采煤工作面顶板控制与管理

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1、授课计划授课日期：授课地点：授课人：课程：采煤工作面顶板管理教学目的与要求：掌握有关工作面顶板的基本概念，进一步增强人员顶板支护和管理水平，加强安全生产作业。重点难点：1、初次来压和周期来压；2、采煤工作面顶板事故类型、易发生的地点及措施；课内外作业：1、初次来压的定义和特点。2、什么是周期来压?3、采煤工作面矿山压力的基本特征。4、冒顶预兆有哪些？授课内容：一、顶班的基本概念1、顶板及划分顶板：位于煤层上面的岩层，称为顶板。煤层按自然层位分为：（1）伪顶：直接位于煤层之上，一般为薄层炭质页岩等软弱层组成，厚度在0.3～0.5m以下，极易冒落。（2）直接顶：直接位于煤层或伪顶之上的一层或数层岩

2、层，常有泥质页岩、页岩、砂质泥岩组成，厚度不等，并随回柱垮落。（3）老顶：通常位于直接顶之上的厚而坚硬的岩层，常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等组成，回柱后可悬露大面积而不冒落。按直接顶岩层的稳定性及老顶来压强度的顶板分类：（1）不稳定顶板（又称破碎顶板）：指直接顶是松软易垮落的漏顶的岩层。用数字序号ⅰ表示。（2）中等稳定顶板：直接顶中有裂隙但比较完整，工作面推进一定距离后，悬露顶板板才会冒落。用数字序号ⅱ表示。（3）稳定顶板：直接顶为强度较大的岩层，分层厚，无明显节理裂隙，工作面向前推进后顶板并不冒落，回柱放顶时，需要做人工强制放顶。用数字序号ⅲ表示。（4）坚硬顶板：顶板完整，很少有裂隙，回柱放顶后

3、，顶板能大面积悬露不垮落。这种工作面的顶板必须采取深孔爆破，高压注水等特殊的放顶方法。用数字序号ⅳ表示。按老顶来压强度的强弱可将顶板分为四级：（1）不明显，用数字序号ⅰ表示；（2）明显，用数字序号ⅱ表示；（3）强烈，用数字序号ⅲ表示；（4）极强烈，用数字序号ⅳ表示。二、、矿山压力与显现矿山压力：在未采动的岩体内，岩石处于原始应力状态，当在岩体内进行采掘工程后，必然会引起围岩中应力的重新分布，达到新的平衡，这种压力重新分布及其对围岩的作用过程称作矿山压力。矿山压力显现：在矿山压力作用下造成的围岩变形破坏，煤壁片帮、支架受载变形、煤的压出、冲击地压、以及煤与沼气突出等现象，称为矿山压力显现。矿山压

4、力的衡量指标：（1）顶板下沉量：一般是指煤壁处裸露的顶板到采空区边缘的顶板移近量，以mm计，在缓倾斜工作面由于顶板下沉量一般情况下远比底膨量大，因而称做顶板下沉量。（2）顶板下沉速度：是指单位时间内的顶底板移近量，一般以mm/h计，它表示顶板活动的剧烈程度。（3）支柱载荷：随着顶板下沉，采煤工作面支柱受载也逐渐增加，一般可以用肉眼观察到柱帽的变形和破坏，剧烈时可以观察到支柱的变形和折损。具体数值可用测力计或压力表测得，支柱所受载荷用kn/m表示。影响回采工作面矿山压力的主要因素（1）采高与控顶距：它的变化直接影响着顶板压力及顶板下沉量，采高、控顶距越小，顶板下沉量越小，顶板也就比较稳定。（2）

5、工作面推进度：加快工作面推进度，在一定情况下，能减少顶板下沉量，但推进速度增长到一定后，顶板下沉量将不会有显著改变。（3）开采深度：开采深度在600m至800m时，深度对矿山压力没有明显影响，但随着开采学度的增加，煤壁内的支撑压力将加大，可能迫使支架的工作载荷增加。采煤工作面矿山压力的基本特征采煤工作面初次来压后，随着工作面的向前推进，顶底板岩层受到破坏，一般顶板岩层受到破坏严重，根据岩层破坏特征可以将岩层分为三部分：冒落带：岩块成不规则垮落，岩体破碎系数为1.3～1.5左右。裂隙带：在冒落带之上，此处岩层虽已断裂，但仍能整齐排列。弯曲下沉带：裂隙带之上直到地表的岩层，这部分岩层裂隙更少。冒落

6、带矸石对裂隙带岩层起支撑作用，从而可减缓裂隙带岩层的挠曲程度。3、初次来压、周期来压初次来压与初次来压步距：采煤工作面从切眼开始推进，一般情况下，伪顶随采随放顶随冒落，直接顶也会随回采放顶回柱而垮落，而老顶只是在悬露面积大时，才发生剧烈下沉和垮落。称作初次来压步距。初次来压的特点：由于老顶的剧烈活动，迫使工作面顶板下沉量和下沉速度急剧增加。（2）老顶的活动和顶板下沉的急剧增加，使支架受力猛增，顶板破碎并出现平行煤壁裂缝，甚至出现工作面顶板台阶下沉。（3）因老顶悬露垮度增大，煤壁内的压力过于集中，会使煤壁片帮破坏范围扩大，加上老顶断裂时顶板急剧下沉，会进一步将煤壁压碎，而大面积片帮，严重时片帮深

7、度可达0.6m至0.8m。采煤工作面周期来压与周期来压步距周期来压：老顶初次来压以后，顶板压力减少，但随着采煤工作面的推进，悬顶面积逐渐增大，到一定跨度时，又发生弯曲下沉、折断和垮落，顶板压力也显著增加，这种垮落是有规律和周期性发生，故而叫周期来压。两次来压的距离叫周期来压步距。周期来压步距一般为初次来压步距的1/4至1/2。三、采煤工艺方面的基本概念1、初撑力：支柱或支架在泵站额定压力作用下，对