第五章采場頂板支護(hù)方法ppt課件.ppt

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1、5采場頂板支護(hù)方法5.1頂板分類與底板特征5.2采場支架類型與支架力學(xué)特征5.3采場支架與圍巖相互作用原理5.4采場支護(hù)設(shè)計5.5采場來壓預(yù)報與支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測5.1頂板分類與底板特征回采工作面（采場）是地下移動著的工作空間。為了保證生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行與礦工的安全，必須對采場頂板進(jìn)行支護(hù)。直接頂板是回采工作面支護(hù)直接作用的對象，直接頂?shù)暮脡膶ιa(chǎn)與安全有直接影響，而直接頂?shù)耐暾杂质艿嚼享斊胶馓卣鞯挠绊?，例如工作面的初次來壓與周期來壓都是老頂?shù)幕顒佣纬傻?。從一定意義上講，控制采場礦山壓力顯現(xiàn)主要是控制老頂?shù)幕顒右?guī)律，使其不危及到工作面的安全。所以，采場支護(hù)的直接對象是直接頂巖層，通過直接頂間

2、接地對老頂?shù)幕顒悠鹨欢ǖ目刂谱饔?。采空區(qū)處理方法對老頂?shù)幕顒佑兄黠@的影響。25.1頂板分類與底板特征回采工作面支架是采場礦山壓力控制的基本手段。回采工作面支架是平衡回采工作面頂板壓力的一種構(gòu)筑物。由于回采工作面支架必須與開采后形成的上覆巖層大結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，回采工作面支架必須具備以下兩個特征：（1）有適當(dāng)?shù)目煽s性。（2）有良好的支撐性能。所謂支架的支撐性能，一般是指支架的支撐力與支架可縮量之間的關(guān)系特征，常用“工作阻力——可縮量”關(guān)系曲線（簡寫為P—?s曲線）表示。回采工作面支架是座在直接底板上的，直接底板特性對支架性能的發(fā)揮有重要影響。研究采場支護(hù)也要研究底板巖層。要搞好采場頂板支護(hù)，必須研

3、究直接頂板、老頂和直接底板，必須研究支架。35.1頂板分類與底板特征5.1.1對直接頂?shù)姆治觯?）直接頂，采場支護(hù)直接對象，其完整程度不僅直接影響工作面的安全及工作面生產(chǎn)能力的發(fā)揮，而且直接影響到所選擇的支護(hù)形式。（2）直接頂?shù)耐暾潭热Q于兩方面因素：直接頂巖層本身力學(xué)性質(zhì)；直接頂巖層內(nèi)層理和裂隙發(fā)育程度。（3）直接頂巖層內(nèi)層理和裂隙一般分為三類：原生裂隙、構(gòu)造裂隙和壓裂裂隙。其中，壓裂裂隙指在煤層開采時引起的破壞面。一般僅發(fā)生在比較軟的直接頂，主要是由于支承壓力的作用而形成。常與煤層面夾角60?~90?。45.1頂板分類與底板特征5.1.1對直接頂?shù)姆治觯?）直接頂冒空將使支架頂梁與頂板

4、的接頂情況惡化，導(dǎo)致無法利用支架的工作阻力通過直接頂防止老頂巖塊的失穩(wěn)與滑落，也可能使支架受嚴(yán)重偏載而損壞，還可能由此造成的一系列影響生產(chǎn)的事故。（5）構(gòu)造裂隙可以造成有規(guī)則的傾斜于煤壁或采空區(qū)方向的裂隙。由于工作面的推進(jìn)方向與裂隙方向不同，工作面頂板可能出現(xiàn)兩種完全不同的結(jié)果。當(dāng)工作面推進(jìn)方向與節(jié)理傾斜方向一致時，常常容易造成工作面較大壓力。55.1頂板分類與底板特征5.1.1對直接頂?shù)姆治鰣D5-3?初次垮落步距L0：直接頂首次出現(xiàn)垮落高度超過1~1.5m，垮落范圍超過全工作面長度一半時工作面的推進(jìn)長度。?端面破碎度：指支架前梁端部到煤壁間頂板出現(xiàn)冒落高度超過50~100mm所占的面積比例

5、。端面距為1m時的端面破碎度稱“頂板冒落敏感度”或“頂板破碎指數(shù)”，以E表示。65.1頂板分類與底板特征5.1.1對直接頂?shù)姆治鰣D5-4端面距與頂板破碎度的關(guān)系E<10%，穩(wěn)定頂板E=10%~30%，中等穩(wěn)定頂板E>30%，不穩(wěn)定頂板75.1頂板分類與底板特征5.1.2對老頂?shù)姆治觯?）老頂?shù)氖Х€(wěn)及其來壓強度不僅對直接頂?shù)姆€(wěn)定性有直接影響，而且對確定支護(hù)強度、支架具備的可縮量以及選擇采空區(qū)處理方法等，都起著決定性作用。（2）根據(jù)老頂取得平衡的條件，在全部垮落法工作面，一般情況下老頂巖層對工作面的頂板壓力的影響主要取決于直接頂?shù)暮穸?。顯然，老頂離煤層越遠(yuǎn)，即直接頂厚度越大，破斷后形成“結(jié)構(gòu)”和

6、呈現(xiàn)緩慢下沉式平衡的可能性也越大。因此，長期以來，生產(chǎn)單位常常以老頂距離被開采煤層得遠(yuǎn)近作為預(yù)計影響工作面礦山壓力顯現(xiàn)的重要指標(biāo)之一。85.1頂板分類與底板特征5.1.2對老頂?shù)姆治鰣D5-5頂板巖層典型柱狀圖實例95.1頂板分類與底板特征5.1.2對老頂?shù)姆治觯?）老頂來壓強度同直接頂厚度hi與煤層采高h(yuǎn)m比值（N=hi/hm）的關(guān)系：I、N>5，老頂?shù)目迓渑c錯動對工作面支架無多大影響，稱為無周期來壓或周期來壓不明顯頂板。如圖5-5a。II、2

7、影響，稱為周期來壓嚴(yán)重頂板。如圖5-5c。IV、老頂特別堅硬，又無直接頂，常懸露上萬平方米而不垮落，當(dāng)其垮落時則形成暴風(fēng)，造成事故，稱為極堅硬頂板。如圖5-5d。V、能塑性彎曲的頂板。如圖5-5e。105.1頂板分類與底板特征5.1.3頂板分類方案及其指標(biāo)為了指導(dǎo)回采工作面頂板管理，選擇合適得液壓支架形式，單體支柱的支護(hù)方法和采空區(qū)處理措施；以及為了確定液壓支架支護(hù)強度和單體支柱的支護(hù)密度，以提高工作面的安全