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1、成人函授教育矿山压力与控制自学指导书适用采矿工程出函授本、专科黑龙江科技学院成教院目 录一、前言2二、自学进度表3三、各章节参考内容4第一章矿山岩石和岩体的基本性质4第二章矿山岩体内应力的重新分布5第三章回采工作面上覆岩层的活动规律及其分析7第四章加采工作面矿山压力显现基本规律8第五章回采工作面顶板控制及支护方法9第六章采区巷道破压显现及其控制11第七章煤矿动压现象及其控制12第八章回采面和采区巷道矿山压力研究方法14一、前言1、本课程的性质和任务矿山压力与控制主要是研究矿山压力的分布及对煤、岩体产生的移动、破坏，和人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施。矿压对保证安全生产，减少地下资源
2、损失，改善地下开采技术，尤其是支护条件，提高采煤经济效果，都有十分重要意义。2、自学方法自学本课程前，必须具备一定的岩石压力学知识和采煤概论常识。采用面授和自学相结合的教学方法，为提高面授教学质量，学生必须完成教师所规定的预习内容（详见自学进度表）。同时学生要按进度计划和教学大纲，结合自己实际状况制定自学计划，保证和面授同步，完成教学任务。3、主要教学环节和时间安排（1）.自学90学时，要求学时做好自己笔记。尤其是记录好，难点，凝问的东西。完成指导书中习题和思考题。（2）.面授30学时，教师主要讲授重点内容，凝难问题，所以学生必须提前预习。带着问题去听课，才能收到较好的效果，教师也可用课余时间
3、辅导答凝。（3）.组织一项矿压观测计划用8课时，未检验学生的学习效果。自学进度要求备注周次预习重点自学各章节内容自学时数面授时数1岩石的理化性质第一章14节622构进应力第一章56节第二章12节443支承压力分布第二章35节624初次来压第二章13节625采面覆层移动第二章47节266老顶第二章8节第三章13节2427周期来压第四章47节428支架第五章14节629支护方式分析第五章58节4410冒顶及防治第五章910节第六章1节222211矿压显现规律第六章24节6212冲击矿压第六章5节第七章1节2613大面积来压第七、八章414视场观测第八章24节6215实习复习10合计10030二、自
4、学进度表三、各章节参考内容 第一章矿山岩石和岩体的基本性质一、本章的基本内容和要求矿压主要是研究矿山压力的分布规律及其控制措施，就矿压实验室研究来看，主要是从“岩石试块”入手。这就要求研究岩石物理化学性质和力学特性，尤其是岩石的物质组成和结构，决定着岩石的力学强度。就现场观测来看，主要是通过各种测量仪器、设备、观测、岩石被采出后，巷道围岩，采煤工作面顶板底板之间，压力变化和相对位移的变化，从而总结出矿山压力分布规律找出合理的支护方式，确定合理的支护强度，为井下创造安全的工作环境。二、向学重点1、矿山岩石的基本概念，按岩石结构分为以下几种：1）砾状结构2）砂质结构3）粉砂状结构4）泥质结构按构造
5、分为1）整体构造2）多孔状构造3）层状构造2.岩石物理化学性质1）岩石密度2）孔隙性3）碎胀性和压实性4）吸水性5）透水性6）弹性和塑性7）应力、应变3.测定方法和测量内容1）单向抗压强度2）单向抗拉强度3）抗剪强度4）三轴抗压强度三、自学难点1.岩石的破坏机理和强度理论1）岩石破坏时的形态分压裂破坏，压剪破坏，塑性流动破坏2.岩石强度理论1）莫尔强度理论2）格里菲斯强度理论3.岩体的基本特征和类型1）岩体非均质性2）岩体的各项异性3）岩体非连续性4.岩体变形破坏过程及变形实验1）压密分阶段2）弹性阶段3）塑性阶段4）破坏阶段四、自学方法：本章是岩石力学的基础，在自学前可参考物理学有关岩石力学
