【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一、名詞解釋：（每題2分，共20分）巖石的孔隙性 泊松比 蠕變 構(gòu)造應(yīng)力 回采工作面 周期來(lái)壓 砌體梁 構(gòu)造裂隙 載荷集度 碎脹性二、填空題：（每空1分，共10分）采空區(qū)處理方法有煤柱支撐法， ， 和全部垮落法。節(jié)理裂隙分為 ， ，壓裂裂隙。巖石的破壞機(jī)理有 和 兩種。適合于巖石的兩種強(qiáng)度理論是 和 。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) ， ， 。三、簡(jiǎn)答題：（8題任選6題，每題5分，共30分）巖石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？簡(jiǎn)述有關(guān)回采工作面上覆巖層結(jié)構(gòu)的假說(shuō)。老頂?shù)姆€(wěn)定性對(duì)工作面的支護(hù)原理有何影響？采區(qū)平道礦壓顯現(xiàn)沿走向要經(jīng)歷那幾個(gè)階段？影響回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素有哪些？支架選型的基本原則是什么？回采工作面礦壓現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的目的是什么？周期來(lái)壓的主要表現(xiàn)形式？四、計(jì)算題：（每題5分，共10分）某回采工作面頂板的最大控頂距為，根據(jù)實(shí)測(cè)得到在最大控頂距處的頂板下沉量為，若將最大控頂距縮小到，在最大控頂距處的頂板下沉量是多少？某工作面使用單體液壓支架，每根支柱的額定工作阻力為/根，頂板的最大控頂距為，支柱為四排控頂，柱距為，求單體液壓支架對(duì)頂板能夠提供的最大支護(hù)強(qiáng)度是多少？五、論述題：（4題任選3題，每題10分，共30分）畫出巖體的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)糖€，并簡(jiǎn)述該過(guò)程。敘述采區(qū)巷道變形與破壞的影響因素。試分析采場(chǎng)上覆巖層所形成的裂隙體梁的失穩(wěn)條件。試說(shuō)明礦山壓力和礦山壓力顯現(xiàn)的關(guān)系。一、名詞解釋：（20分）巖石的孔隙性——巖石中孔洞和裂隙的發(fā)育程度。泊松比——巖石受單向壓縮載荷時(shí)，試件在軸向縮短的同時(shí)產(chǎn)生橫向膨脹，其橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變的比值稱為泊松比。蠕變——固體材料在不變載荷的長(zhǎng)期作用下，其變形隨時(shí)間的增長(zhǎng)而緩慢增加的現(xiàn)象稱為蠕變。構(gòu)造應(yīng)力——由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而引起的應(yīng)力?；夭晒ぷ髅妗诿簩踊虻V床的開(kāi)采過(guò)程中，直接進(jìn)行采煤或采有用礦物的工作空間。周期來(lái)壓——由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來(lái)壓現(xiàn)象。砌體梁——工作面上下兩區(qū)破斷的巖塊咬合形成的外表似梁，實(shí)質(zhì)是拱的平衡結(jié)構(gòu)。構(gòu)造裂隙——巖層形成后，經(jīng)劇烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)而形成的弱面。載荷集度——在回采工作面頂板懸頂距范圍內(nèi)，單位面積頂板對(duì)支架的載荷稱為頂板的載荷集度。碎脹性——巖石在破碎以后的體積比整體狀態(tài)下增大的性質(zhì)，稱為巖石的碎脹性。二、填空題：（10分）采空區(qū)處理方法有煤柱支撐法， 緩慢下沉法 ， 采空區(qū)充填法 和全部垮落法。節(jié)理裂隙分為 原生裂隙 ， 構(gòu)造裂隙 ，壓裂裂隙。巖石的破壞機(jī)理有 拉斷 和 剪切 兩種。適合于巖石的兩種強(qiáng)度理論是 莫爾理論 和 格里菲斯理論 。