2021《矿压》主要知识点(1)
矿山压力重点(终稿)
采动：在煤或岩层中开掘巷道和进行采煤工作采动空间：采动后在煤层中形成的空间围岩：采动空间周围岩体（顶板、底板、两帮岩层）矿山压力:采动后促使围岩向已采空间运动的力矿山压力来源：覆盖岩层的重力、构造运动的作用力、岩体膨胀的作用力岩层控制:把矿山压力显现控制在不影响或尽量少影响正常的安全采掘工作而进行的开拓部署和支护控制措施。
矿山压力显现:采动后，在矿山压力作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿山压力现象直接顶:在采空区内已跨落、在采煤工作面内由支架暂时支撑的悬臂梁，其结构特点是在采煤工作面推进方向上不能始终保持水平力的传递。
基本顶:指运动时对采煤工作面矿压显现有明显影响的传递岩梁的总和，在初次来压后，是一组在推进方向上能够始终保持传递水平力的不等高裂隙梁。
传递岩梁:每一组同时运动或近乎同时运动的基本顶岩层可以看成一个运动的整体，称为“传递力的岩梁”，简称“传递岩梁”。
支承压力:煤炭采出后，在围岩应力重新分布的范围内，作用在煤层、岩层和矸石上的垂直压力内外应力场:基本顶岩梁断裂结束时，以断裂线为界将支承压力明显地分为两个部分：断裂线与工作面煤壁之间的应力场为“内应力场”；断裂线外（至不受采动影响的原岩应力之间）的应力场为“外应力场”。
初次来压:采煤工作面各岩层初次运动在采煤工作面的压力显现周期来压:岩层周期性运动在采煤工作面的压力显现。
直接顶初次垮落步距:直接顶初次垮落时自开切眼到支架后排放顶线的距离。
底板比压:在单位面积底板上所造成的压力称为底板载荷集度，即底板比压。
给定变形:在岩梁由端部断裂到沉降至最终位态的整个运动过程中，支架只能在一定范围内降低岩梁的运动速度，但不能对岩梁运动的最终位态起到限制作用，岩梁运动稳定时的位置状态由岩梁的强度及两端支承情况决定。
限定变形:是指采场支架对岩梁运动进行必要的限制，即在支架阻力的作用下，岩梁不能沉降至最低位态。
岩梁进入稳定时的位态（岩梁运动稳定时采场的顶板下沉量）由采场支架的阻抗力所限定。
矿山压力与岩层控制复习资料
第一部分：名词解释1.矿山压力：采动后作用于岩层边界上或存在于岩层之中的这种促使围岩向已采空间的运动的力（即采动后促使围岩运动的力），称为矿山压力。
既是指分布于岩层内部各点的应力，又包括了作用于围岩任何一部分边界上的力。
2.矿山压力显现：采动后，在矿山压力作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿山压力现象，统称为“矿山压力显现”。
3.直接顶：所谓直接顶是指在老塘（采空区）内已垮落，在采场内由支架暂时支撑的悬臂梁岩层，其结构特点是在采场推进方向上不能始终保持水平力的传递。
因此，控制直接顶的基本要求是：当其运动时，支架应能承担其全部作用力。
4.基本顶：基本顶是指运动时对采场矿压显现有明显影响的传递岩梁的总合，在初次来压后，是一组在推进方向上能始终传递水平力的不等高裂隙梁。
对于基本顶各岩梁控制的基本要求是：防止由于基本顶运动对采场产生动压冲击和大面积切顶事故发生，把基本顶岩梁运动结束时在采场形成的顶板下沉量控制在要求的范围。
5.传递岩梁：把每一组同时运动或近乎同时运动的岩层看做一个运动的整体，称为“传递力的岩梁”，简称“传递岩梁”6.支承压力：煤（矿）层采出后，在围岩应力重新分布的范围内，作用在煤（岩）层和矸石上的垂直压力。
包括高于和低于原始应力的整个区间，来源于上覆岩层的重量。
7.支承压力显现：在支承压力作用下，发生的煤岩层破坏压缩，相应部位的顶底板相对移动以及支架受力等现象。
8.冲击地压：又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。
9.垮落步距，来压步距：当直接顶垮落高度达到1m 以上，垮落长度达工作面长度一半以上时，就叫做直接顶初次垮落（初次放顶）。
直接顶初次垮落时自开切眼到支架后排放顶线的距离叫做初次垮落步距。
回采工作面开采后的初次断裂，使工作面支架承受较大的静载荷或冲击载荷，这种矿山压力显现叫做基本顶初次来压。
矿压
1、矿山压力：由于矿上开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿上压力也称为二次应力或工程扰动力2、原岩应力：存在地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力3、弹性应变能：岩体受外力作用而产生弹性变形时，在岩体内部所储存的能量，称为弹性应变能4、支撑压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支撑压力5、老顶的初次断裂步距：老顶达到初次断裂时的跨落距称为极限跨距，也称为初次断裂步距6、关键层：对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层7、周期来压：老顶就相应地出现断裂与下沉，支架压力增大，工作面地压显现明显增剧，并呈周期性，称周期来压8、冲击地压：指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能地瞬间释放而产生突然剧烈破坏的动力现象又称岩爆，常伴有煤岩体抛出，巨响及气浪等现象。
