《礦山壓力與岩層控製》實驗教學指導書

《礦山壓力與岩層控製》實驗教學指導書

山東科技大學資源與環境工程學院實驗中心

二 ○ ○ 二 年 十 月

《礦山壓力與岩層控製》實驗教學指導書

該實驗指導書隸屬於《礦山壓力與岩層控製》課程，適用於采礦工程專業的本科實驗教學，共有7個實驗，總學時數為4個學時，其中2個必做實驗，5個選做實驗。在學習本課程之前，應先修《材料力學》、《彈性力學》、《岩石力學》等專業基礎課程。各實驗名稱、目的、學時等情況見下表。

序號實驗名稱計 劃

學時數實驗屬性開出

要求實驗目的及要求

1相似材料配比及性質的測定2驗證性選開掌握按一定比例配製相似材料並測定其物理力學性質

2測定相似材料強度曲線2驗證性選開掌握測定模型材料強度曲線的方法

3應力環壓力傳感器的率定2驗證性選開通過率定試驗熟悉壓力傳感器及靜態應變儀的測試方法及儀器

4裂隙梁失穩模擬試驗2驗證性選開掌握模擬試驗時測試位移、受力和模擬支架的方法及儀器

5相似材料模擬試驗2綜合性必開測定采場上覆岩層應力和位移，了解和掌握采場上覆岩層運移規律

6巷道錨噴支護的相似模擬試驗2驗證性選開掌握有無錨杆支護時巷道的塑性圍岩移動規律，錨杆與巷道圍岩的相互作用

7采場支護材料試驗2驗證性必開測定在壓力作用下采場巷道變形量和岩層內部應力變化，了解我國礦山主要支護材料性質、分類、工作原理及支護方法。

實驗一 相似材料配比及性質的測定

一、試驗目的：掌握按一定比例配製相似材料並測定其物理力學性質。

二、儀器設備：試模、量筒、感量0.1克的天平，振搗棒、最高溫度為300℃的烘箱，抗拉抗折試驗儀，10KN~100KN材料試驗機。

三、試驗步驟

1.試驗前，應通過計算確定相似材料拌合量，包括3條抗彎試件，3塊8字抗拉試塊及3塊劈裂抗拉試塊。然後根據拌合量，計算每種材料用量，包括緩凝劑，骨料的稱量，一般以風幹狀態為準，如表麵含水，應根據其含水率折算濕料用量，同時在用水量中扣除同料所含水量。

2.根據上述計算結果，分別稱量各材料用量，再拌和、加水、攪拌。如用人工攪拌，應先用水濕潤攪拌盤及工具，先拌均材料再加水攪拌均勻，一般需要5min;如用攪拌機，先將筒壁濕潤後，加幹料攪拌1min，再徐徐加水攪拌2min。

3.試模應事先擦淨，內部塗上機油，將攪勻的材料入模成型，分2~3層插搗、壓實、用抹子鏟平表麵。終凝後將試件編號、拆模、稱濕重、幹燥(先自然幹燥一天，再入烘箱40℃至衡重)

4.對8字形試塊及長條形試塊在抗拉抗折儀上進行抗拉及抗折強度測定。試驗前應先調整儀器使遊動砝碼對零，然後配合適當的夾具使試件與加荷裝置接觸良好，加載至試件斷裂，讀出並計錄破壞載荷(KN)或強度值(MPa)。

5.取抗折試驗後的六個斷塊，進行抗壓試驗。承壓板應位於壓力機中心，以試塊成型時的側麵作為受壓麵，受壓麵積40×62.5mm2。開動壓力機，以每秒5KN的加荷速度將試件壓至破壞，記錄破壞荷載值。

6.取三個扁圓試塊作劈裂抗拉試驗，加壓時上下墊條應處於正中相對位置，記錄破壞荷載值。

四、結果計算

1.計算抗折強度Rf(Mpa)

Rf=

式中：P---破壞荷載，N;

L---支撐圓柱中心距，一般為100mm;

B、h---試件的寬與高，均為40mm。

計算精確至0.01Mpa，以三個試件平均值作為抗折強度。當測定值中有超過平均值過多，則應剔除，當采用單杠杆時應破壞載荷乘以係數0.2。

2. 計算抗壓強度Rc(Mpa)

Rc=

式中：P---破壞荷載，N;

S---愛壓麵積40×62.5mm2。

3. 計算抗拉強度Rt(Mpa)

