礦壓計算地題目參考

1、礦壓計算題參考四、計算題（每題5分，共10分）1、某回采工作面煤層采高m 2.5m,直接頂為粘土頁巖，其總厚度刀h = 8m,直 接頂?shù)钠扑榕蛎浵禂?shù)Kp= 1.4，試問煤層開采后，破碎的直接頂巖石能否充滿采 空區(qū)？2、 某礦取頁巖巖樣 3塊，作成直徑5cm，長10cm的標準試件3塊，分別做 450,550,650的抗剪強度試驗，施加的最大載荷相應為17.6kN、12kN、9.65kN，求頁 巖的內(nèi)聚力C和內(nèi)摩擦角：o四、計算題（10）1、答：8*1.4=10.2m ，8+2.5=10.5m不能充滿采空區(qū)。2、答：（1）求每塊試件破壞面上的剪應力和正應力：P .sin 二據(jù)-A 可得：450 =

2、6340kPa; 550 =5010kPa; 650 =4460kPaPcos Ji據(jù)一 A 可得：-450 = 6790kPa; ；550 = 3510kPa;；650 = 2080kPa（2）求巖石的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角根據(jù) c = . -；tg當可450 =6340kPa,450 =6790kPa 時 得.C =6340 -6790tg :當 550 = 5010kPa, ；-550 =3510kPa 時 得.C =5010 -3510tg :-tg = 0.405,得：，=22°C =3590 kPa四、計算題：（每題5分，共10分）1、某回采工作面頂板的最大控頂距為5m，根據(jù)實

3、測得到在最大控頂距處的頂板下沉量為340mm，若將最大控頂距縮小到 3m，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Sl二mL進行計算。由于在同一個工作面只改變了控頂距 L，而頂板條件、煤層采高均相同，即和m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 L成正比，即：L1 ： L2二S" : Sl2，得：L2 SL1L2Sl2 '代入數(shù)據(jù)可得最大控頂距為 3m的頂板下沉量:SL2L2 SL1L2=3 34° = 204mm52、有一緩斜煤層，其頂板由四巖層組成, 刀柱間的距離應該是多少？各巖層的數(shù)據(jù)如下表，如采用刀柱

4、法處理采空區(qū),X-JU |=t 巖層容重 Y(kN/m3)層厚h(m)2彈性模量E(kN/m )2抗拉強度RkN/m )122.64.024.5如0613.72x10224.52.710.8如06325.52.014.7 如 06424.53.522E106巖層數(shù)據(jù)表q值。第一巖層本身的載荷集度qi為:答：首先計算作用在第一巖層上的載荷集度q 二 1h1 =22.6 4 =90.4kN/m2 第二巖層對第一巖層的作用時，有：3/、 Eh (丫山+丫2人2)4)1 二2，代入數(shù)據(jù)得：(q2)i = 137.9kN /m qiE1h13 E2h；第三巖層對第一層的作用時，有：亠、Eihi3(Yih

5、i +»2 +»3)心 2 亠、 (q3)1333171.4kN/m(q2)1E1h1 E2h2 E3h3第四巖層對第一層的作用時，有：E'em +Y2h2 +Y3h3 +Y4h4)2(q2)1 尹 F 寧 160.4kN/m : (q3)1E1h13 +E2hf +E3hs +E4h4由此可以看出第四層對第一層巖層的載荷已經(jīng)沒有影響，計算第一巖層的載荷只計算到2(q3)1 即可，此時，q = (q3)1 = 171.4kN/m。由于頂板巖層多數(shù)為脆性破壞， 取安全系數(shù)n =6,則刀柱間的距離應為安全跨距，為:2Rt =4.00 2 13720nq, 6 171.4

