4-2 1、老顶岩块的滑落失稳是工作面顶板出现台阶以及有时地表下沉出现台阶的原因2、煤壁上方老顶剪切力最大是工作面顶板沿煤壁切落的原因；3、上覆岩层结构的存在是支架受力小于覆盖层重量的原因，并由此可以分析工作面支架工作阻力必须平衡的顶板压力大小。
岩土工程勘察复习要点
不良地质现象：对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象按《岩土工程勘察规范》GB50021—02(以下简称《规范》)规定，岩土工程勘察的等级,是由工程安全等级、场地和地基的复杂程度三项因素决定的。
地基复杂程度也划分为三级：一级地基、二级地基、三级地基1)一级地基:符合下列条件之一者即为一级地基:(1）岩土种类多,性质变化大，地下水对工程影响大，且需特殊处理；（2)多年冻土及湿陷、膨胀、盐渍、污染严重的特殊性岩土，对工程影响大，需作专门处理的；变化复杂,同一场地上存在多种的或强烈程度不同的特殊性岩土也属之.2）二级地基:符合下列条件之一者即为二级地基:（1）岩土种类较多，性质变化较大，地下水对工程有不利影响；(2)除上述规定之外的特殊性岩土.3）三级地基（1)岩土种类单一,性质变化不大，地下水对工程无影响;(2）无特殊性岩土.《岩土工程勘察规范》明确规定勘察工作划分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。
详细勘察的目的，是对岩土工程设计、岩土体处理与加固、不良地质现象的防治工程进行计算与评价,以满足施工图设计的要求.岩土工程勘察的方法或技术手段,有以下几种：(1)工程地质测绘；(2)勘探与取样;(3）原位测试与室内试验；(4）现场检验与监测.工程地质测绘是运用地质、工程地质理论，对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。
根据研究内容的不同,工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。
工程地质测绘具有如下特点:（1）工程地质测绘对地质现象的研究，应围绕建筑物的要求而进行.（2）工程地质测绘要求的精度较高.（3）为了满足工程设计和施工的要求，工程地质测绘经常采用大比例尺专门性测绘. 工程地质测绘对地质构造研究的内容包括：①岩层的产状及各种构造型式的分布、形态和规模；②软弱结构面(带)的产状及其性质，包括断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度及充填胶结情况；③岩土层各种接触面及各类构造岩的工程特性;④挽近期构造活动的形迹、特点及与地震活动的关系等。
工程硕士《岩层控制学》讲义.pdf
《岩层控制学》讲义黄庆享参考书：《矿山压力与岩层控制》，钱鸣高、石平五编，中国矿业大学, 2003.11；《浅埋煤层长壁开采顶板结构及岩层控制研究》，黄庆享，中国矿业大学出版社，2000年第一讲：矿山压力、矿山压力显现，矿山压力控制1.1基本概念1．原岩应力：地下岩体在开挖以前，由于自重而引起的应力称，为原岩应力。
主要包含自重应力和构造应力。
2. 矿山压力：由于地下开采活动在工作面、井巷、硐室围岩及支护物上所引起的力和应力称为……；3．矿压显现：由于矿山压力而引起的在围岩和构筑上的变形、破坏等各种力学现象。
4．矿山压力控制：人为地采取技术措施来调节、改变和利用矿山压力作用的各种活动，叫矿山压力控制（岩层控制）。
5．矿山压力与岩层控制：是采矿工业的基础学科，灵魂。
以矿山岩石力学为基础，与采矿工程实践密切结合，形成了岩层控制理论和工程实践体系相结合的独立分支学科。
1.2意义（1）保障安全生产；（2）减少资源损失；（3）改善开采技术；（4）提高采矿的经济效果；（5）保护环境；（6）矿山开发科学决策。
11.3岩层控制（矿山压力）的研究方法1．现场实测方法。
现场实测采场和巷道等围岩及支护物的矿山压力与矿山压力显现。
主要观测围岩及支护结构的变形和应力以及支护力。
目的：掌握真实的矿山压力及其显现规律和特征。
