顶板分类与架型选择ppt课件.ppt

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1、项目三顶板分类与架型选择任务：能够简单描述采煤工作面的情况。项目三顶板分类与架型选择一、顶板及分类煤层围岩顶板底板伪顶直接顶老顶1、伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3～0.5m，多由页岩、炭质页岩等组成。2、直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。3、基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一

2、次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。（1）直接顶分类为了直接反应支架对直接顶顶板控制的难易程度，还必须对直接顶板进行分类。它所采用的指标将按反映顶板稳定性的岩石单项抗压强度（R）与节理裂隙间距（I）和分层厚度（h)综合而成的强度指数（D)来确定，如此可将直接顶板分为四类（表6-1）表6-1直接顶分类指标类别指标IIIIIIIV不稳定顶板中等稳定顶板稳定顶板坚硬顶板主要指标强度指标D＜3031～7071～100＞100无直接顶，岩层厚度在2～5m以上，Rc＞60～80MN.m-1；I和h＞1m参考指标直接顶初次垮落步距L.m＜8

3、9～1819～25＞25表中：D为强度指标，其计算公式为：D=10R·C1·C2式中R——岩石单向抗压强度，MN/m2；C1——节理裂隙影响系数；C2——分层厚度影响系数；C1、C2可按所测量的节理裂隙间距（I）和分层厚度（h）分别由6-2及表6-3查得。表6-2I与C1值得关系I,m0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2C10.30.320.340.370.390.410.430.460.480.50.520.55表6-3h与C1值的关系H,m0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.

4、01.11.2C20.240.250.270.290.30.320.350.360.380.390.41测定岩石的单向抗压强度R的岩样可取自采空区，制作成直径为48～56mm,高径比为1.8～2.2的试样，然后按部颁标准在实验室测定。节理裂隙间距Ｉ以在巷道内肉眼可见的最发育的一组构造裂隙为准。用有代表性的10个观测数据的平均值作为计算指标。分层厚度ｈ指的是不同岩性的岩层间和同一岩层内沿层理面间距。可以在巷道、工作面控顶区或采空区冒落区观测统计有代表性的10～15个数据，用它的平均值作为分类的技术指标。如果最下面的岩层厚度大于１ｍ时，就以

5、该层为准。否则，取直接顶下位岩层1.5～2m内各分层厚度的平均值。为了预防可能出现的测量和计算误差，在直接顶分类中，可采用工程指标——直接顶初次垮落步距l对分类指标进行检验，见表6－1。直接顶初次垮落步距（l）以直接顶冒高超过１～1.1m占全工作面二分之一以上时，从工作面切顶线到开切眼煤壁之间的距离作为分类计算指标。如果工作面长度a与之比小于3时，可采用等效步距作为分类的参数指标。事实上，直接顶板分类的目的，原来的意图主要是选择液压支架架型，对单体支柱工作面则涉及到护顶方式的选择，同时也将影响到支架工作阻力的确定。为了支架选型、确定支架

6、参数以及采空区处理方法，煤炭部于１９８１年颁发了“缓斜煤层工作顶板分类”试行方案。方案中对老顶来压强度进行了分级，所使用的指标见表6－4.分　　级老顶来压显现IIIIVIII不明显明　　显Ｎ＞３～５强　　　烈极　强　烈３＜Ｎ≤３～５Ｌ＝２５～５０0.3＜Ｎ≤３~５、Ｌ＝５０Ｎ＜0.3、Ｌ＝25~30Ｎ≤0.3、Ｌ＞５０表6－4基本顶分级表在此分类中主要引入直接顶厚度∑h与采高M的比值N及老顶来压步距L。分类认为：（1）N＞3～５，这种老顶的垮落或错动对工作面支架受力无多大影响。其典型柱状如图3-1a所示，成为无周期来压或周期来压不明显的

7、顶板；（2）0.3＜N≤3～５，且L=25～50m，这时老顶的失稳对工作面支架受载荷有较为严重的影响。其典型柱状如图3-1b；（3）0.3＜N≤3～５，且L=50m或N≤0.3、L=25～50m，这时老顶的悬露玉垮落都将对工作面支架有严重影响，典型柱状如图3-1c所示，称为周期来压严重的顶板；（4）N＜0.3且L＞50m，由于老顶特别坚硬，因而常能在采空区悬露上万平方米而不垮落。当其垮落时，则在工作面形成剧烈的矿山压力显现，从而要求采取特殊措施加以控制，其典型柱状如图3-1d所示。另外如图3-1e所示的柱状，则常常可能出现下位的石灰岩曾

8、发生垮落，而上位则呈现缓慢下沉现象或全部呈现缓慢下沉现象，从而出现各种不同的矿山压力显现。因此，其分类将根据具体情况而定。二、液压支架的架型选择（一）、影响因素支架的造型主要取决于顶板性质、采高、煤层倾角等