回采工作面頂板控制與支護

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1、六、放頂煤開采礦壓顯現(xiàn)：1、放頂煤開采影響本質——采高大、厚煤頂。2、礦壓顯現(xiàn)特點（據唐山礦觀測）：前方支承壓力峰值高、距工作面遠（16—24米）；（采高大，頂板活動范圍大，平衡結構高遠）頂、底板相對移近量大（4.4m處達1.2m）；（采高大，老頂移動傾斜度大，頂板移動量大）頂煤在煤壁前方較遠處開始較大位移（垂直、水平）；（煤體受壓，產生塑性變形，垂直縮，水平伸）支架載荷、周期來壓強度較小。（支架頂部煤體起到緩沖作用）急傾斜開采、分層上向開采、放頂煤開采等礦壓顯現(xiàn)規(guī)律目前資料較少，尚需進一步探索研究。第五章回采工作

2、面頂板控制與支護本章介紹：頂板分類支架類型與特性采場支架與圍巖相互作用原理綜合機械化工作面頂板控制設計單體液壓支柱工作面頂板控制設計第一節(jié)頂板分類與底板特征一、對直接頂?shù)姆治觯?、定性分析：破碎頂板————頁巖、再生頂、煤頂中等穩(wěn)定頂板——砂頁巖、粉砂巖完整頂板————砂巖、堅硬砂頁巖按穩(wěn)定狀態(tài)原生裂隙構造裂隙壓裂裂隙裂隙類型張裂隙剪裂隙2、定量分析：按直接頂初次垮落步距分不穩(wěn)定頂板——中等穩(wěn)定頂板—穩(wěn)定頂板———3、雅格比分類法：端面破碎度——端面破碎面積與梁端無支護面積之比。冒落敏感度E——端面距為1米時的端面

3、破碎度。一類二類三類二、對老頂分析：老頂?shù)挠绊懼饕w現(xiàn)為來壓影響，原分類與來壓有關。無來壓來壓明顯來壓嚴重堅硬頂板塑性頂板厚高比：（5，5~2，2）三、頂板分類方案：（P132）1、分類目的：規(guī)范化、科學化、系列化2、分類方案：依據直接頂?shù)姆€(wěn)定性（強度、初垮步距）分為四類；依據直接頂厚高比、老頂來壓步距將老頂分為4級。直接頂：分為四類，其中1、2類各分為兩個亞類；（不穩(wěn)定、中穩(wěn)、穩(wěn)定、非常穩(wěn)定）老頂：依據老頂初次來壓當量將老頂分為4級。（來壓不明顯、明顯、強烈、非常強烈）頂板分類名稱含義：直接頂：一類二類三類四類不

4、穩(wěn)定中等穩(wěn)定穩(wěn)定堅硬老頂：1級2級3級4級來壓不明顯來壓明顯來壓強烈來壓極強烈舉例：二類2級頂板——直接頂中等穩(wěn)定，老頂來壓明顯。四、底板特征：1、底板的力學特征2、底板比壓——底板單位面積所受支架的壓力支柱插入底板的破壞形式受支承壓力影響，產生變形。受支柱壓力作用，被壓入。整體剪切局部剪切其它剪切整體剪切局部剪切其它剪切穿鞋破壞整體剪切——當載荷達到某一值后（極限抗壓入強度），突然下降。局部剪切——沒有明顯的突破點，隨載荷增加，壓入深度的變形率增長較快。其它剪切——界于二者之間，有突破點但不明顯，載荷超過突破點后

5、，壓入深度明顯增大。木柱鞋抗壓強度較低，不宜使用第二節(jié)采場支架類型與特性一、支架類型：木支架——————木柱+木梁摩擦金屬支架———摩擦柱+鉸接金屬梁單體液壓支架———液壓柱+鉸接金屬梁支撐式掩護式支撐掩護式單體支架液壓支架普通支架端頭支架大采高支架放頂煤支架液壓支架的應用范圍正在逐步擴大二、支架的工作特性：單體支架特性應為支架與頂梁的共同特性，當頂梁為剛性材料時，支架特性主要由支柱特性決定。液壓支架特性不僅與支柱特性有關，而且與支架結構有關。1、支柱特性：支柱力學特性——受頂板壓力作用，支柱變形（下縮）性質。急增

6、阻微增阻恒阻2、支柱的工作阻力：支柱的工作阻力——支柱受頂板壓力作用而產生的反抗力。（撐力——主動力；阻力——被動力）初撐力——支柱剛架設時對頂板支撐力；始動阻力——頂板壓力下，支柱開始下縮時的阻力；初工作阻力——阻力由急劇增長到緩慢增長的轉折點處阻力；額定工作阻力——支柱所能承受的最大載荷。3、支撐系統(tǒng)工作特性：支撐系統(tǒng)——圍巖與支撐物所構成的力學系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)=頂板+插背物+頂梁+支柱+（浮煤矸）+柱鞋+底板支撐系統(tǒng)特性——支撐系統(tǒng)受力作用而呈現(xiàn)的變形性質。在對頂板的支撐中，實際是支撐系統(tǒng)工作特性在起作用。支撐

7、物的可縮性使支撐系統(tǒng)早期發(fā)生較大變形，阻力上不去，頂板離層。支柱插入底板可導致頂板管理惡化。正常情況插入底板安全規(guī)程規(guī)定：禁止將支柱架設在浮煤、浮矸上。技術要求：柱頂要插嚴背實；煤底或軟巖底時，支柱要穿鞋（液柱鐵鞋）三、液壓支柱：1、類型：內注液式：NDZ外注液式：DZ2、結構：3、DZ系列：4、型號：DZ22—30/100DZ——普通單體液壓支柱PDZ——炮采單體液柱SDZ——三柱套（薄煤層）DZ系列系列高度22分米—額定阻力30噸/油缸內經100毫米5、初撐力：式中：——泵站工作壓力；——活柱直徑；——管路壓力

8、損失系數(shù)。6、液壓支柱工作原理：Ⅰ—升柱；Ⅱ—工作；Ⅲ—降柱1—活柱；2—柱體；3、9、10—管路；4—安全閥；5—單向閥；6—主回油路；7—主進油路；8—操縱閥帶帽點柱的布置方式a—矩形排列；b—三角形排列四、單體支架布置方式：1、帶帽點柱——矩形、三角形布置連鎖式及對接式走向棚a—連鎖上行式；b—連鎖下行式；c—連鎖混合式；d—對接式2、棚子支護——順板