h第五章 采场顶板控制及支护方法ppt课件.ppt

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1、矿山压力及其控制安全工程学院石建军第五章采场顶板控制及支护方法§1采场顶板岩层分类一、对直接顶的分析我国将直接顶分三种：1．破碎顶板：页岩、泥质页岩、再生顶板；2．中等稳定顶板：砂页岩、粉砂岩，随回柱垮落，对工作面影响不大；3．完整顶板：砂岩、坚硬砂页岩，常悬而不冒需人工处理。图5-2直接顶各类裂隙图一、对直接顶的分析§1采场顶板岩层分类1.原生裂隙2.构造裂隙3.压裂裂隙图2-16直接顶板的人字劈与升斗劈一、对直接顶的分析§1采场顶板岩层分类采煤方向与裂隙的选择关系一、对直接顶的分析§1采场顶板岩层分类通过大量研究，有的

2、学者采用直接顶初次垮落步距L0作为分类工程指标（定量指标）。L0≥16-20m顶板为稳定顶板；L0≤8m不稳定顶板；L0=9-15m，中等稳定顶板；一、对直接顶的分析§1采场顶板岩层分类另一分类方法：直接顶端面破碎度(易冒落灵敏度E)E=0-10%一类；E=11-13%二类；E>30%三类；图5-4顶板端面破碎度的计算示意图一、对直接顶的分析§1采场顶板岩层分类二、对老顶分析我国对老顶分类分级指标：Ⅰ．Km>5无周期来压或周期来压不明显顶板Ⅱ．2

3、平方米而不垮。Ⅴ．软岩能塑性弯曲的顶板，无动压现象。§1采场顶板岩层分类图5-5顶板岩层典型柱状图实例二、对老顶分析§1采场顶板岩层分类三、我国对缓斜工作面试用的顶板、底板分类方案§1采场顶板岩层分类三、我国对缓斜工作面试用的顶板、底板分类方案§1采场顶板岩层分类三、我国对缓斜工作面试用的顶板、底板分类方案§1采场顶板岩层分类§2采场支架一、单体支柱支护方式：木支护金属支护：单体(液压)支柱综采支架U型钢支护梯形支护1．支柱工作特性（1）几个概念：初撑力：支架架设时，利用升柱工具使支柱对顶板产生的主动支撑力。始动阻力P0：在

4、顶板压力作用下，活柱开始下缩的瞬间，支柱上所反映出来的力。这种力是顶板压缩支柱而形成的。§2采场支架一、单体支柱1．支柱工作特性（1）几个概念：初工作阻力P1：指在支架的性能曲线中，活柱下缩时，工作阻力的增长率由急剧增长转为缓慢增长的转折点处的工作阻力。最大工作阻力P2：支柱所能承受的最大负载能力，又称为额定工作阻力。§2采场支架一、单体支柱（2）分类图5—1支柱的几种典型特性曲线(P—△s曲线)a－急增阻；b－微增阻式；c－恒阻式；1．支柱工作特性§2采场支架一、单体支柱2．支柱类型（1）木支柱（2）单体摩擦式金属支柱§2

5、采场支架一、单体支柱§2采场支架一、单体支柱（2）单体摩擦式金属支柱图5-8HZJA型支柱结构图1－柱体；2－活柱；3－顶盖；4－锁箍；5－垂直楔；6－传动楔；7－水平楔；8－档底；9－摩擦板；10－底座；11－铰接顶盖图5-9HZJA-1000型支柱特性曲线§2采场支架一、单体支柱（2）单体摩擦式金属支柱图5-10HZWA型金属支往及其锁体1－底座；2－柱筒；3－活柱；4－铰接顶盖；5－锁体；6－滑块；7－楔块；8－水平楔；9－弹簧；10－特别垫圈；11－托梁；12－螺母；13－调整螺杆；14－螺钉；15－垫圈；l6－挡块

6、；17、18－左右摩擦板；19－卡块；20－卡箍图5-11HZWA型支柱特性曲线§2采场支架一、单体支柱（2）单体摩擦式金属支柱（3）液压支柱①单体液压支柱与摩擦式相比优点：Ⅰ．初撑力大：70-100KN；Ⅱ．工作阻力大且稳定，一般在300kN左右；Ⅲ．回柱安全可靠。缺点：初期投资大；更能适应采高和倾角变化大的煤层，且价格低廉。§2采场支架一、单体支柱②分类：Ⅰ：内注油式Ⅱ：外注油式工作原理：⑴升柱-初撑；⑵承载-溢流；⑶降柱-卸载；（3）液压支柱§2采场支架一、单体支柱图5-8内注液式支柱结构示意图l—柱体;2—活柱;3—

7、活塞头;4－泵;5—安全阀与卸载阀;6—上顶盖;7－下柱座;8—支柱底腔;9－通道图5—9外注式单体液压支柱1—顶盖;2－三用阀;3—活柱体;4—油缸;5—复位弹簧;6—活塞;7—底座;8－卸载手把;9－注液枪;10—泵站供液;11—注液时操纵手把方向;12－卸载时动作方向（3）液压支柱§2采场支架一、单体支柱③外、内注式特点：1）外注式需管路系统，柱体内不需手摇泵，结构简单，重量轻，成本低，内注式灵活；2）外注式要消耗乳化液；3）外注式支设速度由液压泵流量决定。流量大，支设快。④适用条件：薄煤层，工作面行人困难，来回拉枪困

8、难→内注缓及倾斜中厚煤层工作面中→外注（3）液压支柱§2采场支架一、单体支柱二、液压支架按照支架与围岩相互关系及其立柱布置方式分三类：支撑式支架掩护式支架支撑掩护式§2采场支架支撑式支架：立柱通过顶梁直接支撑顶板，对冒落矸石没有完善的掩护构件的液压支架。即：节式和垛式；组成：顶梁，立柱，控