6、=20.66m四、計算題：(每題5分，共10分)1、某工作面使用單體液壓支架，每根支柱的額定工作阻力為294kN /根，頂板的最大控頂距為5m，支柱為四排控頂，柱距為 0.7m，求單體液壓支架對頂板能夠提供的最大支護強 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：Q二4 294 =1176kN。由于工作面各排支柱并不能全部達到額定工作阻力，根據(jù)實測其平均工作阻力只有額定工作阻力的6080%在這種情況下，單體液壓支柱對頂板的支護強度為：_ (0.6 0.8)nQ_(0.6 0.8) 4 294 p _LS5 0.7=201.6 268.8kPa2、有某石灰?guī)r做抗剪強度試驗

7、，當匚m =4.8MPa時，.n1 = 15.8MPa ；當匚n 8.2MPa 時， n2 =18M P a。而該巖石在做三向抗壓強度試驗時，當側(cè)壓二a1 = o時， 尺=82.6MPa求側(cè)壓力J =5MPa時其三向抗壓強度是多少？tg = *2 一齢1 =0.647答：內(nèi)摩擦角n2 _ n1® =32.9°當側(cè)壓二：2 =5MPa時r 1 +sin 申二 1= Rc -二 3根據(jù)sin，Ra2 U82.6+1 +sin 彳2.9。>；5 = 99.5MPa三向抗壓強度1 -s in 32.90四、計算題：（每題5分，共10分）1、試計算只考慮自重應力的情況下，賦存在

8、600m深處原巖體內(nèi)一點的應力值，設(shè)上部巖層3的平均容重為24.5kN/m，泊松比為卩=0.2。解：垂直應力1= y H=14.7MPa側(cè)向應力2 b 3=（ 丫 H）u / （1-卩）=3.7MPa7.已知直接頂厚度為的細砂巖，懸頂距為2mfl控頂距為J叫 老頂厚度為5口 來壓步距為C=lflm,比重YE=¥z=25KN/m碎JK簌數(shù)采高為亦，試建 立位態(tài)方程（處于限定變形狀態(tài)人根據(jù)題意痔支架處于限定變形工作狀態(tài)，可以利用實測裂數(shù)建宣住態(tài)方程"已知巖梁的運動參數(shù)，則直按頂?shù)恼液蔀椋篈=m/yz!>3x25 x（ n-2,42-16Kh75KN/m2位態(tài)常數(shù)為（極限位

9、態(tài)常數(shù)）:和二竺竺=竺空£十&加KtLk 2x4& 有一煤層頂板為厚層堅硬砂巖.巖層厚度15米.巖石的抗擔強度極限8Mpa, 巖石間的摩擦角42度，作用在巖層上的載荷集度1 MPa*.當巖層斷裂時，能否取 得自身平衡？如果不能平衡支架應具有多大的支撐力才不致摧垮工作面？解=極FU垮L-h 72*8/1 =fiOm斷裂后巖塊間剪力 R=W=ii*l*6O=3OMN 水平推力 T=ql3/8h=103 *6O1/8*153OMN 摩擦力 F=T*tan 4> =30*10 3 tan42 °=27012KN故支撐力至少在P=R-F=30000-270122

10、988KN久y=25KNAw3.煤層厚度m=2,5in,內(nèi)摩擦角¥=25* , C=2X10SN/m2#煤層與 頂?shù)装獾南傧禂?shù)為支架對煤罷無支護反力，假設(shè)煤層的壓緇箱為, 試分別用兩種公式計算塑性區(qū)范圍，并求高峰壓力值.1 陸士良塑怡區(qū)內(nèi)值承壓力：C5 = （P） + C-"" 一氣農(nóng)爐Pi支架對煤壁阻力K集中系數(shù)2）教材公式h-2x1）不才慮£徃農(nóng)身沉降的推斷方肉2）考慮吿層兀降的旅蜥方法LA-Ain-飢-式中：nv-直接頂殍度；1嘰已知某工件面頂板來壓前夕級頂板下機量為ZWrnm,來壓結(jié)束時頂裁下機量為 500nimp相對11定步E 6mt來壓步距