它具有很大的破坏性，是煤矿重大灾害之一9、老顶的初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳，有时可能伴随滑落失稳，从而导致工作面顶板的急剧下沉，此时工作面支架呈现受力普遍加大现象，即称老顶的初次来压10、老顶、直接顶的划分类型？答：赋存在煤层之上的岩层称为顶板或上覆岩层。
根据顶板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3～0.5m，多由页岩、炭质页岩等组成。
直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。
基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。
常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。
关于矿压知识点总结
关于矿压知识点总结一、矿压的概念矿压是指在煤矿开采过程中，由于开采引起了地表和深部岩石体的变形和破裂，使得倾覆、塌陷和掉块等地质现象发生。
矿压是由于煤层和围岩的受力变形产生的应力状态和变形，通常分为两类：动力性矿压和静力性矿压。
动力性矿压是指在矿井开采过程中，由于煤矿岩层失稳或者破坏而引起的地表或地下岩石体的突然运动，导致井下产生冲击波及地震，从而引起人员伤亡和设备损坏。
动力性矿压是煤矿生产中最为严重的地质灾害之一，其破坏力和威力巨大，对矿井和矿山设施具有严重的破坏性。
静力性矿压是指煤矿深部岩层和煤层在开采作业过程中所受到的岩石应力状态和变形。
静力性矿压是由于煤层和围岩受到外力作用，产生应力状态和变形，进而导致地表和井下环境发生不同程度的破坏和塌陷。
二、矿压的形成原因矿压的形成原因主要有以下几个方面：1. 采空区的形成：煤矿采空区是指在煤层开采后，随着煤柱的破碎和回采空间的形成而形成的一种地质空间。
采空区的形成会导致煤层和围岩的变形和破裂，从而引起矿压。
2. 煤层厚度的不均匀性：煤层的厚度不均匀会导致矿压的产生，尤其是在薄煤层或者厚煤层与薄煤层交替的地质条件下，更容易引起矿压。
3. 层理面的发育情况：地层岩层的倾角和形状对矿压的产生具有重要影响，岩层的倾角越大、层理面越发育，矿压的产生越容易。
4. 煤层的顶底板岩性与地应力的不匹配：煤层的顶底板岩性与地应力不匹配会导致煤层和围岩的变形和破裂，从而引起矿压。
5. 矿井开采方式的选择：不同的矿井开采方式对矿压的产生影响巨大，错误的开采方式选择会加剧矿压的产生。
6. 煤层的混杂和质量：煤层的混杂和质量不良会导致煤层本身的不稳定，从而引起矿压的产生。
以上是矿压的形成原因的主要方面，只有了解了矿压产生的原因，才能有针对性地进行矿压的防治和治理。
三、矿压的预测和监测矿压的预测和监测是煤矿生产中非常重要的一个环节，只有准确的预测和监测矿压，才能有效地进行矿压的防治和治理工作。
矿压资料
1.矿山压力：由于矿山开采活动得影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
2.矿山压力显现：由于矿山压力的作用，使巷硐周围的岩体和支护无上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的各种方法。
4.表现：1）生态环境保护2）保证安全和正常生产3）减少资源损失4）改善开采技术5）提高经济效益。
5.研究方法：1）理论分析2）实验室试验3）现场观测。
1.莫尔强度理论：此理论认为，材料发生破坏除了取决于该点的剪应力还与该点的正应力相关，其内容包括1）莫尔应力圆2）强度曲线3）强度准则。
强度曲线的作用：1）在强度曲线上，受拉区在原点左、受压区在原点左。
2）利用强度曲线可预测破坏面的方向。
3）直接判断岩石是否破坏。
2.格里菲斯强度理论：此理论认为，材料内部存在许多均匀的、随机分布窄缝行的微裂隙，提出了裂纹扩展的能量准则和应力准则。
3.结构面：指在地质历史中所有形成的具有一定方向、厚度较小和一定延展长度的地质界面。
1.原岩应力：底层中未受工程扰动的天然应力。
2.远呀应力场：存在于原岩内而与认为因素无关的应力场。
3.原岩应力场的主要组成部分：自重应力场和构造应力场。
4.自重应力：由地心引力引起的应力。
自重应力场的特点：1）在岩体自重应力场内，铅直应力与水平应力都是主应力。
2）岩体自重应力随深度呈线性增长。
3）把地质历史看做应力作用时间无限长，则深部的自重应力场都将达到静水应力状态。
5.构造应力：由地壳构造运动在岩体中引起的应力。
以水平力为主，具有明显的区域性和方向性。
分为现代构造应力和地质构造应力残余应力。
6.原岩应力分布的基本规律：1）实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量；2）水平应力普遍大于铅直应力；3）水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减少；4）最大水平主应力和最小水平主应力一般相差很大。