1)8字試塊為：Rt=

式中 P---破壞荷載，N;

S---受拉腰部斷麵500mm2

2)劈裂法為：Rt=

式中 d---試件直徑，500mm;

t---試件厚度，25mm。

比較兩種方法求得的抗拉強度不宜相差太大。

實驗二 測定相似材料強度曲線

一、試驗目的：掌握測定模型材料強度曲線的方法。

二、儀器設備：試模、量筒、天平、烘箱、100kN材料試驗機、直剪或變角剪切夾具或剪切儀或80型三軸材料試驗儀。

三、試驗步驟：

1.按一定配比製作試塊，試塊尺寸為φ50×100mm，不少於12塊，在使用剪切儀測定時應按剪切盒的尺寸製作試塊。

2.將試塊編號，稱濕重、幹燥、計算容重、含水率;

3.進行試驗：

方案(1) 用直剪或變角剪切夾具(三個角度，每個角度三塊)，在材料試驗機中加壓，記下最大荷載，測量剪切麵積A。

方案(2) 用剪力儀對試塊進行直接剪切試驗，試塊數不低於4個，分別在不同的垂直壓力下，一般采用0.1，0.2，0.3，0.4Mpa，測得剪切破斷時的量力環內百分表讀數S及手輪轉數n。

方案(3) 用80型三軸材料試驗儀進行三軸試驗。試驗采取三種圍壓，每種圍壓試件數應不少於3個，試驗時軸壓與圍壓同時加載，記錄相應壓力下的應變值，加到所需圍壓時穩定圍壓值，並記錄各測點的應變值。然後繼續增加軸壓，每0.2~0.4Mpa記錄一次應變值，直至應變值開始出現漂移時，再改為每0.2Mpa記錄一次應變值，直至試件破壞，停止加載並記錄此值。

卸載時先卸軸壓，待至與圍壓相等後，再將軸、圍壓同時卸載至零值，試驗後小心折去試件的乳膠套，觀察試件破壞的形態。

四、實驗結果和繪圖

1.采用剪切夾具時按下式計算試件抗剪強度Rs(Mpa)

式中 P---破壞荷載，N;

A---剪切麵積，mm2;

f---摩擦係數;

α---剪切角，(º)

2. 采用剪切儀時按下式計算試件的抗剪強度：

Rs=CS

ΔL=20n – s

式中 C---量力環的率定係數，Mpa/0.01mm;

S---量力環的百分表讀數，0.01mm;

n---手輪轉數。

以抗剪強度Rs為縱坐標，垂直壓力P為橫坐標，根據測定結果各點可繪成一直線，直線傾角φ為內摩擦角，直線在縱坐標上的載距為凝聚力C。

以剪應力為縱坐標，剪切位移ΔL為橫坐標，繪製剪應力與剪切位移關係曲線，以曲線峰值或穩定值為材料剪切強度Rs。

3. 采用三軸試驗時，先求出各組試件的圍壓及平均軸壓值，以及偏離值。

根據各組測定的圍壓及軸壓值於σ-τ坐標內畫出各自的極限應力圓，並描出強度包絡線，如包絡線並非直線，有時可按兩直線處理，求取C、φ值。

根據各組給定圍壓條件下的軸向應力與軸向、橫向應變值繪出相關曲線，計算μ、E值 。

實驗三 應力環壓力傳感器的率定

一、試驗目的：通過率定試驗熟悉壓力傳感器及靜態應變儀的測試方法及儀器

二、儀器設備：試驗架，螺旋千斤頂1台，荷重傳感器1個，應力環壓力傳感器3個，靜態應變儀1台

三、實驗步驟：

1.在試驗架上安裝率定裝置如圖1所示，安裝時應嚴格對中;

圖1 應力環壓力傳感器的率定裝置

1—壓力傳感器; 2—螺旋千斤頂;3—試驗架; 4—荷重傳感器

2.將應力環及荷重傳感器按規定的接法分別接通橋路;

3.將應變儀預調平衡，調好初始讀數;先作1~3級預加荷載試驗，每級P=50N;儀器測讀應按一定的時間間隔進行，全部測點讀數時間必須基本相等。

4.正式試驗，每級加載50N，逐級記取讀數，共5級，重複三次。

5.調節著力點，分別使其偏移應力環傳感器中心軸線前後及左右ΔL=1~2cm時，再重測定其特性曲線。

6. 更換應力環傳感器後再進行率定。

四、實驗結果與計算繪圖

1.整理出試驗數據，計算平均值;