6、的基本知识，尤其是岩石的破坏机理是矿压研究的重点。五、思考题与习题1、按照岩石的构成特征，如何区别岩石的结构和岩石构造了。2、岩石的孔隙性、孔隙度、孔隙化有什么不同？研究它们有何意义？3、岩石的受载时会产生哪些类型的变形？4、如果某种岩石的强度条件为Ctg3010（Mpa）试求：（1）这种岩石单轴抗压强度（2）设Q1Q2Q3,则下列应力状态的各点是否会产生破坏：A（40，30，20）B（53，30，6）第二章矿山岩体内应力的重新分布一、本章的基本内容和要求岩体没有破坏前为原始应力状态，岩体被采出后围岩的应力必然要重新分布。在原始应力状态下，自重应力是普遍存在，构造应力则决定于该地区地壳运动，因
7、此首先要对自重应力与构造应力重点分析。二、自学重点1、自重应力2、构造应力3、岩体中的弹改正变形能4、“孔”周围的应力分布：1）孔周围形成了切向应力集中现象，最大切向应力发生在孔的周边2）应力集中系数的大小3）孔周围的应力重新分布有一定的影响半径4）孔的影响围范与孔的断面大小有关5、围岩的的极限平衡状态与支承压力分布三、自学难点1、支承压力的分布1）苍道围边承支压力分布特点2）采场顶底板支承压力分布规律2、围岩的极限平衡状态四、思考题与习题1、什么叫原岩应力状态，对原岩应力状态有几种假说2、试计算只考虑应力情况下，则存在600m深处岩体内岩块原岩应力，假设岩平均容重为25kv/m3，u=0.2
8、，并绘出应力圆3、试叙述构造应力对原始应力场的影响及其特点4、什么叫弹性变形能，简要说明地下岩块内弹性变形能的形成及其影响因素5、试分析支承压力的有利因素与不利因素第三章回采工作面上覆岩层的活动规律及其分析一、本章的基本内容和要求本章主要研究采面上覆岩层（老顶、直接顶）活动规律和回采面空间的变化，重点研究老顶岩层的深式平衡，确定老顶初次破断时极限跨距，和周期来压的步距。通过对回采面上覆岩层岩体结构分析，确立岩体平衡条件，对建立安全可靠的支护体系有一定意义。二、自学重点1、顶稳定性2、老顶初次破断时的极限跨距3、袭隙梁的平衡4、直接顶的稳定性三、自学难点：、回采面上覆岩体结构假说） 压力拱假说）
9、 悬梁假说） 预成裂隙假说） 铰按岩块假说四、思考题与习题1、试简述岩石破碎后的碎胀特征及其在控制顶板压力中的作用。2、怎样处理长壁工作面顶板在初次来压前的“拱”或“梁”式结构。3、试分析老顶岩层在达到极限跨距时，是以剪切断裂为主还是以弯曲断裂为主？4、试简述开采后引起上覆岩屋的破坏方式及其分区5、分析采场上覆岩层所形成的结构的失称条件第四章加采工作面矿山压力显现基本规律一、本章基本内容和要求本章重点讨论衡量矿山压力显现程序的指标，顶板下沉量，顶板下没速度，支柱变形与折损，顶板破碎度局部冒顶，大面积冒顶，通过上述指标测定反映工作间顶板来压剧烈程序和影响显现程度的因素。二、自学重点1、老顶初次来
10、压2、老顶周期来压3、回来面前后支承压力分布4、影响矿山压力显现的主要因素三、自学难点1、顶板压力估算法2、实测法3、老顶来压的预测预报四、自学方法：这部分内容对工作面顶板管理有着十分重要作用，自学时，就应本着理论和实践相结合的指导思想，参考矿压实测资料。总结出不同的回采工艺，尤其是不同的采空区处理方法，带来的不同的矿压显现，从而寻找出上覆岩石移动规律，降低工作面矿压显现五、思考题和习题1、什么时老顶和初次来压，其特点是什么？2、试分析直接顶，老顶的各项指标在矿山压力显现中所起的作用。3、试分析周期压来的形成原因及表面形式4、直接顶与老顶的各项指标在矿山压力显现中所起的作用5、试分析落煤与放顶
11、不能在同时同地平行作业的原因与条件？6、试分析加快工作面推进度与改善顶板状况的关系第五章回采工作面顶板控制及支护方法一、本章的基本内容和要求为了确保回采工作空间的安全，必须对回采面形成的矿山压力加以控制，控制矿山压力，从局部说是指工作空间支护以及采空区的处理，工作面支护直接对象是直接顶岩层，通过直接顶间接地对老顶的活动起一定的控制作用。由于回采面支架形成的构筑物必须与开采后形成的上覆岩层大结构相适应，支架必须具备以下两个特性：一是具备一定的可缩性；二是具有良好的支撑性能。二、自学重点1、采空区处理方法：煤柱支撑法、缓慢下沉法、采空区充填、全部垮落法2、顶板分类方案3、单体支架分类4、液压支柱5