7.弹性应变能：岩体受外力作用而产生弹性变形时，在岩体内部所储存的能量，它包括体积改变能和形状改变能（畸变能）。
矿压答题要点
一.名词解释(7×4分):1.岩体强度:指岩体结构的强度，是包含岩块强度和结构面强度的一个综合指标。
2.老顶（基本顶）:指自身能形成平衡结构、能永久地向煤壁前方和采空区矸石上传递力的、其运动对采场矿压有明显影响的、作用力无需支架全部承担的那部分岩层的总和。
3.周期来压:老顶初次来压之后，随着采场的继续推进，老顶岩梁将随跨度的不断增加而发生断裂、回转下沉和引起工作面来压，此阶段来压即周期来压。
4.初次跨落步距:直接顶从开切眼到初次跨落时煤壁的距离。
5.矿山压力显现:在矿山压力的作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿山压力现象。
6.控顶距:从煤壁到最后一排支柱的距离叫采场的控顶距。
7.软岩巷道:指布置在软岩中难支护、需多次翻修和多次支护的巷道。
8.直接顶:指能在采空区不规则冒落、不能向煤壁前方和采空区矸石上永久传递力的、其作用力必须由支架全部承担的那部分岩层的总和。
9.初次来压:随着采场的继续推进，直接顶进入正常跨落阶段，老顶开始发生离层、弯曲下沉、断裂，最后回转下沉，引起工作面压力的急增，这个阶段即老顶初次来压阶段10.矿山压力:由于在地下围岩及煤体中进行采掘活动而引起的矿山应力重新分布现象。
11.顶煤冒放性指标:指顶煤块度及其均匀性的综合指标。
12.岩爆：岩石工程中围岩体的突然破坏，并伴随着岩体中应变能的突然释放，是一种岩石破裂过程失稳。
二.填空题(16×2分):1.对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为（关键层）.2.需控岩层运动参数包括（直接顶厚度）、初次来压跨落步距、跨落方式、悬顶距、护顶指数及老顶的厚度、（岩梁个数）、初次来压和周期来压步距.3.初次来压步距一般为（15~20）m，周期来压步距一般为（7~10）m.4.矿山井下常用的单体支架分为（木支柱）、（金属摩擦支柱）和液压支柱.5.回采工作面处理坚硬直接顶板常用的方法（顶板高压注水）、（强制放顶）。
矿压复习资料
名词解释：基本顶周期来压：随着工作面的推进，基本顶的垮落现象将周而复始地出现，而使工作面内呈现周期性的矿压显现。
这种基本顶周期性折断或垮落前后工作面内的矿压显现称为基本顶的周期来压。
顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露顶底板的移近量。
原岩体：地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体。
原岩应力：存在于地层中未受到工程扰动的天然应力称为原岩应力。
基本顶（老顶）：运动时对采场矿压显现有明显影响的传递岩梁的总和，第一次来压后是一组在推进方向上能传递水平力的不等高裂隙梁。
关键层：对采煤工作面上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层。
简答题1.三带划分：采煤工作面推进到使上覆岩层充分运动的一定范围后，根据岩层运动（或破坏）发展程度，将上覆岩层划分为三个带。
垮落带：又称为冒落带，该带岩层在采空区已经垮落，在采煤工作面由支架暂时支撑，在推进方向上不能始终保持传递水平力的联系。
裂隙带：又称为龟裂带，该带岩层在推进方向上裂隙发育较深，已扩展到岩层的全部厚度。
缓沉带：该带区岩层在采煤工作面推进很长一段距离后才会运动，其运动缓慢，运动结束后在推进方向上形成的裂隙少而小。
2.直接顶的分类指标：直接顶分为不稳定顶板，中等稳定顶板，稳定顶板和非常稳定顶板。
分类的基本指标是平均直接顶初次垮落距，参考指标有综合弱化常量，单向抗压强度，分层厚度和等效抗弯能力。
3.顶板破碎度：指在控顶区内冒高超过10cm以上的顶板局部冒落面积占所监测范围内顶板面积的百分数。
该指标反映了顶板的冒落程度。
在实际应用中，为了测量上的方便，将顶板冒落面积和监测区顶板面积，简化为在具体监测剖面上的冒顶宽度和监测剖面的顶板宽度，其比值则为相应宽度比值。
4.单体液压支柱工作面支护质量标准：1) 工作面控顶范围内，顶、底板移近量按采高≤100mm/m。
2)工作面顶板不出现台阶下沉。
3) 机道两端至煤壁顶板冒落高度不大于200mm。
4) 初设排支柱初撑力φ80mm，≥60kN;φl00mm，≥90kN。
矿压复习资料
《矿山压力控制》一、名词解释题1、直接顶：是指在老塘已经冒落，在采场内支架暂时支撑的悬臂梁岩层。
基本顶：基本顶是指运动时对采场矿压显现有明显影响的传递岩梁的总合。
在初次来压后，是一组在推进方向上能始终传递水平力的不等高裂隙梁。
2、传递岩梁：把每一组同时（或近乎同时）运动的一组岩层看成一个整体，称为传递力的岩梁，简称传递岩梁。
3、采动：在煤或岩层中开掘巷道或进行回采工作称为对煤（或岩）层的采动。
4、矿山压力：采动后，作用于岩层边界上或存在于岩层之中促使围岩向已采空间运动的力。