2.對各壓力下的應變值求出應力環壓力傳感器的率定曲線。

3.評定該壓力傳感器的技術特征：

(1)靈敏度及最小分辨率，靈敏度=

(2)非線性偏差C， C=×100%

式中 S---非線性標準離差。

(3)重複性，為加、卸載輸出量間的標準離差除以最大輸出量。

(4)穩定性，一般指零點漂移值，即在受力、溫度不變條件下，經過一定時間的應變變化。

(5)抗偏心載荷性能。評定在側向及豎向偏心受載情況下的特性曲線變化值，用以估計其抗偏載能力。

4. 對應力環傳感器的優缺點及適用性進行評述。

實驗四 裂隙梁失穩模擬試驗

一、實驗目的：掌握模擬試驗時測試位移、受力和模擬支架的方法及儀器

二、儀器設備：2.5m長平麵模擬試驗架1台，相似材料砌塊1層，加載鐵塊2層，螺旋千斤頂1台，荷重傳感器1個，測高儀1台，靜態應變儀1台，模擬支架4個，鋼卷尺1個。

三、試驗步驟：

1. 準備工作。在模擬煤層上鋪設模擬老頂岩層的砌塊一層，並加載鐵塊，如圖2所示，砌塊層一側利用螺旋千斤頂加水平力，通過荷重傳感器測定荷載;在砌塊梁各塊中部按設位移測點，利用拉線使測點處於同一水平，測點用測高儀讀數;於工作麵開切眼內安設模擬支架，試驗裝備布置見圖2，此模型按線比1：20，容重比0.7。

2. 按單方向逐一回采煤層，工作麵保持模擬支架3排，隨著回采安設支架，並回收末排支架，測支架初讀書及末讀數。

3. 隨著每次回采200mm後用鋼尺測讀各測點相對於水平線的位移量，記下測高儀讀數(包括垂直位移及水平位移)，模擬支架受力及下縮量、水平推力、裂隙梁平衡狀態;

4. 回采速度要均勻，讀數要快，待移動穩定後再繼續回采，每次采寬相當於原型1m;

5. 裂隙梁失穩後立即記下各測點讀數，素描裂隙梁交點失穩及台階下沉情況，說明對采麵的影響程度

四、根據實驗結果計算、繪圖和分析

1. 計算裂隙梁各測點隨回采推進而產生位移的規律，畫出每推進400mm後的下沉曲線;

2. 計算分析裂隙梁最大下沉量與水平推力T之間的關係，並畫出相關曲線

3. 分析裂隙梁失穩前、後的受力狀態、指出其類型屬於變形失穩、滑落失穩還是強度失穩。

圖2 裂隙梁平衡實驗裝置布置圖

1—模型架 2—砌塊 3—螺旋千斤頂 4—荷重傳感器 5—位移測點 6—水平線 7—測高儀測點 8—模擬支架 9—加重鐵塊 10—煤層 11-底板

實驗五 相似材料模擬試驗

一、試驗目的

熟悉與掌握測定采場上覆岩層應力和位移的試驗設備、儀器、試驗方法與計算方法;測定采場上覆岩層中應力和位移，繪製采場上覆岩層中支承壓力分布曲線和頂板移動曲線。

二、儀器設備

1.試驗平台：長×寬×高分別為5m×0.4m×2m的二維模擬試驗平台;長×寬×高分別為3m×0.3m×2m的二維模擬試驗平台;三維模擬試驗平台

2.檢測工具：遊標卡尺、直角尺、水平檢測台、位移傳感器、應力傳感器及應變傳感器;

3.加載設備：液壓千斤頂;

4.測試設備：數據采集與分析係統。

三、試驗步驟

1.相似常數的確定

根據相似性原理，兩個對應係統相似必須滿足以下條件：(1)描述兩個係統對應點的各物理量之間分別保持一個常數——相似常數;(2)描述兩個係統對應點的動態發展規律的基本物理參數相同，或者說各相似常數間保持一定的關係，即相似準則。因此，兩個係統完全相似要求的條件是很嚴格的。但對某一具體研究問題而言，隻要把握主要的物理量和主導的相似準則就可以了，相似材料模型實驗研究的問題一般是在重力場中的岩層移動與破壞規律，需要在以下幾個方麵保持相似關係：

