回采工作面顶板控制与支护

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1、六、放顶煤开采矿压显现：1、放顶煤开采影响本质——采高大、厚煤顶。2、矿压显现特点（据唐山矿观测）：前方支承压力峰值高、距工作面远（16—24米）；（采高大，顶板活动范围大，平衡结构高远）顶、底板相对移近量大（4.4m处达1.2m）；（采高大，老顶移动倾斜度大，顶板移动量大）顶煤在煤壁前方较远处开始较大位移（垂直、水平）；（煤体受压，产生塑性变形，垂直缩，水平伸）支架载荷、周期来压强度较小。（支架顶部煤体起到缓冲作用）急倾斜开采、分层上向开采、放顶煤开采等矿压显现规律目前资料较少，尚需进一步探索研究。第五章回采工作

2、面顶板控制与支护本章介绍：顶板分类支架类型与特性采场支架与围岩相互作用原理综合机械化工作面顶板控制设计单体液压支柱工作面顶板控制设计第一节顶板分类与底板特征一、对直接顶的分析：1、定性分析：破碎顶板————页岩、再生顶、煤顶中等稳定顶板——砂页岩、粉砂岩完整顶板————砂岩、坚硬砂页岩按稳定状态原生裂隙构造裂隙压裂裂隙裂隙类型张裂隙剪裂隙2、定量分析：按直接顶初次垮落步距分不稳定顶板——中等稳定顶板—稳定顶板———3、雅格比分类法：端面破碎度——端面破碎面积与梁端无支护面积之比。冒落敏感度E——端面距为1米时的端面

3、破碎度。一类二类三类二、对老顶分析：老顶的影响主要体现为来压影响，原分类与来压有关。无来压来压明显来压严重坚硬顶板塑性顶板厚高比：（5，5~2，2）三、顶板分类方案：（P132）1、分类目的：规范化、科学化、系列化2、分类方案：依据直接顶的稳定性（强度、初垮步距）分为四类；依据直接顶厚高比、老顶来压步距将老顶分为4级。直接顶：分为四类，其中1、2类各分为两个亚类；（不稳定、中稳、稳定、非常稳定）老顶：依据老顶初次来压当量将老顶分为4级。（来压不明显、明显、强烈、非常强烈）顶板分类名称含义：直接顶：一类二类三类四类不

4、稳定中等稳定稳定坚硬老顶：1级2级3级4级来压不明显来压明显来压强烈来压极强烈举例：二类2级顶板——直接顶中等稳定，老顶来压明显。四、底板特征：1、底板的力学特征2、底板比压——底板单位面积所受支架的压力支柱插入底板的破坏形式受支承压力影响，产生变形。受支柱压力作用，被压入。整体剪切局部剪切其它剪切整体剪切局部剪切其它剪切穿鞋破坏整体剪切——当载荷达到某一值后（极限抗压入强度），突然下降。局部剪切——没有明显的突破点，随载荷增加，压入深度的变形率增长较快。其它剪切——界于二者之间，有突破点但不明显，载荷超过突破点后

5、，压入深度明显增大。木柱鞋抗压强度较低，不宜使用第二节采场支架类型与特性一、支架类型：木支架——————木柱+木梁摩擦金属支架———摩擦柱+铰接金属梁单体液压支架———液压柱+铰接金属梁支撑式掩护式支撑掩护式单体支架液压支架普通支架端头支架大采高支架放顶煤支架液压支架的应用范围正在逐步扩大二、支架的工作特性：单体支架特性应为支架与顶梁的共同特性，当顶梁为刚性材料时，支架特性主要由支柱特性决定。液压支架特性不仅与支柱特性有关，而且与支架结构有关。1、支柱特性：支柱力学特性——受顶板压力作用，支柱变形（下缩）性质。急增

6、阻微增阻恒阻2、支柱的工作阻力：支柱的工作阻力——支柱受顶板压力作用而产生的反抗力。（撑力——主动力；阻力——被动力）初撑力——支柱刚架设时对顶板支撑力；始动阻力——顶板压力下，支柱开始下缩时的阻力；初工作阻力——阻力由急剧增长到缓慢增长的转折点处阻力；额定工作阻力——支柱所能承受的最大载荷。3、支撑系统工作特性：支撑系统——围岩与支撑物所构成的力学系统。支撑系统=顶板+插背物+顶梁+支柱+（浮煤矸）+柱鞋+底板支撑系统特性——支撑系统受力作用而呈现的变形性质。在对顶板的支撑中，实际是支撑系统工作特性在起作用。支撑

7、物的可缩性使支撑系统早期发生较大变形，阻力上不去，顶板离层。支柱插入底板可导致顶板管理恶化。正常情况插入底板安全规程规定：禁止将支柱架设在浮煤、浮矸上。技术要求：柱顶要插严背实；煤底或软岩底时，支柱要穿鞋（液柱铁鞋）三、液压支柱：1、类型：内注液式：NDZ外注液式：DZ2、结构：3、DZ系列：4、型号：DZ22—30/100DZ——普通单体液压支柱PDZ——炮采单体液柱SDZ——三柱套（薄煤层）DZ系列系列高度22分米—额定阻力30吨/油缸内经100毫米5、初撑力：式中：——泵站工作压力；——活柱直径；——管路压力

8、损失系数。6、液压支柱工作原理：Ⅰ—升柱；Ⅱ—工作；Ⅲ—降柱1—活柱；2—柱体；3、9、10—管路；4—安全阀；5—单向阀；6—主回油路；7—主进油路；8—操纵阀带帽点柱的布置方式a—矩形排列；b—三角形排列四、单体支架布置方式：1、带帽点柱——矩形、三角形布置连锁式及对接式走向棚a—连锁上行式；b—连锁下行式；c—连锁混合式；d—对接式2、棚子支护——顺板