矿山压力显现：采动后，在矿山压力作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿山压力现象。
5、支承压力：煤层采出后，在围岩应力重新分布的范围内，作用在煤层、岩层和矸石上的垂直压力称为支承压力。
6、采动空间：采动后，在煤或岩层中形成的空间。
7、直接顶初次垮落：长壁工作面从开切眼开始采煤后，直接顶跨度不断增加，其弯曲下沉也不断增加。
一般在直接顶跨距达6m～20m后，直接顶初次跨落。
8、沿空留巷：工作面回采后沿采空区边缘维护的为下一个工作面使用的原回采巷道。
上工作面回采后，采用一定的技术手段将上一区段的运输（下）顺槽重新支护留给下一个工作面的回风（上）顺槽使用。
9、沿空掘（送）巷：沿已采（上）工作面的采空区边缘或仅留很窄的小煤柱掘进的区段平巷。
利用采空区边缘处于支承压力降低区的特点，沿着基本顶已垮落稳定的采空区边缘或仅留很窄的小煤柱掘巷。
10、巷道围岩松动圈：巷道开挖引起围岩内部应力的重新分布，破坏了原来的应力平衡状态，并产生应力集中。
若围岩集中应力大于下降后的围岩强度，则围岩将发生破坏，这种破坏逐渐向深部扩展，直至达到新的三向应力平衡状态，此时围岩中出现的松弛破裂带称为围岩松动圈。
二、简答题（每题8分，共40分）1、哪些因素可导致岩层弯拉破坏和剪切破坏两种形式的相互转化？（1）当工作面推至端部开裂位置附近，提高推进速度可能会使原来呈弯拉破坏运动的岩层转变为剪断破坏。
矿山压力与岩层控制知识点
1、矿山压力：由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定义为矿山压力，（1）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，统称为矿山压力显现。
（1）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叫矿山压力控制。
4、矿山压力与岩层控制课程的重要意义：P1~P25、老顶：通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。
（65）6.伪顶：P657、直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。
（65）8.采空区处理方法：充填，垮落，顶板缓慢下沉，刀柱法。
P659.砌体梁假说：砌体梁：将采场视为一个有机的整体，在围岩运动中起骨架作用的称为砌体梁。
P69砌体梁结构的失稳：P85~P86横三区竖三带：根据回采工作面上覆岩层内部的破坏情况，将回采工作面上覆岩层分为三带，沿工作面推进方向划分为三个区。
三带：垮落带，裂缝带，弯曲下沉带。
三区：煤柱支撑区，离层区，重新压实区9.1简述开采后引起的上覆盖层的破坏方式及其分区分为三带，垮落带、裂隙带、弯曲带。
垮落带；破断后的岩块呈不规则垮落，排列极不整齐，松散系数比较大一般可达1.3-1.5，重新压实后可降到1.03左右，此区域与所开采煤层相邻，很多情况下是由于直接顶岩层冒落后形成的裂隙带：岩层破碎后岩块排列整齐，碎胀系数较小，垮落带与裂隙带合称“两带”又称为“倒水裂缝带”弯曲带：裂隙带顶至地表的所所岩层称为弯曲带，其特点是岩层在移动过程中具有连续和整体性，在垂直剖面上下各部分下沉差值很小，若有厚硬的关键层，则可能出能在弯曲带内出现离层区。
9.2分析采场上部岩层结构失稳条件当老顶达到极限跨距后，随着回采工作面继续推进，老顶即发生断裂，整个顶板的破断方式可分为三个明显的区域，上、下区为圆弧形破坏，岩块间呈立体咬合关系。
中部呈似梁的咬合关系，但由于破断的岩块相互挤压，产生了水平力，这使中部又呈现出能传递水平力的拱的关系。
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。
矿山压力基础知识
第一部分基础理论知识一、有关矿山压力的基础知识(一) 岩石的物理力学性质1、岩石的物理性质（1）岩石的重力密度γ（容重）：岩石所受的重力与包括空隙在内的岩石总体积之比。
如砂岩的重力密度（容重）为：γ=19.6KN/m³-27.5KN/m³（2）岩石的孔隙率(n):岩石的孔隙体积与其总体积之比。
沉积岩的孔隙率一般小于10%，但部分砾岩和胶结性较差的砂岩孔隙率可达标10%~20%。
（3）岩石的碎胀性:岩石破碎后体积增大的性质。
残余碎胀性系数( kp。
)：破碎岩石在矿山压力作用下，压实后的体积与破碎前的体积之比。
2、岩石的变形性质岩石单轴压缩，应力（σ）─应变（ε）曲线。
（见图1）应力σ：单位面积上的力；应变=（L–L′）⁄ L（1）压缩阶段；（2）弹性变形阶段；（3）塑性变形阶段，直至破坏。
岩石性质不同，应力─应变曲线各不相同。
3、岩石强度性质（1）强度概念：抵抗外力(应力)而不破坏的能力。
根据应力状态，强度有：抗压强度，抗拉强度，抗剪强度,抗弯强度；抗压强度：单向抗压强度，双向抗压强度，三向抗压强度。
（2）强度的特征抗压>抗剪>抗弯>抗拉三向抗压>双向抗压>单向抗压；三向抗压强度，侧压力愈大强度愈大：（3）岩石强度的指标: f称为普氏系数硬石灰岩、硬砂岩，f=8；普通砂岩，f=6；砂质页岩，f=5；砾岩，f=4；普通页岩，f=3；软页岩、无烟煤，f=2；煤，f=1-1.5。