意义：是开展其它实验研究和理论分析的基础，数据具有客观性。
缺陷：只能在局部布点，工程量大，周期长；对于围岩内部移动和位移场、应力场难以观测，缺乏直观性；观测对生产的指导一般比较滞后。
2．实验研究的方法。
物理实验：真实但主要限于岩块物理力学实验；模拟实验：直观，可以分析采场和巷道围岩破坏过程及其位移等，多参数对比分析；数值模拟计算：可以得出丰富的应力应变等参数，但对于非连续变形有局限性。
优点：工程量小；可以改变参数进行对比实验分析；可以得出应力应变场，揭示机理；直观观察围岩内部变形与破坏，实施控制；预见性。
3．理论研究的方法。
《矿山压力与岩层控制》实验指导书
《矿山压力及其控制》实验指导书资源与材料工程系采矿工程实验室学生实验守则一、每次实验前必须做好复习和预习。
复习的内容为教科书上有关本次实验的教学内容；预习内容包括仔细阅读实验指导书和去实验室熟悉有关仪器设备。
二、经过预习应掌握该项实验的意义、目的、操作步骤。
对实验指导教师提出的检查性问题，应能回答，否则不得进行实验。
三、实验时态度应严肃认真，严格按教师及实验指导书上所讲的操做步骤进行实验，每台设备应按操作则进行，以免损坏设备或造成事故。
四、实验结束后，应在规定时间内提交实验报告。
实验报告必须独立完成。
书写、计算、制图要求公式、计算过程、单位齐全、清晰整齐。
实验成绩是期终考核成绩的一部分。
五、如实验结果未能达到要求或因故未做实验者，应申请补做实验，实验室同意后，在指定日期内进行补做。
实验一单体支柱工作性能实验1.实验目的1.掌握单体液压支柱工作特性试验方法；2.绘制支柱特性曲线，了解单体液压支柱工作特性；3.学会YE-2000液压式压力试验机正确操作方法。
2.实验设备、材料及工具1.YE-200TA液压试验机1台；2.WZ14-30/100单体液压支柱1根；3.DY-63型液压油泵1台；4.D-Ⅲ型顶板动态仪1台；5.老虎钳1把；6.铁丝4-5米。
3.实验步骤1.将单体液压支柱放在试验机上放在试验机下承压板上中心，用铁丝绕支柱成“8”字型捆牢，调整试验机的上承压板位置与支柱接触；2.选择试验机500 KN度盘，挂上相应的摆砣；3.启动试验机，使试验机托轮离开轨道约10mm左右，再调整试验机上承压板位置；4.将注液抢与液压泵联接，并与支柱接通，启动液压泵，缓缓打开注液枪的注液阀向支柱下腔注液，使活柱上升初力达到70KN左右时，停止注液；5.安装顶板动态仪，调整顶板动态仪与支柱平行，记录下初读数；6.缓缓打开送油阀，以20KN/min的速度均匀加载，每隔20KN读一次读数，直到支柱的额定载荷，加载过程中载荷和压缩量填入表1；7.当支柱加载达到额定载荷时应立即停止加载，关闭送油阀,打开回油阀，使下承压板降至原来位置，可操纵操作手把打开支柱卸载阀，活柱在自重的作用下复位；8.实验重复进行3次，实验人员轮流操作进行。
岩土测试总复习
3．天然地基和复合地基载荷试验要点 天然地基 复合地基 4．试验成果的整理分析方法 试验成果的整理 测试曲线的绘制与判读 测试成果的应用
4
二．重点 1．各种地基测试方法的适用范围 2．天然地基和复合地基的压板选择 3．千斤顶和堆载重量的确定 4．p~s曲线的判读和应用
5
第2章 静力触探试验
一．基本内容 1．试验设备和方法 2．基本测试原理 3．试验成果的整理分析 4．成果的应用
10
二．重点 1．基本测试方法和设备选择 2．测试曲线的绘制和判读 3．测试结果的应用
11
第7章 基桩动荷载试验
一．基本内容 1．反射波法 （1）试验设备和方法 （2）基本测试原理和波形判读 2．CASE法 （1）试验设备和方法 （2）基本测试原理和承载力计算
12
二．重点 1．反射波法的测试要点 2．反射波法时程曲线（波形）的判读
许承载力。（10分）
解：A桩无陡降段，取位移 为40mm时的桩顶荷载为桩的极
P /M N
012345678
0
限承载力，其值为7.5MN，相应
的容许承载力为3.75MN，但该 1 0
值大于桩的临界荷载（3.0MN）， 20
A?
