第五章 采场顶板支护方法
顶板支护管理规定（5篇）
顶板支护管理规定一、一般规定(一)采煤方面第1条：采煤工作面要根据相邻工作面的矿压观测数据，严格按规定进行支护设计。
确定的支护方式、支护参数应在作业规程中明确规定。
第2条：采煤工作面作业规程应在工作面投产前____天完成编制、审批、贯彻工作，并上报集团公司有关部门室备查。
第3条：工作面初采、末采、过地质构造、切眼扩刷、安装和回撤都必须制定顶板管理专项安全技术措施。
第4条：工作面初采必须按规定进行矿压观测工作，工作面结束后____天内必须写出生产技术工作总结，并存档备查。
(二)开掘方面第5条：每一开掘工作面设计前地质部门必须提供总工程师审查的地质说明书，生产技术部门依据地质报告、支护技术规范、已掌握的支护监测资料进行支护设计，报总工程师批准。
第6条：生产设计部门在进行支护设计时，锚杆支护巷道顶部锚杆必须使用树脂锚杆，高应力区必须采用左旋螺纹钢全锚锚杆，帮锚杆回采侧推广使用玻璃钢锚杆，巷道两肩角锚杆推广使用多功能(调心)托板或楔形托板，巷道净断面尺寸必须按支护量最大允许变形后断面计算。
第7条：施工队组(区)技术员在开工____天前要编制好符合实际条件的作业规程。
作业规程要依据巷道断面、地质条件、采动影响、服务年限和其它具体情况综合验算支护设计参数，进一步确定支护形式。
支护相关参数如锚杆(喷)支护的形式、规格、间排距、扭矩(紧固力)安装角度、锚固剂的规格及锚固形式、混凝土标号、配比、喷厚、金属网(梁)及托板的规格形式，架棚支护的规格、形式、棚距、以及永久(临时)支护到迎头的距离等均必须在作业规程中规定，凡不包括有支护设计的作业规程一律视为不合格规程，严禁使用。
第8条：施工期间队组技术员要经常及时地生产地测部门反映本工作面的地质条件变化情况。
遇到断层、无碳柱、顶板破碎、顶板风氧化、含水层或淋水加大、小煤窑、煤层坡度变化、空巷、大断面等特殊情况应及时调整支护参数，调整支护参数必须有支护变更设计，并制定相应的安全技术措施，经总工程师批准后执行。
矿山压力与岩层控制课后习题
第一章 矿山岩石和岩体的基本性质1、岩石的孔隙性、孔隙度和孔隙比有什么不同？研究它们有何意义？2、岩石受载时会产生哪些类型的变形？岩石的塑性和流变性有什么不同？3、将某矿的页岩岩样做成5cm ×5cm ×5cm 的三块立方体试件，分别作剪切角度为45°、55°和65°的抗剪强度实验，施加的最大载荷相应地为22.4、15.3和12.3KN ，求该页岩的内聚力C 和内摩擦角值，并绘出该页岩的抗剪强度曲线图。
4、对某矿石灰岩进行抗剪强度实验结果，当时，当时。
如果已知该岩石的单向抗压强度,求侧压力时其三轴抗压强度是什么？5、莫尔强度理论和格里菲斯强度理论在本质上有何区别？为什么莫尔强度理论较广泛地用作岩石强度条件？他可用来解释那些问题？6、试叙述单向拉伸、单向压缩、双向拉伸、双向压缩、双向不等拉压、纯剪、三向等拉、三向等压和三向不等压的应力圆（设压应力为正，、、分别为最大、中间和最小应力）。
7、岩石强度的压性能有何意义？如何根据莫尔应力圆和斜直线型强度包络线求解岩石试件在单向受力条件下的压拉比？8、如果某种岩石的强度条件为试求：（1）这种岩石的单轴抗压强度；（2）设压应力为正，单位为MPa ，则下列应力状态的各点是否会产生破坏，（40，30，20）；（53，7，30，6.3）；（53.7，30，1）；（1000，1000，1000）。