12、、液压支架三、自学难点1、回采面支架与围岩关系2、支架规格的选定：1）确定顶板下沉量 S2）确定规格maxMmaxbHminx=MminSlba3）通过表设备表，便可知支架型号。3、支架支护方式分析四、自学方法：为了准确地分析各种支架受力状况，就必须有坚实的理论力学知识，分析支架的受力的状态和阻力特曲，才能合理选捍支架型号和规格，也可参阅支护设备手册。五、思考题与习题1、回采面支柱的特性有几种？试比较其优缺点。2、液压支架分类的特点是什么？3、解释“支撑力顶板下沉量（）曲线的实质4、怎样理解合理的工作阻力5、已知某缓倾斜工作面最大采高为，最小为，最大控顶距为，顶板中等稳定，无插入顶板现象，采煤
13、机截深.，试选择单体柱规格。第六章采区巷道破压显现及其控制一、本章的基本内容和要求本章重点阐述了采区巷道破坏机理，一是采区巷道大部分开掘在煤层内，二是以不同的方式受到回采面的采动影响。因此需要不断地维护和修复。同时也提出了有效的采区巷道矿压控制措施。包括降低巷道围岩的应力，提高围岩强度，对巷道进行有效的支护，所有这些措施应以矿井最终能取得最佳技术经济效果为基本原则。二、自学重点1、采区巷道变形，破坏形式2、影响采区巷道变形与破坏的因素3、采区巷道稳定性及其分类4、回采面周围应力重新分布5、各类巷道矿压显现规律三、自学难点、“支架围岩”相互作用原理的实际应用。）“二次支护”）柔性支护）采用带有变
14、形空间的支护这几种支护方式人为地形成了允许围岩自由变形的空间，其目的是为了释放巷道围岩中变形能，以减轻围岩作用在支护构筑物上变形压力，实践证明这种支护形式，对于改善软岩巷道的维护状况有明显效果。四、思考题与习题1、在使用拱形支架的采区平巷中，巷道受压后支架变形状态，原因及主要来压方向。2、回采巷道围岩稳定性分类所选用的个指标各有什么意义？3、采区平巷在整个服务其内沿走向的矿压显现有哪些规律？采动影响带的前影响区和后影响区矿压特点。4、某采煤工作面采深约，采高.，围岩中等稳定，工作面下部顺槽掘进后半年进行回采，采完相隔一年后进行下区段开采，试估算应用沿空留巷时预期的顶底板移近量。第七章煤矿动压现
15、象及其控制一、本章的基本内容和要求煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，显现声响、震动，以及气浪等显示的动力效应，这就是冲击地压，由于具有实发性、动力性，发时危害相当严重，经过深入研究，把它归结为三种形式，冲击矿压，顶板大面积来压，煤与瓦斯突出。二、自学重点、冲击矿压现象与分类1）重力型冲击矿压2）构造应力型3）中间型分类：）弹射）矿震）弱冲击）强冲击、冲击矿压成因和机理、影响冲击矿压发生的因素） 开采深度） 煤层和顶底板岩石性质及特征） 地质构造因素） 采煤方法） 采掘顺序） 放炮） 煤柱、大面积来压三、自学难点大面
16、积来压的防治措施） 顶板高压注水） 强制放顶四、复习思考题与习题1、什么叫煤矿动压现象2、试述冲击矿压按原岩体应力状态和显现强度分类3、试分析冲击矿压发生的基本条件4、试比较冲击矿压与大面积来压的现象，形成机理和防治措施第八章回采面和采区巷道矿山压力研究方法一、本章的基本内容和要求本章主要有现场观测统计法，相假模型实验法，数学力学分析法，综合研究法，重点介绍现场法，对现实法只介绍原理和适用范围，同时介绍了单体支柱和液压支架工作面及巷道矿压实测数据整理及分析方法。二、自学重点：1、矿压现场观测的内容：1）三量（顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩）2）顶板破碎度3）支架变形破坏，围岩应力分布。2、测量仪器三、自学难点1、液压支架外载观测四、复习思考题1、采掘面测压工作应从何入手抓好哪些工作。2、“三量”观测怎么布置测点？