故取桩的容许承载力为3.0MN 。
s /m m
30
B桩有陡降段，取陡降段起
B?
23
考 试 时 间 ：2006 年 06 月20日 上午：9:50~11:50
考 试 地 点 ：133224解：压板面积应为： A 0.86 1.6 221.2m 5 2
选用圆形压板，其直径为：
D 4A 41.251.2m 6
最大加载量为：
W 2 f aA k 2 3 0 1 .2 0 7 5k 5N 0
《岩层控制的实验方法与实测技术》实验教学大纲3
《岩层控制的实验方法与实测技术》实验教学大纲3一、实验目的通过本实验，学生应该能够了解岩层控制的基本概念、实验方法和实测技术，掌握岩层控制的实验原理和技术要点。
二、实验内容1. 岩层控制的基本概念1.1 岩层控制的定义和意义1.2 岩层控制的分类和特点2. 岩层控制的实验方法2.1 岩层控制实验设计的要求2.2 岩层控制的实验方法和操作步骤3. 岩层控制的实测技术3.1 岩层的力学性质测试3.2 岩层的渗透性测试3.3 岩层的应力测量3.4 岩层的位移监测四、实验要求1. 阅读相关理论知识，了解岩层控制的基本概念和实验方法；2. 熟悉实验设备和操作步骤；3. 严格按照实验操作规范进行实验；4. 记录实验过程和数据，进行数据处理和分析；5. 撰写实验报告，包括实验目的、实验内容、实验步骤、数据处理和分析、结论等。
五、实验器材和设备1. 岩石力学实验仪器2. 岩石渗透性测试设备3. 岩石应力测量仪4. 岩石位移监测设备六、实验步骤1. 熟悉实验设备和操作规范；2. 根据实验目的和要求，编制实验方案；3. 进行岩层控制实验，并记录实验过程和数据；4. 对实验数据进行处理和分析，得出结论；5. 撰写实验报告。
七、实验注意事项1. 进行实验前，仔细阅读操作规范，确保个人安全；2. 实验过程中，注意操作的准确性和规范性；3. 实验结束后，仔细整理和清洗实验设备，保持实验室的整洁和安全。
八、实验评分1. 实验操作规范得分占比30%；2. 实验数据准确性和完整性得分占比30%；3. 数据处理和分析得分占比20%；4. 实验报告书写得分占比20%。
九、实验报告要求1. 实验报告应包括以下内容：- 实验目的- 实验内容- 实验步骤- 实验数据处理和分析- 结论2. 实验报告书写要求：- 采用规范的实验报告格式，包括标题、摘要、引言、实验原理、实验步骤、数据处理和分析、结论等部分；- 字体清晰可读，排版整齐美观；- 逻辑严密，内容准确完整。
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岩层控制实验与实测技术矿山压力显现：在矿山压力作用下，引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏，支护物的变形、破坏、折损以及在岩体中产生的动力现象，这些由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，叫矿山压力显现。
岩层控制：为使矿山压力显现不影响正常的开采工作和保证生产安全，采取各种技术措施加以控制，包括巷道布置，工作面形成，对巷道及采煤工作面空间进行支护，对软弱的煤、岩体进行加固，用各种方法使巷道或采煤工作面得到卸压，对采空区进行充填，或用人工的方法使采空区顶板按预定方案冒落等一系列的控制技术和方法称为岩层控制。