9、某种岩石在单轴压缩过程中，其压应力达到28MPa 时即发生破坏，破坏面与最大主平面的夹角为60°，假定抗剪强度随正应力呈线性变化，计算，（1）这种岩石的内摩擦角；（2）在正应力为零的平面上的抗剪强度；（3）上述试验中与最大主平面成30°夹角的平面上的抗剪强度；（4）破坏面上的正应力和剪应力。
10、解释岩体强度变化曲线图的含义，是考虑是否有其他方式能更多的反映岩体ϕMPa n 8.41=σMPa 8.151=τMPa n 2.81=σMPa 181=τMPa R 6.821=MPa 53=σ1σ2σ3σ)MPa (tan 10300+=ατ321σσσ>>强度特征？11、某矿按双千斤顶法对主井井口表土层下基岩中制取的四个试体进行了原地剪切试验，每次先施加法线力N 到一定值且稳定不变后再施加倾斜15°的推力P ，直到试体沿底板岩面发生剪切破坏，试验结果如下：擦角υ值。
采煤工作面的顶板支护范文（二篇）
采煤工作面的顶板支护范文一、引言在采煤工作面的煤炭开采过程中，顶板支护是保障矿工生命安全和提高采煤效率的关键环节。
良好的顶板支护设计和实施可以有效地防止顶板塌方、保护矿工的生命财产安全，并提高矿井的采矿效率。
本文将重点讨论采煤工作面的顶板支护，探讨其设计原则和实施方法，以期提供有益的指导和借鉴。
二、顶板支护的重要性顶板支护是采煤工作面的关键环节，直接关系到矿工的生命安全和矿井的正常生产。
采煤工作面顶板支护的主要作用有：（1）保护矿工安全。
合理的顶板支护设计和实施可以有效地防止顶板的塌方，减少矿工的伤亡事故，保障矿工的生命安全。
（2）提高采煤效率。
科学合理的顶板支护设计可以减少顶板的掉块和顶煤的碎裂，提高采煤机的作业效率和生产能力，降低生产成本。
（3）保护矿井设备。
良好的顶板支护可以减少设备的磨损和折旧，延长设备的使用寿命，减少维修和更换设备的频率。
三、顶板支护的设计原则1.合理选用支护材料在采煤工作面的顶板支护中，选择适宜的支护材料是非常重要的。
支护材料应具备一定的强度和刚度，能够有效地抵抗顶板的下沉和变形，保持工作面的稳定性。
常用的支护材料包括钢支撑、木方、锚杆、喷锚等。
根据工作面的实际情况和地质条件，采用不同的支护材料进行组合使用，可以达到最佳的支护效果。
2.合理设置支护参数在设计顶板支护方案时，需要根据工作面的实际情况和地质条件，合理设置支护参数。
支护参数包括支架间距、支架高度、支架比例等。
合理的支护参数可以保证支护结构的稳定性和可靠性，提高工作面的采煤效率。
3.科学设计支护结构在采煤工作面的顶板支护设计中，需要根据地质条件和工作面的实际情况，科学设计支护结构。
支护结构设计应符合力学原理和结构力学原理，能够承受煤层的压力和顶板的下沉，保障工作面的安全稳定。
同时，支护结构的设计应考虑到施工和维护的便利性，方便工人进行支护工作。
四、顶板支护的实施方法1.支护前的探测工作在进行顶板支护工作之前，需要进行顶板的探测工作，了解顶板的物理性质、地质结构和地质构造。
第五章回采工作面顶板控制及支护方法课件
式中： PH －额定工作阻力；kN
t －实测支护阻力均方差；kN
n
( p pi )2 n 1 i 1
§4 单体支柱支护方法分析
图5—29 单体支柱顶梁载荷分布
一、带帽点柱支护
图5－32 带帽点柱的布置方式 a一矩形排列；b－三角形排列
二、棚子支护
裂隙平行工作面：走向
综采面割煤、移架、推移输送机三个主要工序配 合方式：