4、岩体的变形与强度特性岩体与岩块特性的差别：（1）构造上的差别：岩体充满裂隙、层理等弱面；（2）受力状态差别：岩体受三向应力；（3）岩块尺寸不同，强度也不同；岩块尺寸愈大，强度愈小。
岩体被许多裂缝切割，但块度也很大。
（二）矿山岩体内原始应力分布规律1、自重力地下岩体处于三向应力状态。
2、构造应力（见图2）原因：构造应力。
地壳运动使岩体变形，岩体内储存弹性变形能。
当应力超过岩体强度时，岩体破坏，能量全部或部分释放。
矿山压力复习资料
矿山压力复习资料一、名词解释1、变形围岩压力：巷道围岩变形而未脱落，对支架挤压而产生的力。
2、直接顶：直接位于煤层之上的一层或几层性质相近的岩层。
3、基本顶（老顶）：位于直接顶之上，对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层。
4、沿空留巷：采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道。
5、沿空掘巷：完全沿采空区边缘或仅留很窄煤柱掘进巷道。
6、砌体梁：外表似梁，实质是拱的裂隙体梁结构。
7、支架工作阻力：支架的支柱受到顶板压力促进作用而反应出的力称作支柱的阻力，又称工作阻力。
8、冲击地压：井巷和周围岩体在其力学平衡状态破坏时由于弹性变形能的突然释放而产生的突然急剧、猛烈的动力现象。
9、采场覆岩移动毁坏的分带：冒落拎（轻易顶上或下位老顶毁坏以后在采空区所构成的圆形的冒落拎，冒著落岩块间无法忍受水平力）、裂隙拎（冒落拎以上，岩块间断裂以后整齐排序构成裂隙拎）、伸展下陷拎（裂隙拎以上，直到地表）。
10、充分采动：当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。
11、非充分采动（p180）：如果采空区尺寸小于临界开采尺寸（刚达到充分采动状态的采空区尺寸），称为非充分采动。
12、支柱的撑力：支柱对顶板的主动作用力称作支柱的撑力。
13、支柱的阻力：支柱受顶板压力作用而反映出来的力称为支柱的阻力，又称工作阻力。
14、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。
15、顶板破碎度（p123）：指支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的程度，即以fa/f表示。
式中fa为破碎的面积，f为整个梁端到工作面煤壁的面积。
16、老顶初次来压：当老顶悬露达至音速跨距时，老顶脱落构成三钳拱式的均衡，同时出现已破断的岩块调头失速（变形失速），有时可能将充斥跌落失速（顶板的台阶下陷），从而引致工作面顶板的急剧下陷。
此时，工作面支架呈现出受力广泛加强现象，即为称作老顶的初次来压。
矿山压力
矿山压力及控制一：名词解释：1、矿山压力：巷道和回采工作面周围的煤，岩体内形成一个与原岩应力场显然不同的新的应力场，这种由于在地下进行采掘活动而在井巷，硐室及回采工作面周围煤，岩体中和支护物上所引起的力，就叫矿山压力。
2、岩石的孔隙度：是指岩石中未被固体物质充填的空间体积与岩石总体积的比值。
3、泊松比：是指材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值，也叫横向变形系数，它是反映材料横向变形的弹性常数4、流变：各种岩土工程都和时间因素有关。
时间对岩石变形特性的影响称为岩石的变形时间效应，与时间因素有父的应力应变现象统称为流变。
5、蠕变：应力不变条件下，应变随时间延长而增加的现象。
它与塑性变形不同，塑性变形通6、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力为原岩应力，也称为岩体初始应力，绝对应力或地应力7、支撑压力：在岩体内开掘巷道后，巷道同岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为文承压力。
8、回采工作面：在煤层或矿床的开采过程中，一般把直接进行采煤或矿物的工作空间称为回采工作面或简称为采场9、初次来压：由于老顶初次垮落，使工作面压力增大，故称为初次来压。
10、砌体梁：似砌体一样排列而组成的结构二、填空题：1、减压区和增压区2、垮落带、裂隙带、缓沉带3、全部垮落发，填充法4、岩石本身的力学性质和层理和裂隙的发育程度5、支柱通过泵压而给予顶板的主动支撑力三、简答题1、a、压力拱假说，b、悬臂梁假说，c、铰接岩块假说，d、预成裂隙假说，2、岩石的孔隙性即岩石具备由各种孔隙、孔洞、裂隙及各种成岩缝所形成的储集空间，岩石的孔隙度是指岩石中裂隙和孔隙的发育程度，其衡量指标为孔隙率或孔隙比。
孔隙比是指岩石中各种孔隙体积总和与岩石总体积之比。
3、根据采煤工作面推进到使上覆岩层充分运动的一定范围后，岩层运动(或破坏)发展程度，可格上迢岩层划分为三个带：(1)垮落带(或冒落带)：即图3—1中I所示部分。
矿山压力复习资料
矿山压力复习资料（一）一、名词解释：1、矿山压力2、岩石的孔隙度3、泊松比4、流变5、蠕变6、原岩应力7、支承压力8、回采工作面9、初次来压10、砌体梁二、填空题：1、根据回采工作面前后的应力分布情况，可将工作面前后划分为减压区、和。