岩石单轴压缩荷载作用下所能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强度。
岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的单轴抗拉强度。
（劈裂法）岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的最大剪应力称为岩石的抗剪切强度（角模压剪实验）岩石的强性模量是指岩石在弹性变形阶段其应力与应变变化值之比。
岩石在三向压缩荷载作用下，达到破坏时所能承受的最大压应力称为岩石的三轴抗压强度。
与单轴压缩实验相比，试件除受轴向压力外，还受侧向压力。
三轴压轴实验的加载方式有两种，一种是真三轴加载，试件为立方体，六个面均可加压。
常规的三轴实验用圆柱体作为试件，除轴向加荷载外，在试件的柱面上施加有侧向载荷。
三轴抗压加载方法：缓慢施加侧向压力到指定值，稳定数分钟，使侧压力保持恒定，变动范围不应超过选定值的±2%。
此时可调整电阻应变仪读数使之为零，作为应变测量的起始点。
然后再以0.5～1.0MPa/s的稳定加载速率施加纵向载荷直至试件破坏，记下破坏载荷值。
卸载后取出试件，记录其破坏状况。
必要时可量取破坏面与σ1作用面的夹角θ。
相似材料是由胶结物和填料组合而成，胶结料的力学性质很大程度上决定相似材料的力学性质，其力学性质可分为四类：（相似材料模拟材料相似材力学性质：）①无机胶结料如石膏、水泥、石灰、碳酸钙、水玻璃等，具有脆性破坏的特点；②碳氢类石油产品如石腊、凡士林、地蜡、油类等，具有弹塑性和塑性变形的特点；③合成树脂如环氧树脂、尿素树脂等，其特性变化范围宽，由脆性直至塑性；④天然胶质产品如松香、沥青等，具有脆性特点。
常用胶结料的特性：石膏强度高，凝固快，在相似材料中能起迅速成型和增加强度的作用，可作为主胶结料；水泥强度更高，压拉比大，故可作为大比例模型的胶结料（具有明显脆性，特点强度大，制作简单，来源广）；其他如碳酸钙（强度低，可作为相似材料中降低强度成分）、高岭土（强度低，材料可塑性低）、石灰强度较低（脆性极明显可以增加相似材料脆性），可作为调节强度及变形性能之用。
1、石膏胶结料以石膏作为主要胶结料广泛应用的有纯石膏及石膏—砂两种相似材料。
（1）纯石膏或石膏硅藻土材料这种相似材料取材方便，成型容易，力学指标范围较大，弹性好，广泛用于测定应力的模型。
但这种材料一般用于浇注型模型，因为过量的水将导致模型呈多孔结构，在较大的围压下压缩变形过大，不如压实型模型更能模拟各向受压的岩体变形特征。
（2）石膏加填料根据成型方法可分为浇注型及压实型，目前主要使用压实型成型法。
填料通常用：砂子，经试验认为相似材料的内摩擦角甲完全取决于砂粒结构，石膏胶结料对其不起作用。
2、水泥胶结料优点是强度高，可作1∶10的大比例模型试验。
缺点是硬化时间长，而且强度持续增长3、石腊胶结料石腊胶结材料有以下优点：①岩层沿模型全长制作均匀②由于材料处于热态时塑性良好，模型中各层易压平，这就能保证在小比例模型中能较准确地模拟厚度不大的岩层；③制作模型快，只要岩层压平后2-8h，材料凝固，模型就完成了，而且试验完成后，材料还可复用；④不管试验期多长，材料力学性质不受湿度影响而变化材料的缺点是：①材料强度及压拉比较低；②在一些情况下弹性模量偏低；③塑性较高。