及时支护方式：割煤移架推溜（顶板破碎易冒落） 滞后支护方式：割煤推溜移架（稳定、完整顶板 条件）
§3 回采工作面支架与围岩关系及 基本参数确定
一、回采工作面支架与围岩关系特点
1．支架与围岩是相互作用一对力，应互相适应， 大小相等，且尽可能作用在一条直线上。
图5—9 HZJA-1000型支柱特性曲线
图5－8 HZJA型支柱结构图
1－柱体；2－活柱；3－顶盖；4－锁箍；5－垂直楔；6－传动楔；7－ 水平楔；8－档底；9－摩擦板；10－底座；11－铰接顶盖
图5—11 HZWA型支柱特性曲线
图5—10 HZWA型金属支往及其锁体
1－底座；2－柱筒；3－活柱；4－铰接顶盖；5－锁体；6－滑块；7－楔块；8 －水平楔；9－弹簧；10－特别垫圈；11－托梁；12－螺母；13－调整螺杆；14
2，即
1 ，即P1
>
P2，
前柱受力大于后柱，此时：
L 1
l1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
l2 2
二、直接顶比较破碎
① 主要表现形式之一是：切顶线前移。 ② 表现形式之二是：控顶区上部冒空。 对煤壁上方顶板完整性破坏采取措施有： 1．缩短空顶距 2．提高前梁工作阻力 3．带压前移 4．遇有漏空现象及时勾顶 5．改善或交换支架结构与架型 6．超前煤壁直接顶破碎，应注速凝剂，或安设锚杆，加 固，恢复其完整性
工作面顶板支护安全技术措施
工作面顶板支护安全技术措施概述工作面顶板是地下煤矿开采的多个支撑层之一，起到维持地下通道稳定性的作用。
为保障工作面顶板的支撑和安全，必须采取措施进行防护和支护。
本文将介绍工作面顶板支护的关键技术和安全措施，以确保矿工的安全。
工作面顶板支护技术锚杆技术锚杆是将顶板和基岩紧密固定，从而防止两者错位的主要方法之一。
锚杆的通用标准为长度为24m，直径在2532mm之间。
一般应采用双层方案进行固定，以防止支撑结构发生移动和破坏。
支架支护技术支架支护是煤矿中一种常见的支护方式，其优点是灵活、易于操作和维护。
对于具有一定倾斜角度的顶板和煤壁，支架支护是一种较为有效的选择。
支架能够通过调整支架长度和位置来适应不同的支护要求。
水泥杆支撑技术水泥杆支撑技术又称为钢撑支护技术，是一种基于钢架支撑和水泥加固的方案。
该技术的安装过程相对较为复杂，但优点在于承载能力较强，能够适应多种采矿条件。
安全措施安全检查在进行工作面支护之前，必须对工作面进行全面细致的安全检查和评估。
检查内容包括容易垮塌的地方，倾斜或有裂缝的地方，地段情况及矿岩力学情况等方面，以便及时发现问题和进行预防措施。
职工培训在进行工作面支护之前，必须对相关职工进行培训，使其了解支撑和安全要求。
培训内容包括劳动保护、安全操作规程、工作面维护要求等方面。
操作规程在进行工作面支护之前，必须根据矿井的实际情况制定相关的操作规程，便于操作人员按照标准流程开展工作。
操作规程包括支护方法、通风、暴露煤层情况、支护作业安全等方面。
总结通过锚杆技术、支架支护技术、水泥杆支撑技术等支护技术的选择，配合全面的安全检查、职工培训和操作规程的制定，可以确保工作面顶板的支撑和安全。
在进行实际操作过程中，需要高度重视矿井安全，严格执行相关安全要求。
试论炮采工作面顶板如何支护