2、根据破断的程度，回采工作面上覆岩层可分为和。
3、采空区处理方法有煤柱支撑法，，和。
4、直接顶的完整程度取决于，。
5、初撑力是指。
三、简答题：1、对原岩应力状态有哪几种假说？2、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？3、煤层开采后，上覆岩层按破坏方式可以分为哪几个区？4、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？5、影响回采工作面矿山压力显现的主要因素有哪些？6、简述回采工作面支架与围岩关系的特点。
7、简述采区巷道支护的主要形式。
8、什么叫煤矿动压现象？矿山压力第二套一、名词解释：矿山压力泊松比流变原岩应力直接顶周期来压砌体梁原生裂隙载荷集度碎胀性二、填空题：1、根据破断的程度，回采工作面上覆岩层可分为和。
2、直接顶的完整程度取决于，。
3、节理裂隙分为，，。
4、蠕变变形曲线可分为和两类。
5、工作面顶板下沉量与采高及控顶距的大小成关系。
三、简答题：1、影响岩石强度的因素有哪些？2、什么是原岩应力状态？3、简述煤层开采后，上覆岩层的破坏方式。
4、直接顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？5、采区平道矿压显现沿走向要经历那几个阶段？6、简述回采工作面支架与围岩关系的特点。
7、简述采区巷道支护的主要形式。
四、论述题：1、什么是围岩的极限平衡？极限平衡区范围的大小与哪些因素有关？2、叙述采区巷道变形与破坏的影响因素。
3、岩石结构与岩石构造得异同是什么？4、试说明矿山压力和矿山压力显现的关系。
、巷道卸压方法目前应用的有哪几种？一、名词解释：岩石的孔隙性泊松比蠕变构造应力回采工作面周期来压砌体梁构造裂隙载荷集度碎胀性二、填空题：1、采空区处理方法有煤柱支撑法，，和全部垮落法。
2、节理裂隙分为，，压裂裂隙。
矿压基本知识及矿压观测知识
1. 两帮运动（冒顶 片帮） 2. 顶压板移近 顶板运动 3. 底板运动
2. 支架受力：支架载荷的增减 支架变形（活柱下缩）支
架压折
3. 矿压控制的目的
通过分析围岩的稳定条件，找到促使其运动与破坏的主 动力及由此可能引起的破坏形式，并在此基础上，创造条
裂位置，内外压力场的关系，来压周期，步距，支架类型，巷 道布置等 • 某一点上，矿山压力显现变化幅度同该点的压力增减幅度有关， 不一定成正比曲线
4、影响矿压显现的因素：
• 开采深度 浅部巷道矿压表现在顶部，该部巷道周围冲击地 压
• 岩层性质：强度大，顶压强度小，四周压力底膨严重 • 地质构造 压力集中压矿山大， 反斜背斜等 • 巷道尺寸 形状 • 时间 •其它采掘工程的影响
4、岩石的变形特征
岩石受载后会发生变形，当载荷超过一定数值后岩石会 遭到破坏。（强度极限）
1. 弹性变形（可恢复） 2. 塑性变形（变形不可恢复） 3. 残余强度(合理利用已破坏的围岩、煤体) 4. 破坏
1. 拉断（弯）破坏 2. 剪切破坏
二、矿山压力及其显现
1、矿山压力 采动后，作用于围岩或支护物上的力：
5、工作面前方的支承压力
煤层采出后，在围岩应力重新分布的范围内，作用在煤层、岩层和矸石上 的垂直压力称为“支承压力”。理论研究与现场实践证明，从采场推进开始至 需控岩层（直接顶和裂隙带中下位1-2个岩梁）第一次来压结束期间的支承压 力及其显现的变化可以划分为三个阶段。
第一阶段：从采场推进开始至煤壁支承能力改变之前。在该阶段，随 采场推进，通过处于相对稳定状态的老顶岩梁传道至煤层上的压力将 逐渐增加。由于各点的应力还没有达到煤体的不破坏极限，因此，包 括煤壁在内整个煤层都处于弹性压缩状态，支承压力分布是一条高峰 在煤壁处的单调下降曲线，如图线1所示。
矿山压力基本知识
矿山压力基本知识一、填空题：1．周期来压是随工作不断推进而出现的。
2．煤层顶板可分为、、三种。
3．根据顶板稳定性将直接顶分为、、、四类。
4．自然平衡拱是采掘空间上方岩层破坏后形成的的拱形结构。
5．采煤工作面中工作空间和的工作总称叫工作面顶板控制。
6．工作面顶板控制方法有、、、四种。
7．从开切眼煤壁到老顶初次来压时与工作面切顶线的距离叫基本顶的。
8．基本顶根据周期来压明显与否分为四级，周期来压强烈为级顶板。
9．基本顶周期来压越不明显，作用于支架上的就越小而且稳定。
10．采煤工作面的煤壁在矿压作用下，发生自然塌落的现象叫。
11．煤层倾角对顶板下沉有明显的影响，煤层倾角愈大，影响顶板下沉的力。
12．由于采掘活动而引起的作用在巷运及采煤工作周围岩体内的应力叫。
13．因矿山压力的作用而在采煤工作面或巷道内显示的力学现象叫矿压显现，如；；；等。
14．基本顶按采压强度及来压步距可分为；；；四级。
15．在切割眼两帮的煤体中，产生了应力集中现象，这种集中应力称为。
16．支承压力大小，分布范围与；；；；煤的软硬有关。
17．当顶底板均为厚而坚硬的岩层，煤质很坚硬，开采深度又较大，形成很大支承压力时，就可能产生。
18．基本顶初次垮落前的初次失稳或工作面矿压显现加剧的现象称为。
