采场顶板控制及其检测技术(新编版)

采场顶板控制及其检测技术

(新编版)

Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.

( 安全管理 )

单位：______________________

姓名：______________________

日期：______________________

编号：AQ-SN-0342

采场顶板控制及其检测技术(新编版)

岩层：由同一岩性组成的基本均一的受两个平行或近于平行界面所限制的层状岩石。

分层：分层是指同一岩性的整体岩层或同一岩性较厚岩层中的一部分或由下“硬”上“软”不同岩性组成的岩层组。

老顶：厚度大于1.5m~2m、较坚硬的岩层

直接顶：厚度小于1.5m~2m、较软弱、下面又无老顶的岩层

伪顶：煤层与老顶或直接顶之间厚度小于0.5m随采随冒的软弱岩层

碎胀性：掩饰破碎后的体积比整体状态下的大、碎胀系数：破碎后体积与整体之比

软化性：岩石浸水后强度降低软化系数：水饱和与干燥试件单向抗压强度比

裂隙带：位于冒落带上方，以产生裂隙为主要特征的那部分岩层。

冒落带：直接位于煤层上方发生冒落的那部分岩层。

假说：压力拱假说，悬臂梁假说，铰接岩块假说，预成裂隙假说，砌体梁假说

砌体梁结构：采场上覆岩层的岩体结构骨架是覆岩中的坚硬岩层，可将上覆岩层划分为若干组，每组以坚硬岩层为底层，其上部的软弱岩层可视为直接作用于骨架上的载荷

工作阻力：支柱受顶板压力作用所反映出的力

初撑力：支柱刚架设时对顶板产生的支撑力。

单体液压支柱：外注式、内注式。与悬臂梁、铰接顶梁配合关系

老顶的初次来压：工作面回采以来老顶第一次大规模来压

周期来压：工作面内周期性的出现老顶来压现象

端面距：顶梁前端到煤壁之间的距离。

控顶距：从煤壁至密集支柱（墩柱）或采空区顶梁末端的距离。

支护强度：支架对单位面积顶板提供的工作阻力；

支护系统刚度：单位顶板下沉量所对应的支柱工作阻力。

支撑式支架：可适应中等稳定或完整的直接顶板，但支架漏、窜矸问题较大，不能抵抗来自沿层面方向的推力。

掩护式支架：能适应松软破碎的直接顶板，具有抵抗来自沿层面方向的推力的能力，

但靠采空区的支撑力较小，不能适应老顶下沉来压的顶板。

支撑掩护式：既能适应松软破碎的直接顶板，又能适应老顶下沉来压的顶板，具有抵抗来自沿层面方向的推力的能力。

什么是伪顶？其对控制顶板设计有什么影响：伪顶是指在煤层与直接顶或之间有时存在厚度小于0.5m，极易跨落且随采随冒的软弱岩层。在控制顶板设计中，伪顶冒落以后若抛弃在采空区，则控顶设计中直接顶的厚度应包括伪顶厚度，若随煤炭一起外运，控顶设计中煤层采高应包括伪顶高度。

简述直接顶、老顶与“三带”的关系：由采矿引起的上覆岩层破坏并向采空区跨落的岩层称为垮落带。很多情况下跨落带是由直

接顶跨落后形成的。当直接顶较薄而老顶分层厚度又较小时，与直接顶毗邻的一部分老顶也可能进入跨落带。裂隙带是指位于冒落带上方，以产生裂隙为主要特征的那部分岩层。弯曲下沉带指位于裂缝带上方、直至地表的那部分岩层。裂隙带主要是由老顶组成,弯曲下沉带全是由老顶组成。

采场顶板事故类型：

采场顶板事故按力学原因划分如下：

压垮型冒顶：1.垮落带老顶岩块压坏采场支架导致的冒顶；2.垮落带老顶岩块冲击压坏采场支架导致的冒顶；3.垮落带或裂隙带老顶旋转下沉时压坏采场支架导致的冒顶。

漏冒型冒顶：1.大面积漏垮型冒顶；2.靠煤壁附近局部冒顶；

3.采场两端局部冒顶；

4.放顶线附近局部冒顶。

推垮型冒顶：1.金属网下推垮型冒顶；2.采空区冒矸冲入采场的推垮型冒顶。

综合类型冒顶：1.厚层难冒顶板导致的冒顶；2.地质破坏带附近的局部冒顶；3.大块游离顶板导致的冒顶。

压垮型冒顶：由垂直于层面方向的顶板力压坏采场支架而导致的冒顶。条件：1直接顶薄，厚度小于采高的2~3倍。2煤层或直接顶上面存在老顶，分层厚度小于4m。机理：（1）垮落带老顶岩块压坏支架导致冒顶：垮落带老顶岩块全部重量均由采场支架承受，若支架支撑力不够，就会压坏而冒顶。（2）垮落带老顶岩块冲击压坏支架导致冒顶：初撑力不足，垮落带离层老顶岩块冲击采场支架，冲击压坏而冒顶。（3）裂隙带老顶压坏采场支架导致冒顶：裂隙带老顶断裂、下沉、旋转、触矸时，若支架的可缩量不足，可能压坏导致冒顶。预防冒顶的措施:1）支架支撑力应能平衡垮落带直接顶及老顶岩层重量。2）采场支架的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层。3）采场支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求。前兆：1煤壁片帮。2顶板下沉速度急剧增加。3支柱载荷急剧增加。金属液压支柱出现明显下缩并发出响声;支架安全阀开启。4有时能听到顶板深处断裂声。靠煤壁顶板顶板掉碴、断裂。5信号柱折断发生劈裂声。6摩擦支柱放炮。

漏冒型冒顶：由于采场直接顶软弱易破碎。大面积漏垮型冒顶

条件：直接顶异常破碎；煤层倾角较大。机理：支护系统中若某处失效发生局部冒顶，破碎顶板就可能从该处沿工作面向上全部漏空，使支架失稳，漏垮工作面。预防措施：1）使支护系统有足够的支撑力与可缩量。2）顶板必须背严背实、梁头顶紧煤壁，采煤后及时支护、甚至要掏梁窝。3）严防放炮、移溜等工序弄倒支架发生冒顶。靠煤壁附近局部冒顶：顶板由于被裂隙切割，存在镶嵌型游离岩块或端面距过大或放炮崩倒支柱所致。预防措施：综采面：提高初撑力控制端面冒高；及时支护方式，控制端面距；采高大于2.5~3.0m 时，加护帮装置，避免端面距扩大；控制顶板（如固结碎顶）。单体面：及时支护，端面距不超过200mm。采用正悬臂交错顶梁，正倒悬臂错梁直线柱支护。采场两端局部冒顶（单体面）：机头机尾处是因移溜时支护操作不当（先拆后支），导致碎顶冒落。措施：用“四对八梁”支护，或用双楔铰接顶梁支护。工作面与巷道交接处是因交接处需去掉原巷道支架一个腿，如果支护操作不当，可导致碎顶冒落。措施：交接处宜用一对迈步抬棚。放顶线附近的局部冒顶（单体面）：是因人工回柱时，顶板冒落伤人。特别是分段回柱回最后一