试论炮采工作面顶板如何支护该文通过工作面支架与围岩的关系、支柱初撑力对顶板支护的作用、工作面煤帮放炮后的及时支护对控制顶板的作用、支柱初撑力和及时支护在炮采工作面顶板管理中的重要性四个方面阐述了采场上覆岩层的运动规律及回采工作面支架与围岩的关系论述了炮采工作面减少顶板下沉量和降低顶板破碎程度的两个重要因素—保证一定的支柱初撑力和及时支护的重要性，具有一定借鉴意义。
标签：炮采工作面初撑力及时支护支护要点0 引言煤炭开采过程中，工作面支架的性能、受力情况，支护方式成为合理控制好工作面顶板的关键因素，如何减少炮采工作面顶板下沉量和降低顶板破碎程度，就需要保证一定的支柱初撑力和及时支护，从而合理控制好炮采工作面顶板，安全生产。
1工作面支架与围岩的关系在开采煤炭的过程中，整个工作面上覆岩层中邻近煤层的老顶岩层形成的结构是由“煤壁、工作面支架、采空区已冒落的矸石”这种体系所支撑，又由于煤壁与冒落的矸石具有截然不同的特性，因此工作面支架的性能、受力情况，支护方式就成为合理控制好工作面顶板的关键因素，这便是我们在研究炮采工作面顶板管理问题中首先要探讨的一个重要课题。
只有支架支撑力分布理，支护方式及方法适当，才能确保维护好采煤工作面顶板，才能保证矿工的生命安全和煤炭生产的正常进行。
从已有的资料分析，工作面支架与围岩的关系如下：1.1 支架与围岩是相互作用的一对力。
在小范围内支架可视为一个反力，围岩形成的顶板压力则可视为是作用力，两者应相互适应，使其大小相等，而且尽可能的作用在一个点上。
1.2 工作面支架受力的大小及其在工作面分布的规律与支架本身的性能有关。
以往煤炭生产中大量的事实证明，钢性、急增阻式、微增阻式、恒阻式支架受力的情况在工作面分布状态是不一致的。
而我矿炮采工作面的支护材料是：单体液压支柱（外注式）配合锯齿长钢梁，这种支架属于恒阻式支架。
根据许多资料及实验证明，恒阻式支架受力比较均匀。
1.3 支架工作阻力与顶板下沉量的关系；在煤矿实际工作中证实，降低工作面顶板下沉量后可对工作面顶板管理工作带来极大的好处，顶板下沉量过大会造成：工作面顶板压力过大，顶梁变形严重，支柱压死，易发生局部冒顶等现象。
《采场顶板支护》课件
05
采场顶板支护案例分析
案例一：某矿采场顶板支护设计与实践
总结词：成功案例
详细描述：某矿采场面临顶板破碎的问题，通过科学合理的支护设计，包括采用 合适的支护材料和支护方式，以及加强日常监测和维护，成功地控制了顶板垮落 的风险，保障了采场作业的安全。
案例二：某矿采场顶板失稳原因分析与治理
总结词：问题解决
施工的准备
技术准备
熟悉采场顶板支护施工图纸，了解相关技术 规范和标准，组织技术交底和培训。
施工现场准备
清理施工现场，搭建临时设施，确保施工环 境安全、整洁。
物资准备
根据施工需要，采购和租赁所需的设备和材 料，确保质量和数量满足要求。
人员准备
组建施工队伍，进行人员资质审核和安全教 育培训。
施工工艺与方法
支护间距
根据采场顶板的跨度、厚度和 岩石性质等因素确定合理的支
护间距。
锚杆长度与直径
根据顶板的厚度、岩石性质和 锚杆承载力等因素确定锚杆的 长度和直径。
混凝土厚度
根据采场顶板的厚度、载荷和 岩石性质等因素确定混凝土的 厚度。
其他参数
根据实际情况确定其他支护参 数，如支架高度、排距等。
03
采场顶板支护施工
支护材料的选择与要求
钢材
选择高强度钢材，如 Q345等，用于支撑和固
定顶板。
混凝土
采用高强度混凝土，提 高支护结构的整体性和
稳定性。
木料
适当采用木料作为临时 支护材料，满足施工过