19．基本顶初次来压的特点有；；大面积跨落时产生较大的响声和冲击波冲倒支架造成冒顶事故。
20．基本顶周期垮落前的工作面矿压呈现加剧现象叫。
21．两次周期来压之间的距离称为。
22．矿压观测的“三量”是指、、。
23．原岩应力场的形成主要因素有和。
二、判断题(判断下列说法是否正确，并在每小题后边的括号中划“√”号或“×”号)1．底鼓及煤壁中帮是矿压显现的一种现象。
（）2．存在于采掘空间围岩内的力叫矿压。
（）3．若支架密度小,间距大,就会产生支架应集中。
（）4．采掘顺序对于矿山压力的大小和分布没有太大影响。
（）5．底板岩层内风压应力的大小与煤柱上方的支承压力成正比。
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《矿山压力与岩层控制》主要知识点第一讲绪论●基本概念：●矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力称为矿山压力。
●矿山压力显现：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，称为矿山压力显现。
●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均叫做矿山压力控制。
●采场围岩控制：●巷道围岩控制：●研究和学习矿山压力与岩层控制的意义。
第二讲采场上覆岩层结构与顶板破断规律（第三章）●基本概念：顶板●底板：●上覆岩层（覆岩）：●直接顶●基本顶（老顶）●直接底●关键层；●直接顶初次跨落、●基本顶初次破断与周期破断；●岩石碎胀系数。
●直接顶初次跨落前的离层机理及其危害。
●直接顶跨落后的碎胀特性及其对矿压影响。
●基本顶破断规律与破断距计算。
●采动覆岩“大结构”的内涵及主要假说。
● 砌体梁假说及“砌体梁”结构的失稳形式及稳定条件。
● 基本顶破断面角度对“砌体梁”结构稳定性的影响。
关键层破断后的岩块互相挤压有可能形成三铰拱式的“砌体梁”平衡结构，此结构平衡将取决于咬合点的挤压力是否超过该咬合点接触面处的强度极限，在一定条件下可能导致岩块随着回转而形成变形失稳；另外即是咬合点处的摩擦力与剪切力的相互关系，当剪切力大于摩擦力时形成滑落失稳，在工作面的表现形式为顶板的台阶下沉。
防止“砌体梁”结构的滑落失稳条件：咬合点处的摩擦力大于剪切力，ϕtan ⋅≤T R 根据“砌体梁”结构受力分析，，即，岩块长度要大于2～2.5倍岩块厚度。
防止“砌体梁”结构的变形失稳条件：回转变形形成的咬合点的挤压力小于该咬合点接触面处的抗压强度极限。
根据“砌体梁”结构受力分析，结构回转下沉量小于一定值⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅-⋅=∆K K n h 311 ● 通常通过触矸来实现。
⎝⎛⋅-⋅=∆Kn h 311●基本顶弹性基础破断的反弹与压缩特征。
●岩层控制关键层理论的主要学术思想。
第三讲采场矿山压力显现基本规律（第二章、第四章）基本概念：基本顶初次来压：基本顶（老顶）悬露达到极限跨距发生初次断裂，断裂的基本顶岩块回转下沉，从而导致工作面顶板急剧下沉和支架阻力普遍增大现象，称为基本顶（老顶）初次来压。
●周期来压、基本顶岩层的周期性破断过程中由于“砌体梁”结构的周期性失稳而引起的顶板来压现象称为采场周期来压。
（1.5分）周期来压的主要表现形式是：顶板下沉速度急剧增加，顶板的下沉量变大；支柱载荷普遍增加；有时还可能引起煤壁片帮、顶板台阶下沉、支柱折损，甚至工作面冒顶事故。
（0.5分）●初次来压步距、●周期来压步距、●来压动载系数；基本顶来压时支架载荷与平时非来压时载荷的比值（1.5分），它反映了基本顶来压的强烈程度。
●原岩应力、●构造应力、●支承压力：在岩体内部开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力。
（体现出切向应力概念可得1.5分）●支承压力集中系数：支承压力峰值与原岩应力的比值称为支承压力集中系数。
●工作面周期来压的形成原因。
在基本顶初次破断后，随工作面推进基本顶将发生周期性破断和回转下沉，引起顶板下沉的急剧增大和支架工作阻力的明显增加，破断岩块形成的“砌体梁”结构也因此将经历“稳定-失稳-再稳定”的周期性变化，这就是引起工作面周期来压的原因。
●顶板压力的估算方法。
●原岩应力及构造应力的基本特点。
●双向等压应力环境下圆孔围岩应力分布特征。
●支承压力在底板岩层中的传播规律。
根据弹性力学理论作用在底板上的集中力在底板岩层中的传播规律符合下图所示的“压力泡”分布特征，即距离作用力的水平距离和垂直距离越远，力的衰减越大。
类似地，支承压力在底板岩层中的传播规律也符合上述“压力泡”分布特征。
●工作面四周及前后支承压力分布规律。
一般而言，工作面前后支承压力分布规律如下图所示。
工作面前方一定范围（如30-50m）内形成超出原岩应力的支承压力，称为应力增高区（增压区），在工作面及后方一定范围内支承压力小于原岩应力，形成应力降低区（减压区），在采空区一定距离后应力逐步恢复为原岩应力，称为应力恢复区（稳压区）。
●影响工作面矿压显现的主要因素及其特点。