(1)單值條件和相似判據

1)幾何相似

根據實驗要求和實驗台尺寸限製，確定幾何相似常數為：。

在設計模型時，對二維模擬試驗模型，隻要求保持平麵尺寸的幾何相似，不要求橫向(厚度)上的幾何相似，但其厚度必須滿足模型的穩定性。

2)運動相似

運動相似表現在時間、速度和加速度上，其相似常數為：

根據經驗和實驗要求，實驗確定容重相似常數為：(根據相似材料而定)，則重量相似比為：

3)強度相似和應力相似

根據模型和原型對應點具有相同的應力平衡微分方程，得：

凡具有與和相同量綱的物理量都要保持這一常數，故描述抗壓抗拉及抗剪強度的物理量，其相似常數相同，即：

4)變形過程相似

假定係統內的每一岩層都是各向同性的，故描述變形的常數——相互獨立，隻有兩個，即彈性模量E和泊鬆比，顯然應取：

(2)初始狀態

對岩體來講，最重要的初始狀態是它的結構狀態，為此需要模擬：1)岩體結構牲;2)結構麵的分布牲;3)結構麵上的力學性質。

在模擬各種不連續結構麵時，首先應當區別哪些是對所研究問題有決定性意義的結構麵。對於主要結構麵，應當按幾何相似條件單獨模擬，至於次要結構麵，為簡化起見，往往除考慮岩石本身的力學性質之外，可采取降低不連續麵所在處岩石彈性模量和強度的方法來解決。

(3)邊界條件相似

模型的邊界條件應與原形盡量一致，使用平麵模型時，應滿足“平麵應變”的要求，采取各種措施保證前後表麵不產生變形。

模擬深部岩層時，往往用外部加載的方法來代替上部自重應力。根據理論分析，對於均質岩體，由於開挖而引起的應力重新分布的範圍約為開挖空間的3~5倍。因此，用外加載方法研究問題時，模擬的範圍至少應大於開挖空間的三倍以上。

2.相似材料及其配比

(1)對相似材料的要求

相似材料是用來模擬原型的，對它們的要求是：

1)主要力學性質與模擬的岩層或結構相似。例如：模擬破壞過程時，應使相似材料的單向抗壓與抗拉強度相似於原型材料。

2)試驗過程中材料的力學性能穩定，不易受外界條件的影響。

3)改變材料配比，可調整材料的某些性質以適應相似條件的需要。

4)製作方便，凝固時間短。

5)成本低，來源豐富。

(2)相似材料的分類

相似材料通常由幾種材料配製而成，組成相似材料的原材料可分為兩類：

1)骨料：主要有砂、尾砂、粘土、鐵粉、鉛丹、重晶石粉、鋁粉、雲母粉、軟木屑、聚苯乙烯顆粒、矽藻土等。

2)膠結材料：主要有石膏、水泥、石灰、水玻璃、碳酸鈣、石臘、樹脂等。

(3)骨料的主要技術特性與用途

1)砂子：宜采用d=0.21~0.12mm的純淨細砂。

2)粘土：宜采用比重大於2.6g/cm3的純粘土。用前應先幹燥磨碎，並用d=0.35mm的篩子篩分。

3)雲母粉：比重2.7g/cm3。雲母粉有兩種用途。

①作骨料：宜采用d=0.3~0.5mm的細雲母;

②作分層材料：宜采用d=1.4~5mm的粗雲母。

4)鐵粉、重晶石粉、鉛丹(Pb3O4)、磁鐵礦粉等，屬於重骨料，用來增大相似材料的容重。

5)軟木屑、爐渣、浮石等，屬於輕骨料，用來減少材料的容重。

6)軟木屑、砂子與聚苯乙烯可用來減小材料的泊鬆比。

7)矽藻土，一種以矽藻化石為骨架的軟弱多孔性沉積物。用作骨料時，可吸收混合物中多餘的水與降低相似材料的彈性模量。

8)鋁粉，可嗇材料的熱傳導性，有助於量測應變計上熱量的擴散與改善量測工作。

9)尾礦來源豐富，是一種良好的骨料。由於尾礦與模擬的礦石具有大致相同的成份，故有助於模擬原型材料的力學特性。

(4)配比的選擇

材料配合後的力學性質往往受原材料成份、質量、細度與攪拌方式等多種因素的影響。即使是同一種配比的相似材料，其力學指標也可能有若幹差別。因此，製作模型前應當根據自己的具體條件經過試驗最終確定合適的配比。

