顶板管理 - 图文(4)

(1)开帮长度可根据顶板和两帮岩石性质确定：一般较好岩石时每次开帮长度不超过3m(用放炮开帮)；顶板压力大、活石多时禁止采用放炮开帮，每次只准翻1架砌1m。

(2)放炮开帮时，放炮前要将周围设备保护好，对刚砌筑的碹要覆盖好，然后开始放炮。

(3)用风镐破碹时必须边破边背好帮顶。采用放炮破碹时，眼深不能穿透碹壁。

(4)砌碹立胎要找好中心腰线，立胎要找正，做到平、直，并打好压顶楔。

(5)碹体和顶帮之间必须用不燃物充满填实。

第五讲 采煤工作面顶板管理

第一节 采煤工作面矿山压力

在工作面采煤时，为了减少矿山压力对工作面正常生产和安全的影响，必须对工作面顶板进行控制。所谓工作面顶板控制，曾称顶板管理，是指采煤工作面工作空间支护和采空区处理工作的总称。

一、采煤工作面周围支承压力分布 采煤工作面前后方支承压力

如图4一l所示，表明了采煤工作面前后方的支撑压力分布规律。

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图4-1 工作面前后方支撑压力分布规律

a-应力增高区；b-应力降低区；c-工作面前后方稳压区

二、采空区上覆岩层移动情况 地下采煤过程中，随着原有煤层被采出，采空区上方的顶板岩石在工作面放顶过程中，要发生变形、垮落。一般从工作面到地表把上覆岩层根据移动的特征，分为垮落带、断裂带及弯曲带。

1．垮落带

垮落带是指由采矿引起的上覆岩层破坏并向采空区垮落的岩 层带，曾称冒落带。垮落带的高度一般为采高的2～4倍。

2．断裂带

断裂带是指垮落带上方的岩层产生断裂或裂缝，但仍保持其 原有层状的岩层带，曾称裂隙带。

3．弯曲带

弯曲带是指断裂带上方的岩层产生弯曲下沉的岩层带。断裂 带上方一直到地表的岩层都为弯曲带，这部分岩层不产生断裂或 只产生极小裂缝。

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三、影响矿山压力显现的因素 (一)开采技术条件 1．工作面顶板岩层

控制工作面的顶板岩层是工作面生产中的主要工作内容之一，顶板的岩性、完整性将会直接影响工作面的顶板活动情况和安全生产情况。

2．断层与褶曲

因为断层破坏了顶板的完整性，因此断层附近容易发生局部冒顶。断层还能改变初次放顶、初次来压和周期来压的步距。

褶曲有时会改变原岩应力分布，从而改变工作面区域顶板的受力状态。尤其是小褶曲可能使顶板局部破碎，容易发生局部冒顶。

3．挤压带与破碎带

挤压带是指煤层受挤压作用局部变厚或变薄的地带。破碎带是指岩石和煤层突然变得破碎的地带。工作面经过挤压带或破碎带时，由于顶板岩层的离层、破断或破碎，可能发生顶板短时急剧下沉现象，给顶板管理带来许多困难。

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4．节理和裂隙

无论煤体还是岩体中都存在大量的节理和裂隙，它们常将顶板切割成各种形状的岩块。随着工作面的推进或支护不及时，极易发生局部冒顶和片帮。

5．煤层倾角

随着煤层倾角增加，顶板下沉量将逐渐变小。如急斜工作面的顶板下沉量比缓斜工作面要小得多。

(二)生产技术因素 1．开采深度

开采深度增大会使工作面周围的支承压力峰值和影响范围增加，在顶底板岩石稳定或坚硬、且煤层具有冲击倾向性的条件下，容易发生煤爆(即冲击地压)，在瓦斯大的矿井容易引起煤及瓦斯突出。

2．工作面推进速度

工作面推进速度快意味着采煤工作面停滞时间短，顶板岩层下沉量小，一般来说，顶板压力也比较小；反之，推进速度慢，工作面顶板下沉量大，顶板压力也会比较大。

3．上部煤层中遗留煤柱开采煤层群的矿区，如果层间距较小，上部煤层开采时遗留的煤柱支承着上覆岩层，形成应力集中。高应力将通过煤柱向底板传递。

4．采高与控顶距 在一定地质条件下，采高是影响上覆岩层破坏状况的最重要的因素之一。采高越大，采出煤后留下的空间越大，顶板上覆岩层垮落的高度越大，导致采煤工作面上覆岩层破坏越严重。

采高越大，在同样位臵的老顶取得平衡的几率就越小。而且，在支承压力的作用下，工作面煤壁也越不稳定，容易片

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帮。因此，采高越大的工作面矿压显现越严重。

第二节 采煤工作面顶板控制

一、顶板分类

按照岩层稳定性不同，将直接顶分为四类；按来压强度不同，将老顶分为四级。

(一)直接顶的分类

表4-1 直 接 顶 分 类

类 别 指 标 主要指标 参考指标 强度指数D 直接顶初次垮落步距p/m Ⅰ 不稳定 顶板 ≤30 ≤8 Ⅱ 中等稳 定顶板 31～70 9～18 Ⅲ 稳定顶板 71-120 19～25 ＞120 Ⅳ 坚硬顶板 无直接顶岩层厚度2～5m以上，Rc＞～MPa，I和＞25 h＞1m的整体岩层 (二)老顶的分级 老顶的来压强度主要决定于直接顶厚度与采高的比值N以及老顶来压步距L0，将老顶分为四级。

老顶初次来压步距L0可根据现场实测或矿压显现特征确定。老顶的分级见表4—2。

分级 周期来压明显 指标

Ⅰ 不明显 N＞3～5 表4-2 老顶分级方案

Ⅱ 明显 0.3＜N≤3～5 L＝25～50m Ⅲ 强烈 Ⅳ 极强烈 0.3＜N≤3～5 L＞50m或N≤N≤0.3 0.3 L＜50m L＝25～50m 二、采煤工作面顶板控制方法

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