第五章采场顶板支护方法ppt课件.ppt

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1、5采场顶板支护方法5.1顶板分类与底板特征5.2采场支架类型与支架力学特征5.3采场支架与围岩相互作用原理5.4采场支护设计5.5采场来压预报与支护质量监测5.1顶板分类与底板特征回采工作面（采场）是地下移动着的工作空间。为了保证生产工作的正常进行与矿工的安全，必须对采场顶板进行支护。直接顶板是回采工作面支护直接作用的对象，直接顶的好坏将对生产与安全有直接影响，而直接顶的完整性又受到老顶平衡特征的影响，例如工作面的初次来压与周期来压都是老顶的活动而形成的。从一定意义上讲，控制采场矿山压力显现主要是控制老顶的活动规律，使其不危及到工作面的安全。所以，采场支护的直接对象是直接顶岩层，通过直接顶间

2、接地对老顶的活动起一定的控制作用。采空区处理方法对老顶的活动有着明显的影响。25.1顶板分类与底板特征回采工作面支架是采场矿山压力控制的基本手段。回采工作面支架是平衡回采工作面顶板压力的一种构筑物。由于回采工作面支架必须与开采后形成的上覆岩层大结构相适应，回采工作面支架必须具备以下两个特征：（1）有适当的可缩性。（2）有良好的支撑性能。所谓支架的支撑性能，一般是指支架的支撑力与支架可缩量之间的关系特征，常用“工作阻力——可缩量”关系曲线（简写为P—s曲线）表示。回采工作面支架是座在直接底板上的，直接底板特性对支架性能的发挥有重要影响。研究采场支护也要研究底板岩层。要搞好采场顶板支护，必须研

3、究直接顶板、老顶和直接底板，必须研究支架。35.1顶板分类与底板特征5.1.1对直接顶的分析（1）直接顶，采场支护直接对象，其完整程度不仅直接影响工作面的安全及工作面生产能力的发挥，而且直接影响到所选择的支护形式。（2）直接顶的完整程度取决于两方面因素：直接顶岩层本身力学性质；直接顶岩层内层理和裂隙发育程度。（3）直接顶岩层内层理和裂隙一般分为三类：原生裂隙、构造裂隙和压裂裂隙。其中，压裂裂隙指在煤层开采时引起的破坏面。一般仅发生在比较软的直接顶，主要是由于支承压力的作用而形成。常与煤层面夹角60~90。45.1顶板分类与底板特征5.1.1对直接顶的分析（4）直接顶冒空将使支架顶梁与顶板

4、的接顶情况恶化，导致无法利用支架的工作阻力通过直接顶防止老顶岩块的失稳与滑落，也可能使支架受严重偏载而损坏，还可能由此造成的一系列影响生产的事故。（5）构造裂隙可以造成有规则的倾斜于煤壁或采空区方向的裂隙。由于工作面的推进方向与裂隙方向不同，工作面顶板可能出现两种完全不同的结果。当工作面推进方向与节理倾斜方向一致时，常常容易造成工作面较大压力。55.1顶板分类与底板特征5.1.1对直接顶的分析图5-3初次垮落步距L0：直接顶首次出现垮落高度超过1~1.5m，垮落范围超过全工作面长度一半时工作面的推进长度。端面破碎度：指支架前梁端部到煤壁间顶板出现冒落高度超过50~100mm所占的面积比例

5、。端面距为1m时的端面破碎度称“顶板冒落敏感度”或“顶板破碎指数”，以E表示。65.1顶板分类与底板特征5.1.1对直接顶的分析图5-4端面距与顶板破碎度的关系E<10%，稳定顶板E=10%~30%，中等稳定顶板E>30%，不稳定顶板75.1顶板分类与底板特征5.1.2对老顶的分析（1）老顶的失稳及其来压强度不仅对直接顶的稳定性有直接影响，而且对确定支护强度、支架具备的可缩量以及选择采空区处理方法等，都起着决定性作用。（2）根据老顶取得平衡的条件，在全部垮落法工作面，一般情况下老顶岩层对工作面的顶板压力的影响主要取决于直接顶的厚度。显然，老顶离煤层越远，即直接顶厚度越大，破断后形成“结构”和

6、呈现缓慢下沉式平衡的可能性也越大。因此，长期以来，生产单位常常以老顶距离被开采煤层得远近作为预计影响工作面矿山压力显现的重要指标之一。85.1顶板分类与底板特征5.1.2对老顶的分析图5-5顶板岩层典型柱状图实例95.1顶板分类与底板特征5.1.2对老顶的分析（3）老顶来压强度同直接顶厚度hi与煤层采高hm比值（N=hi/hm）的关系：I、N>5，老顶的垮落与错动对工作面支架无多大影响，称为无周期来压或周期来压不明显顶板。如图5-5a。II、2

7、影响，称为周期来压严重顶板。如图5-5c。IV、老顶特别坚硬，又无直接顶，常悬露上万平方米而不垮落，当其垮落时则形成暴风，造成事故，称为极坚硬顶板。如图5-5d。V、能塑性弯曲的顶板。如图5-5e。105.1顶板分类与底板特征5.1.3顶板分类方案及其指标为了指导回采工作面顶板管理，选择合适得液压支架形式，单体支柱的支护方法和采空区处理措施；以及为了确定液压支架支护强度和单体支柱的支护密度，以提高工作面的安全