模擬岩石的相似材料大多以石膏膠結材料為主，主要有：

石膏：砂：水：硼砂=1：9：1.1：0.014

砂：水泥：水=100：5：6(齡期10天)

砂：石膏：石灰=4：0.7：0.3

3.加載方法

對於地下工程，最主要的載荷是自重應力與構造應力。

(1)自重的模擬

1)利用材料本身的重量模擬自重

在利用材料本身的重量來模擬自重時，要求材料容重的相似常數等於應力相似常數除以幾何相似常數。為了使模型材料的容重能在一定範圍內變動，以適應各種岩石的要求，常摻加各種重骨料(鉛丹、重晶石)或輕骨料(浮石、爐渣)。

2)施加麵力模擬圍岩自重

當模擬的地層很深，而所要研究的問題僅涉及硐室附近一部分圍岩時，常常用施加麵力的辦法來代替研究範圍以外的岩石自重。

在平麵模型中，當麵力施加的範圍不大時，最簡單的辦法是用一台液壓千斤頂，通過幾級分配塊來直接施加麵力，也可以用杠杆加重錘的辦法來施加麵力。

當施加載荷的範圍很大時可用幾個千斤頂或液壓囊來擴大加壓的範圍，即將平麵模型劃分為若幹區域，每個區域用一台千斤頂加壓，或用液壓囊並排地施加載荷。由於自重應力在同一水平上是一樣的，可以很方便地用一個統一的供油係統來控製各千斤頂或液壓囊上所施加的壓力。

3)分塊加載模擬自重

有時，在立體模型和大的平麵模型中利用加載鋼絲將載荷懸持在模型下部，為此常將模型劃分為許多立方單元體，並將載荷分散施加在每個立方塊的重心處。這種均勻分布於結構內部的垂直力係與自重力係最接近，因而適用於研究應力應變特征的模型中。

(2)地應力的模擬

大量實測資料表明：在岩體中除自重應力以外有因地球自轉角速度變化而形成的構造應力。這種構造應力是地球產生各種地質構造運動的內在力量。根據近代地質力學的觀點，認為從全球範圍來看，構造應力以水平力為主，因此對於構造應力明顯的岩體，在設計模型時，應當采用兩向或三向加載的係統來模擬地應力。

兩向或三向加載裝置是比較複雜的，目前普遍采用以麵力代替體積力的辦法來進行試驗。具體細節請參閱有關參考書。

4.實驗數據測試

(1)測點布置

一般相似材料模型試驗，均要觀測支承壓力分布規律和頂板移動規律，分別布置壓力測線和位移測線。原則上講，測點布置越密越好，但過密又會帶來新的問題，如剛度不匹配帶來的應力集中等，具體視模型尺寸大小而定。

(2)實驗數據測試

用應力傳感器和位移傳感器測定采場上覆岩層中應力和位移。位移傳感元件測得的數據通過P20R-5型預調平衡箱，然後由YJ-5型靜態電阻應變儀直接讀出，再通過位移校正係數轉換成位移量。應力傳感元件測得的數據通過P20R-17型預調平衡箱和YJ-17型靜動態電阻應變儀，然後由PZB型直流數字電壓表讀出，再通過校正係數轉換成應力值。

最後根據測提的數據整理出壓力曲線和下沉曲線。

五、試驗結果的計算、繪圖和分析

1.記錄應力傳感器和位移傳感器測定采場上覆岩層中的應力和位移，繪製采場上覆岩層中支承壓力分布曲線和頂板移動曲線

2.計算分析采場上覆岩層最大下沉量與水平推力之間關係，並畫出相關曲線;

實驗六 巷道錨噴支護的相似模擬試驗

一、實驗目的：掌握有無錨杆支護時巷道的塑性圍岩移動規律，錨杆與巷道圍岩的相互作用

二、儀器設備：螺旋鋼，壓力機，槽鋼，雙股鋼絲，應力錨杆，砂漿，砂，膨脹土，滑石粉，水

三、實驗步驟：

1.試驗條件

實驗的粘泥岩力學性質為：抗壓強度;;;N/cm3，岩石的應力應變曲線為無峰值型的塑性類型。

支護參數：錨杆杆體為的螺旋鋼，有三種錨杆：1)砂漿錨杆，砂漿為200號;2)中間可延伸錨杆，拉力60KN時變形為10%，即1.8m長錨杆伸長0.18m;3)全長可延伸錨杆，錨杆特性曲線如圖所示，噴層砂漿200號，容重N/cm3。

