矿压真题库(矿大北京采矿博士)..doc

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1、1、运用莫尔-库仑强度曲线推导出以极限主应力σ1和σ3表示的莫尔-库仑强度准则p26有问题答：如图1所示，图1莫尔－库仑准则强度曲线则解得：总之，莫尔强度理论较全面地反映了岩石的强度特性。它实用于塑性岩石以及脆性岩石的剪切破坏；能体现岩石的抗压强度远大于抗拉强度的特性；能解释岩石在三轴等比压缩条件下不破坏(因强度曲线在受压区不闭合)和三袖等拉条件下会破坏(因强度曲线在受拉区闭合)的现象。莫尔认为，固体材料的破坏是由于材料面上的剪应力达到一定程度（即极限剪应力），剪应力不仅与材料端面性质有关，并与作用在端面上

2、的主应力有关。2、绘图说明双向等压作用下圆形巷道周边应力分布的基本规律，并加以解释p50答：1、在弹性条件下图2弹性条件下圆形巷道应力分布图图3塑性条件下圆形巷道应力分布图如图2所示，根据弹性力学可以得到①在双向等压应力场中，圆7L周边全处于压缩应力状态。②应力大小与弹性常数且与E、μ无关。②的分布和角度无关，皆为主应力，即切向和径向平面均为主平面。④双向等压应力场中孔局边的切向应力为最大应力，其最大应力集中系数尺＝2，且与孔径的大小无关。当＝2γH超过孔周边围岩的弹性极限时，围岩将进人塑性状态。⑤其他各点

3、的应力大小则与孔径有关。⑥在双向等压应力场中因孔周围任意点的切问应刀q与径向应力久之和为常数，且等于2。2、在塑性条件下如图3所示，由于巷道的开挖，而引起巷道周边的应力重新分布，重新分布的力使围岩产生了塑性变形，形成了塑性圈。而径向应力与弹性条件下的一致，但切向应力由于塑性变形而使其在巷道边缘不为零，并在巷道边缘到塑性圈是逐渐增大，过了塑性圈，规律与弹性条件下一致。3、绘图说明采煤工作面前方支承压力分布的基本规律及其分区p60答：采煤工作面前方支承压力一般按其大小进行分区。如图4所示；图4支承压力的分区常将

4、采场前方或巷道两侧的切向应力分布技大小进行分区，如图2—26所示。根据切向应力的大小，可分为减压区和增压区。比原岩应力小的压力区是减压区，比原岩应力高的压力区是增压区。增压区即是通常说的支承压力区。支承压力区的边界一般可以取高于原岩应力的州处作为分界处*再向内部发展即处于稳压状态的原岩应力区。另一种分类方法是将其分为极限平衡区和弹性区。根据切向应力的大小，可分为A稳压区（）、B增压区（）和C减压区（）。按煤体性质分为D极限平衡区和E弹性区。4、试述放顶煤开采矿山压力显现的基本规律（论述放顶煤工作面矿山压力显

5、现的主要特征）p276放顶煤工作面也具有单一煤层采面的一般矿压显现规律，如初次来压、周期来压等。但由于一次采高增大，煤炭开采对直接顶岩层和老顶的扰动范围增大，加之直接顶力学特性的变化，势必引起采面矿压显现的新特点。（1）支承压力分布。综放开采的支承压力分布范围大，峰值点前移。支承压力集中系数与单一煤层开采相比没有显著变化。综放面制成压力的分布同时受到煤层强度、煤层厚度等影响。煤层愈软，支承压力分布范围愈大，峰值点距煤壁愈远；煤层愈厚，支承压力分布范围愈大，峰值点距煤壁愈远；顶煤中存在一层较厚的强度较大的夹矸

6、，夹矸除了影响冒落形态外，还影响支承压力分布，使其呈现硬煤特征。（2）放顶煤工作面支架载荷不大，说明离工作面不远的高处就形成平衡结构。支架受载并不因采高加大而增加，仅和煤的强度有关，煤的强度大，则顶煤的完整性愈好，支架载荷稍大。放顶煤工作面仍有周期来压现象，但不明显，初次来压强度也不大。这是由于破断岩板离工作面较高的原因。（3）放顶煤工作面的煤壁及端面顶板的维护显得特别重要。因为煤顶容易破碎，尤其当煤壁片帮、煤顶节理和裂隙比较发育、遇有局部断层、褶曲构造，老顶来压时，加上放顶煤工作面推进速度较慢，容易产生端

7、部冒顶。因此改善端部结构，加大支架的实际端面初撑支护强度十分重要。（4）放顶煤工作面，端头压力和工作面两端平巷压力并不大，虽然由于一次采高增加引起支承压力增加，但由于是一次采全厚，故回采巷道的矿压显现较分层多次开采缓和。（5）支架前柱的工作阻力大于后柱工作阻力。（6）下分层综放矿压显现仍然具有一般开采的矿压规律，但矿山压力显现程度有所减弱。5、简述冲击矿压发生的机理与防治措施p303冲击矿压是一种发生在井巷或回采工作面围岩内，以突然、急剧、猛烈破坏为特征的矿山压力的动压现象。主要机理主要概括为：强度理论，能

8、量理论和冲击倾向理论强度理论;即材料受载后超过其强度极限时必然发生破坏。压力高、并储存有相当高的弹性能；高压带和弹性能积聚区可位于煤壁附近。一旦高应力突然加大或系统阻力突然减小时煤体可产生突然破坏和运动，抛向采空区，形成冲击低压。能量理论：60年代英国学者库克等人提出矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于消耗能量时，就会发生冲击低压。冲击倾向理论：煤岩介质产生冲击破坏的能力成为冲击倾向。（一）冲击矿压