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(duì)巷道進(jìn)行卸壓 。三、簡(jiǎn)答題：（30分）巖石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？答：巖石的孔隙性是指巖石中孔隙和裂隙的發(fā)育程度，表征它的指標(biāo)有兩種：孔隙度和孔隙比?？梢?jiàn)孔隙度和孔隙比是反映孔隙性的指標(biāo)。 孔隙度n是巖石中各種孔隙、裂隙體積的總和與巖石總體積之比；孔隙比e是巖石中各種孔隙、裂隙體積的總和與巖石內(nèi)固體部分實(shí)體積之比。顯然，孔隙度n和孔隙比e存在以下關(guān)系：。簡(jiǎn)述有關(guān)回采工作面上覆巖層結(jié)構(gòu)的假說(shuō)。（101）答：壓力拱假說(shuō)，認(rèn)為在這兩個(gè)前后拱腳之間，無(wú)論在頂板或底板中都形成了一個(gè)減壓區(qū)，回采工作面的支架只承受壓力拱內(nèi)的巖石重量。懸梁假說(shuō)，認(rèn)為頂板巖層是一種連續(xù)介質(zhì)，在靠近煤幫處頂板下沉量最小，表現(xiàn)的頂板壓力也小。預(yù)成裂隙假說(shuō)，認(rèn)為由于開(kāi)采的影響，回采工作面上覆巖層的連續(xù)性被破壞，從而成為非連續(xù)性。在回采工作面周圍存在著應(yīng)力降低區(qū)、應(yīng)力升高區(qū)和采動(dòng)影響區(qū)。隨著工作面的推進(jìn)，三個(gè)區(qū)域同時(shí)響應(yīng)地向前移動(dòng)。鉸接巖塊假說(shuō)，認(rèn)為如果直接頂巖層分層厚度小于采高，則在采空區(qū)形成冒落帶。鉸接巖塊間的平衡關(guān)系為三鉸拱式的平衡。老頂?shù)姆€(wěn)定性對(duì)工作面的支護(hù)原理有何影響？答：老頂?shù)姆€(wěn)定性對(duì)直接頂?shù)姆€(wěn)定性有著直接影響，而且對(duì)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(lái)壓步距較長(zhǎng)，來(lái)壓強(qiáng)度較大，要求支架具有較大的支護(hù)強(qiáng)度，才能保證工作面安全。在采用垮落法處理采空區(qū)的情況下，對(duì)于周期來(lái)壓比較強(qiáng)烈的頂板，其下沉量將會(huì)增大，所以，要求支架應(yīng)有較大的可縮性。采區(qū)平道礦壓顯現(xiàn)沿走向要經(jīng)歷那幾個(gè)階段？答：巷道掘進(jìn)階段，無(wú)采掘影響階段，采動(dòng)影響階段，采動(dòng)影響穩(wěn)定階段，二次采動(dòng)影響階段。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，開(kāi)采深度，煤層傾角。支架選型的基本原則是什么？答：根據(jù)直接頂分類和老頂分類確定所選擇支架的類型，根據(jù)煤層的采高和頂板的類型確定支架對(duì)頂板的支護(hù)強(qiáng)度，再確定支架對(duì)頂板的工作阻力以及支架的最大、最小結(jié)構(gòu)高度，割據(jù)煤層瓦斯涌出量，核算支架類型?；夭晒ぷ髅娴V壓現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的目的是什么？ 答：其目的在于掌握工作面老頂來(lái)壓顯現(xiàn)、步距和強(qiáng)度；分析回采空間支架與圍巖相互作用關(guān)系；為研制采煤機(jī)械和支護(hù)設(shè)備、合理的安排工序、合理的選擇采煤參數(shù)、支護(hù)方式和頂板管理方法提出要求和提供科學(xué)依據(jù)。周期來(lái)壓的主要表現(xiàn)形式？答：頂板下沉速度急劇增加，頂板的下沉量變大；支柱所受的載荷普遍增加；有時(shí)還能引起煤壁片幫、支柱折損、頂板發(fā)生臺(tái)階下沉等。四、計(jì)算題：（10分）某回采工作面頂板的最大控頂距為，根據(jù)實(shí)測(cè)得到在最大控頂距處的頂板下沉量為，若將最大控頂距縮小到，在最大控頂距處的頂板下沉量是多少？答：在一般情況下，回采工作面的頂板下沉量可用公式進(jìn)行計(jì)算。