2.相似模擬參數的確定

為了詳細考察支架與圍岩的相互關係，采取的模型線比為;圍岩相似材料的容重，則模型的應力比為，砂漿的應力比為

相似材料的選擇如表1所示

表1 選擇相似材料

參數粘泥岩(砂：膨潤土：滑石粉：水)

4： 0.7 ： 0.6 ：0.6砂漿(滑石粉：石膏：水)

1： 1.8： 0.8

原岩 相似材料

計算值 實際值原型 相似材料

計算值 實際值

應力比10 15.3

Rc(Mpa)0.44 0.044 0.07820 1.4 1.3

C(Mpa)0.12 0.012 0.025

φ(º)27 º 27 º 28 º

3.相似模擬設計

為了減少每次試驗工作量及便於利用壓力機加載，試驗采用由槽鋼製作的小立體框架，尺寸為0.4×0.44×0.48m，側向及前麵的模板可以拆下及固定，頂麵通過上部傳力板將2000kN壓力機的載荷作用在模型上，以模擬不同垂深時的原岩應力。

錨杆采取0.7mm的雙股鋼絲擰成螺旋形，如圖3(a)所示。中間可延伸及全長可延伸兩種錨杆的試驗特性曲線如圖3(b)、(c)所示。

(a)

(b) (c)

圖3 模擬錨杆及力學特性

a—兩種模擬錨杆;b—局部錨杆力學特性;C—全長錨杆力學特性

為了觀測圍岩變形，在模型表麵畫上1.1×1.1cm的網格，試驗後進行照相及量測網格變形的情況。

模型中還裝入應力錨杆，以量測錨杆上各點的應力分布。

四、試驗結果

觀察不同加壓方式下，網格徑向長度變化，並畫出巷道周邊不同距離處網格徑向長度，分析有無錨杆支護時圍岩移動規律

實驗七 采場支護材料試驗

一、試驗目的

測定模擬試驗台(二維、三維)中金屬摩擦支柱、單體液壓支柱、輕型液壓支架、綜采液壓支架、切頂墩柱、回采巷道支護各類錨杆、拱形支架、梯形支架等支護材料的R—ε特性曲線和R—T曲線，說明各種支護材料上的礦壓分布規律。

二、儀器設備

1.試驗平台：長×寬×高分別為5m×0.4m×2m的二維模擬試驗平台;長×寬×高分別為3m×0.3m×2m的二維模擬試驗平台;三維模擬試驗平台;

2.支護材料：金屬摩擦支柱、單體液壓支柱、輕型液壓支架、綜采液壓支架、切頂墩柱、回采巷道支護各類錨杆、拱形支架、梯形支架等;

3.檢測工具：遊標卡尺、直角尺、水平檢測台、位移傳感器、應力傳感器及應變傳感器;

4.加載設備：液壓千斤頂;

5.測試設備：數據采集與分析係統。

三、試驗步驟

1.參觀模擬試驗台中單體支柱支護係統支設、回撤方法;

2.教師演示單體液壓支柱注液升柱、回柱，安全閥開啟方法;

3.單體液壓支柱低壓密封質量檢測。利用山東科技大學研究的低壓密封質量檢測儀DK—Ⅱ檢測單體液壓支柱的密封性能，了解行業檢測標準與要求;

4.教師演示綜采支架(輕型液壓支架)支、卸、移等支護全過程，了解支護原理及其與移溜、推溜、采煤機截深等工序與參數的配合關係;

5.學生實際操作堅硬頂板切頂墩柱支護全過程;

6.教師講解錨杆支護原理，錨固力監測，支護質量評價方法;

7.學成測量各種支護材料上方岩層位移和支護材料受力大小。

四、試驗結果的計算、繪圖和分析

通過實驗室實驗操作，了解支護材料性能與工作原理，完成實驗研究報告，主要內容包括：

1.根據各種支護材料上方岩層的位移和支護材料受力大小，繪製各種支護材料的R—ε特性曲線和R—T曲線，說明各種支護材料上方礦壓分布規律;

2.總結特殊條件下支護措施、支護設計;頂板來壓期間支護設計;冒頂的預防與支護;破碎頂板條件下支護;

3.常用支護質量檢測方法，支柱密封性能檢測方法與標準。