因此不宜用于大比例模型中4、松香胶结料一种新的高容重相似材料就是采用这种胶结溶液的。
5、塑料胶结料这种材料的强度随填料比例的增加而减小。
为使矿压显现尽量少影响正常的开采工作和保证生产安全，就必须采取各种技术措施加以控制，包括巷道的布置、工作面的形成，巷道及回采工作面空洞进行支护，对软弱的煤、岩体进行加固，用各种方法使巷道或工作面得到卸压，对采空区进行充填，或用人为的方法使采空区顶板按预定方案冒落等一系列的控制技术和方法称为岩层控制。
岩层控制研究方法：1.数学力学分析方法：对数学方程作简化和数值离散化，编制程序作数值计算，将计算结果与实验结果比较。
天然岩体简化处理，假定条件：均质弹性体、塑性体、弹塑粘性体、松散体、块状结构体等，采用相关的力学理论及有限元、边界元等解析方法，并借助于计算机进行分析计算。
常用的方法有：有限差分法、有限元法、有限体积法、边界元法等。
大型工程计算软件已成为研究工程问题的有力武器。
数值方法的优点是能计算理论分析方法无法求解的数学方程，比实验方法省时省钱，但毕竟是一种近似解方法，适用范围受数学模型的正确性和计算机的性能所限制缺点：结果远离实际、定性描述、需要提供有关参数、很难考虑复杂多变的因素。
2.实验室的试验研究方法：在相似理论的指导下建立模拟实验系统，处理和分析实验数据。
采用人工材料代替天然岩体，制成模型后进行可采活动的模拟试验。
模拟试验方法实际上是是在某种假定理论指导下进行的，将现场复杂多变的因素简化后在实验室内再现，试验成果达到的正确程度也依赖现场实测资料解释，经过不断反复提高模拟试验技术，使模拟试验更有实际意义。
材料分类：相似材料、光学材料、可粘材料、石腊材料等模拟试验。
力学边界条件：可分为平面应力、平面应变及立体模型和离心模型等模拟试验。
存在问题：模型与现场实际不可能完全相似；模拟试验所得成果，只是定性地反映某个或某几个因素的相对变化关系。
3.现场实际观测方法：该法是根据地下开采活动引起的矿山压力显现的特征，直接在现场进行观测和记录，利用各种仪器，地表量测支架载荷，岩体变形位移，岩体内应力、岩体力学特性数值大小。
并从中可以分析得到地质、生产技术因素与矿山压力显现的经验函数关系，由此解决实际生产技术问题。
同时，在汇总大量观测数据与调查资料的基础上，将能总结出矿山压力的普通规律，促进矿山压力理论研究的发展。
实验室岩层控制研究的主要方法：（1） 岩石力学基础性实验和岩体力学的综合研究性实验；（2）支护体材料的力学性能测试；（3）采场上覆岩层运动及巷道围岩变形的相似物理模拟实验；（4） 实测仪器仪表的实验室标定和矿山压力测试方法研究。
相似理论条件：1）几何相似；2）物理现象相似；3）初始、边界条件相似；4）各同名无因次参数相等。
按照一般的物理现象相似的要求，模型与原型之间应满足下列基本相似条件：（1） 几何相似 ： （2） 运动相似 ：（3）动力相似：（4） 应力相似：C p =C r ·C l ，C E =C T ·C l ，C μ=1 （5）外力相似： C p =C γ·C 3l （3-13）平面应力：设有很薄的等厚度薄板，只在板边口受到平行于板面并且不沿厚度变化的面力或约束，同时体力也平行于板面并且不沿厚度变化平面应变：设有很长的巷道，它的横截面积不沿长度变化，在巷道围岩上平行于横截面而不沿长度变化的面力或约束，同时，体力也平行于横截面而不沿长度变化。