11、甘叫 控頂距為4,5m«采高為2.2叫K X-IJ5, 試求亶接頂M«71U理論上如何確定直1S頂?shù)暮穸?現(xiàn)場實際確定有鼻幾評方法？開采單一煤展或厚煤展T負錄屋妁直按頂母虞理邊上的觸屯才選有：h-泵高；K 已冒篡岸層妁聲脹系戢;必一巖醴的蟲樂沉1位.1. 廠點 辰爆回板;Hi狀圖？IH圏丹TTF；,3Q0KM fFJ HZ W 屮 丁林支杜支滬實測老序47 個胖梁爼戚.來用時畀梁尢陽陽址終沉降值£采場頂 沉用Q 為6<）Omm 衣汗 前山支架幟荷/< OU75M妊 乘爪此成1卜頂扳卜沉 hp=SnOETTi* P<） =0. I 82 I Mpu

12、 . Pl.上監(jiān)用兀舄頂.頂扳巖尼下均比幣:y itCZ/rn*,叩 nr < m /i4flUT井oZ.ifr1 1MI r片卜屆g小.7峙輝CA >Ky-().9.- 297/CA 問J以碎脹系數(shù) Ka 1.3,支柱I #獻況螯敖 Krt 0.9 廠試確定直接頂厚度;（5分） 分析確定老頂巖集的給成：分） 把頂板下沉並控制在3（Hlmm的合理支護密匕袴;<!）確定“搖頂川KL Q分）Cpn = - r 尸呵山匚哽>42.5> 10來I.L前夕實測p 0.D7S阿 WJJU此怕反搆力搖頂哼皮；對照林狀I(lǐng)MnJir：肖一接頃h 1.7m 的眇顧頁巖與 E3m 的頁

13、巖紀成*即點接 頂片度溝3m.（2）老頂巖梁的組成 m擁越總土 謝頂山 牛¥：梁如成.分析A煤層杭狀I(lǐng)樸 n接位JF按頃之I的扈2.6rn的砂" Tt I屆0.9rn的蟲巖® 0.3m I旳泥巖則0.9m的西巖和0.3m的泥巖將隨2.5m的砂巖運動*血再上的4m砂巖肝度山于人于2,6m的砂巖將單獨込功。則老頂?shù)暮呋虨橹鱰be=2 .杓十 0.9+0.3=3.8nrio<3）支護密度計算 （II分a,片先確定合理的支滬強度C分）山題意知：頂板尢蛆礙彊終沉障刑為 hAOOmm,而老頂運動亢成時頂板 沉ti!：Ah（1-500mnu則支架對老頂采取了限定變形工作狀

14、態(tài)?？缮綄嶊枀?shù)建立位態(tài)方程匕A=m ¥ 7 f；=3X 2+5 X Q4X -7,5X IO4（Pa）Kj-Pcr mz Y x=0.1 X2 I X IO6-7T5X 1（/-0.1071 X 106（ Pa）則可寫出侯態(tài)方程,円一人亠K” X A hu/ i hiPi -0.075+0. 1071 X 500/ A hL訂W把順板 卜沉量控制ft 30()mm 的合刖蟲4P曲W卩i-OrO75+Or JQ71 X 5OO/：1O()O. 25 (MPfl)b.支柱實際支持能力"分FJ=KK/略'X ()rM6X 2<?7= 2 70.9(KN)=2,7

15、I X 1 <5(6確応支護竊度 <2分門=卩t/Rt=(J.25 X lOfi/2,7l X忍棵/來 2)MX 1 棵/* J11 敘述回采工作面支架與圍巖的相互作用原理1） 支架與圍巖是相互作用的一對力，在小范圍內(nèi)，圍巖形成的頂板壓力可看作一個作用力, 支架可視為一個反力，兩者相互適應，使其大小相等，而且盡可能的作用在一個作用點上2）支架受力的大小及其在回采工作面分布的規(guī)律與支架性能有關(guān)3）支架結(jié)構(gòu)及尺寸對頂板壓力的影響。在實際生產(chǎn)中證明，在支架架型選擇何時時，可以 用最小的工作阻力維護好頂板12、支架圍巖相互作用原理： 支架支護作用，支架的工作阻力，尤其是初撐力在一定程度上能有效地抑制直接頂板離層，