任选1个因素作答）：（1）采深；（2）采高；（3）煤层倾角；（4）开采速度（1）采深对工作面矿压显现的影响，由于自重应力和构造应力是原岩应力的重要组成部分，所以采深直接影响着原岩应力大小，也就同时影响着开采后巷道或工作面支承压力。
随着开采深度的增加，支承压力增加，从而导致煤壁片帮和底板鼓起的几率增加。
由于上覆岩层破断形成“砌体梁”结构，具有支撑作用，所以随着开采深度的增加，对工作面矿压显现影响并不明显，顶板下沉量和支架压力并未随采深增加而明显增加。
相反，对于开采深度较小的浅埋煤层，由于风积沙等上覆松散载荷的作用，在一定条件下会产生覆岩的整体破断，导致结构失稳，从而导致矿压显现加剧。
开采深度对巷道压力显现的影响可能比较明显，随着采深的的增加，巷道围岩的“挤、压、鼓”现象将更为严重，如在松软岩层中开拓巷道。
（2）采高对工作面矿压显现的影响随着采高的增加，采空区空间随之增大，直接顶在采空区垮落后与基本顶之间的空隙△增大，导致基本顶在破断之后变形回转的角度加大、时间加长，这意味着工作面的来压持续长度增大，顶板下沉量加大，矿压显现强烈；如果采高过大，△也过大，导致第一层关键层（原基本顶）在破断后因回转量过大无法形成稳定的砌体梁结构，使得第一层关键层形成悬臂梁结构，在第二层关键层破断时，将对工作面造成更大强度的来压，同时造成工作面一大一小周期矿压显现。
简而言之，采高大的工作面矿压显现强烈；采高越低，矿压显现越缓和，煤壁也较为稳定。
（3）煤层倾角对工作面矿压显现的影响煤层倾角增加，必然使沿岩层面的切向滑移力增大，而使作用于层面的垂直压力减小。
由于倾角增加，采空区顶板冒落的矸石将会沿着底板滑移，使下部充填较满，而上部冒空，这样必将导致工作面支架受力不均匀，使工作面倾斜中上部矿山压力明显大于下部。
在同等条件下，采用沿倾斜向下推进的俯斜长壁开采工作面，与沿走向推进的工作面相比，在上覆岩层中更容易形成“砌体梁”结构，仰斜开采相比俯斜开采顶板破断结构稳定性更差。
（4）推进速度对对工作面矿压显现的影响从实测的“s-t”曲线中可以看出，加快工作面的推进速度实质上意味着减少了工作面的控顶时间，也减少了时间因素对顶板下沉的影响，无疑可以减少顶板的下沉量，改善顶板维护状况。
但是加快工作面的推进速度并不能改变基本顶周期破断后的“砌体梁”结构形态和运动特征，“砌体梁“结构仍然会经历“稳定-失稳-再稳定”的周期性变化，相应工作面矿压显现出现周期来压显现，“砌体梁“结构回转下沉量是不可能甩掉的。
在工作面推进速度很慢的情况下，加快工作面的推进速度对于减小顶板的下沉量，改善顶板维护状况显然是有利的。
但是，加快工作面推进速度的方法来减小顶板下沉量，改善顶板维护状况是有一定限度的。
因而企图用加快工作面推进速度来甩掉矿山压力的想法是不现实的。
第四讲采场顶板控制及支护方法（第五章）●基本概念：控顶距、采煤工作面煤壁到放顶线（单体支柱工作面末排支柱或综采面支架顶梁尾端）的距离。
采煤机割煤后移架前的控顶距最大，称为最大控顶距。
●端面距、采煤工作面支架顶梁前端到煤壁的距离。
●端面破碎度、●顶板冒落敏感度、●底板比压、将支架底座对单位面积底板上所造成的压力称为底板比压。
●液压支架初撑力、支架支设时，将活柱升起，利用泵压使支柱对顶板产生一个主动力。
这个最初形成的主动支撑力称为支柱的初撑力。
●液压支架额定工作阻力、额定工作阻力是支架最大承载能力，即最大工作阻力。
在顶板压力作用下支架工作阻力会逐步增加，当支架工作阻力达到额顶工作阻力时，支架安全阀会开启。
●支架循环末阻力；●端面冒顶、●顶板大面积来压。
●工作面直接顶分类和基本顶分级方案。
●底板破坏特征与分类方案。
●液压支柱的增阻特性。
●液压支架的分类及其适用条件。
●回采工作面支架应具备的特性。
●支架P-ΔL曲线的特征及其内涵。
●采场支架-围岩支护系统特性。
●如何理解综放开采支架-围岩支护系统的特殊性。
●采场支护设计方法。
●支护质量监测的必要性。
●基本顶来压的预测预报方法。
●浅埋煤层综采工作面矿压显现特点。
●采场顶板事故类型与防治对策。
第五讲采区巷道矿压显现及其控制（第六章）●基本概念：无煤柱护巷：将巷道布置在煤体边缘的应力降低区，取了消上、下区段间的护巷煤柱，这种巷道保护方法称为无煤柱护巷，它包括沿空掘巷、沿空留巷等两种方法。
●沿空留巷：沿空留巷是一种无煤柱护巷方法，它是通过加强支护和巷旁支护将上区段工作面的运输平巷保留下来，供下区段工作面开采时作为回风平巷之用。
●沿空掘巷：沿空掘巷是一种无煤柱护巷方法，它是在开采影响稳定以后沿采空区煤体边缘的应力降低区掘进巷道，包括完全沿空掘巷和留小煤柱沿空掘巷。
●巷旁支护、●加强支护、●联合支护。
●回采巷道基本的矿压显现规律。
●巷道支架-围岩相互作用原理。
●巷道围岩控制的基本原理、控制途径和控制方法。
●采区巷道保护基本措施。
●如何合理留设巷道保护煤柱。
●典型的巷道围岩卸压方法及机理。
●沿空留巷和沿空掘巷的优缺点及其受采动影响的规律。
●锚杆支护技术原理。
第六讲煤矿冲击矿压及其控制（第七章）●基本概念：冲击矿压（冲击地压、岩爆）、动力灾害、矿震、冲击倾向性、冲击矿压危险性等级。
●冲击矿压发生的机理、主要影响因素、预测与防治方法。
●11。