由于在同一個(gè)工作面只改變了控頂距，而頂板條件、煤層采高均相同，即和相同。所以，在兩種情況下頂板下沉量和工作面頂板的控頂距成正比，即：，得： 代入數(shù)據(jù)可得最大控頂距為3的頂板下沉量： 某工作面使用單體液壓支架，每根支柱的額定工作阻力為/根，頂板的最大控頂距為，支柱為四排控頂，柱距為，求單體液壓支架對(duì)頂板能夠提供的最大支護(hù)強(qiáng)度是多少？答：在控頂距范圍內(nèi)，四根單體液壓支柱可能提供的總支撐力為：。由于工作面各排支柱并不能全部達(dá)到額定工作阻力，根據(jù)實(shí)測(cè)其平均工作阻力只有額定工作阻力的60~80%。在這種情況下，單體液壓支柱對(duì)頂板的支護(hù)強(qiáng)度為： 五、分析題：（30分）畫出巖體的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)糖€，并簡(jiǎn)述該過(guò)程。 答：巖石的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)糖€，又稱全應(yīng)力—應(yīng)變曲線，是在剛性實(shí)驗(yàn)機(jī)上得到的、反映巖石加載后變形和破壞全過(guò)程的實(shí)驗(yàn)曲線，如圖11，它與在一般普通的材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上得到的曲線不同，可以分為以下階段： OA段，為巖石的壓密階段，由于巖石內(nèi)部各種裂隙受壓閉合而形成；AB段，接近于直線，為線彈性階段，B點(diǎn)為彈性極限；BC段，為塑性階段，在這個(gè)階段巖石內(nèi)部有微破裂發(fā)生，又稱為破裂發(fā)展階段，巖石到C點(diǎn)發(fā)生破壞，C點(diǎn)即為強(qiáng)度極限；CD段，巖石的破壞是一個(gè)漸進(jìn)的發(fā)展過(guò)程，即巖石在C點(diǎn)達(dá)到強(qiáng)度極限以后仍有一定的承載能力，在低于強(qiáng)度極限的壓力下應(yīng)變繼續(xù)擴(kuò)大，直到壓力降到某一較小值，巖石在D點(diǎn)達(dá)到完全破壞。這一段卸載曲線稱為后破壞曲線或峰后特性曲線。敘述采區(qū)巷道變形與破壞的影響因素。答：（一）自然因素圍巖性質(zhì)及其構(gòu)造特性，巷道埋藏深度，煤層傾角、地質(zhì)構(gòu)造因素、水的影響、時(shí)間因素的影響。（二）巷道斷面形狀和大小回采工作狀況，如巷道是處于一側(cè)還是二側(cè)受采動(dòng)影響，是受一次還是多次采動(dòng)影響，巷道的保護(hù)方法，巷道斷面的形狀與大小，巷道掘進(jìn)方法、掘進(jìn)與回采工作面在時(shí)間、空間上的相互關(guān)系及巷道本身采用的支架類型、支護(hù)方式、支護(hù)參數(shù)等等。試分析采場(chǎng)上覆巖層所形成的裂隙體梁的失穩(wěn)條件。（313） 答：采場(chǎng)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，外形上好象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”式平衡遭到破壞所致。裂隙體梁的失穩(wěn)有兩種情況：一是變形失穩(wěn)，二是滑落失穩(wěn)。兩種失穩(wěn)都和巖塊間產(chǎn)生的水平推力的大小有關(guān)。 當(dāng)巖塊間的水平推力過(guò)大時(shí)，巖塊在向下回轉(zhuǎn)的過(guò)程中，其接觸處的應(yīng)力將超過(guò)巖塊的抗壓強(qiáng)度，從而使巖塊破壞，“三鉸拱”也因變形過(guò)大而破壞，致使裂隙體梁發(fā)生變形式穩(wěn)。 當(dāng)巖塊間的水平推力過(guò)小時(shí)，巖塊間產(chǎn)生的摩擦力也很小，不能承受巖塊間的剪切力，則懸露巖塊就要產(chǎn)生滑落失穩(wěn)。試說(shuō)明礦山壓力和礦山壓力顯現(xiàn)的關(guān)系。答：礦山壓力和礦山壓力顯現(xiàn)是兩個(gè)不同的概念，兩者具有因果關(guān)系。后者是由前者引起的，沒(méi)有前者就沒(méi)有后者。有些礦山壓