模拟实验台：模拟试验的模型种类很多。
根据其形式有平面、立体、平板等几种。
根据其整体性来分，有整体浇注、分层铺设、块体砌筑及散体等数种。
根据其受力状态来分，有单向、双向及三向受力三种，其受力方式有的仅是被动的限制变形，也有的是主动加压方式。
现分述如下。
①平面应力模型平面应力模型是以沿长度方向力学状态不变的横向剖面作为模拟对象的一种模型。
这种模型的理论依据是在弹性力学的平面应力与平面应变问题中，应力的求解方程是一样的，因此可以用平面应力模型来模拟实际处于平面应变状态的岩层。
②平面应变模型模型采取三向独立加压方式，一般采用液压加载．其正面及背面的加压值应控制模型在该方向的变形量为零才是最合理的，但实际并不能经常做到。
该实验台主要用于研究地下硐室稳定性及巷道支架与围岩相互作用关系的实验。
③立体模拟试验台对于三维应力状态均有变化的研究对象，使用立体模型试验台较为理想，然而立体模型的每次铺设用料较铺设同样长度的平面模型多出好几倍，进出材料多，工作量大。
（立体模型的长壁工作面回采只能用活动条带状底部结构进行模拟。
模型内部位移、压力的观测只能用埋设传感器的方法来测试，较费事，且不直观。
模型内部干燥、困难、不均等对传感器工作状态有影响。
若要满足立体模型边界条件相似的要求，须对模型外表面进行限制或加压，以控制其侧向变形，这将更使试验台的结构复杂化。
若要模拟倾斜煤层的开采，还要增加机构进行转体。
）对传感器的要求：①其工作范围或量程足够大；具有一定过载能力②与测量或控制系统相匹配性好，转换灵敏度高和线性程度好③反应快，工作可靠性好④精度适当，且稳定性好⑤适用性和适应性强，使用安全等⑥经济实用，成本低、寿命长，易于使用、维修和校准标准试件精度加工要求：(1)抗压采用直径56.02.0+-cm 的圆柱体，高径比为2±0.2。
①试件两端面不平行度不得大于0.01cm ②试件上下端直径偏差不得大于0.02cm 。
③将试件放在水平检测台上，用直角尺紧贴试件垂直侧边，要求两者之间无明显缝隙。
(2)抗拉采用圆盘形，直径6.02.05+-cm ，厚2.5±0.2cm 。
也可采用5cm ×5cm ×2.5cm （公差±0.2cm ）的方形试件。
(3)抗剪采用正立方体，规格5cm ×5cm ×5cm 。
①试件各边长公差不得超过3.01.0+-mm 。
②两端面不平行度不大于0.1mm 。
③将试件放在水平检测台上，用直角尺紧贴试件垂直侧边，要求两者之间无明显缝隙。
现场测试设备仪器：①深基点钻孔多点位移计②顶板离层仪③顶板动态仪④柔性岩层窥视仪⑤岩层钻孔成像仪⑥测力锚杆⑦锚杆拉力计⑧锚杆拉力计⑨单体支柱测力计⑩液压支架压力监测记录仪⑾钻孔弹性模量测定仪 采矿地球物理方法：（有哪些应用）①电磁辐射监测仪:通过分析煤岩材料在应力作用下的电磁辐射特征，可以监测煤岩动力灾害的孕育、发展过程，提出冲击矿压预测预报机制，指导煤矿安全生产。
②地质雷达:雷达探测是对被测物发射高频电磁波，当电磁波遇到不同介质的分界面时，就会发生反射。
雷达可测出电磁波信号检测到目标的双程走时，再根据介质的介电常数计算出的传播速率，得到目标的实际深度。
③微震仪:使用微震监测系统，采集煤岩材料在应力作用下破坏释放能量产生的震动波。
通过对地震波的分析，可以预测预报冲击矿压等动力灾害发生的位置和力源，并对煤岩动力灾害的危险性做出评价和预测，指导煤矿安全生产。