程中的临时需求。
其他材料
根据实际情况选择其他 适宜的支护材料，如化 学锚杆、喷射混凝土等
。
支护结构设计
01
02
03
回采工作面顶板控制及支护方法_OK
回采工作面顶板控制及支护方法_OK回采工作面是煤矿开采过程中需要进行顶板控制和支护的重要环节，它直接关系到矿井的安全和生产效益。
在回采工作面的顶板控制和支护中，我们需要采取一系列的措施来保证工作面的稳定和安全。
下面将介绍回采工作面顶板控制以及支护方法。
一、回采工作面顶板控制方法1.预防顶板事故的发生预防顶板事故的发生是回采工作面顶板控制的首要任务。
具体措施包括：（1）进行顶板探测，及时发现和处理顶板变形、裂隙、支架沉降等问题。
（2）制定合理的回采速度，过快的回采速度容易引起顶板松动和垮塌。
（3）加强对于矿井构造、地质条件等方面的掌握，尽可能避免回采工作面在地质应力集中区域。
2.采取适当的掘进方式掘进方式的选择对于顶板控制具有重要的影响。
常用的掘进方式有窄巷工作面、矩形工作面和全煤工作面等，具体的选择应根据地质条件和工作面的特点来进行。
3.合理设置支架支架的设置对于顶板控制至关重要。
支架的选择要符合煤层厚度、煤层性质和顶板岩性等因素，以确保支架的稳定性和承载能力。
二、回采工作面支护方法1.采用合适数量和合理布局的支架支架的设置应根据煤层厚度、煤层性质和地质条件等因素来确定。
支架数量要足够，并且布局要合理，以保证顶板的稳定性和承载能力。
2.加强锚杆支护在支架设置的基础上，可以采用锚杆支护来增强顶板的稳定性。
通过锚杆的固定，可以有效地控制顶板的变形和裂隙扩展。
3.应用液压支架液压支架具有调整方便、承载能力大等优点，适合于回采工作面的顶板控制和支护。
在顶板控制中，可以采用液压支架来进行局部支护，提高顶板的稳定性。
4.强化顶板打浆顶板打浆是在回采工作面顶板控制和支护中常用的方法。
通过将水泥浆注入顶板中，形成硬化压力，增强顶板的稳定性和承载能力。
总结：回采工作面顶板控制及支护方法包括预防顶板事故的发生、采取适当的掘进方式、合理设置支架、加强锚杆支护、应用液压支架和强化顶板打浆等措施。
这些方法能够有效地控制顶板的变形和垮塌，提高回采工作面的安全性和生产效益。
回采工作面顶板控制及支护方法_OK
回采工作面顶板控制及支护方法_OK
第一种方法是人工支护。
这种方法是最传统的方式，它主要依靠木材
或者钢材搭建支架来支撑工作面顶板。
根据工作面的不同，可以选择木工
构架、金属支柱、钢架或者木架来进行支持。
人工支护的优点是操作简单，成本较低，适用于小型工作面。
然而，人工支护也有一些不足之处，比如
工作面进展缓慢、劳动强度大、不适用于大型工作面等。
第二种方法是机械支护。
机械支护是使用专门的机械设备来支撑工作
面顶板，如拱架、液压支架、皮带支杆等。
机械支护的优点是支撑力大、
稳定性好、工作效率高，尤其适用于大型工作面。
然而，机械支护的缺点
是设备成本高、维护困难、需要专业操作人员以及对支撑设备有特殊的要求。
第三种方法是压裂支护。
压裂支护是在回采工作面进行压裂前注入高
压水泥浆或者高压树脂等材料，使岩石断裂并形成斷層，通过对岩石的压
裂来增强其自承载能力，从而提高工作面的稳定性。
压裂支护的优点是施
工方便、效果明显、提高工作面的稳定性，适用于各种规模的工作面。
然而，压裂支护的缺点是材料成本较高、施工难度大、需要有一定的技术和
经验。
综上所述，回采工作面顶板控制及支护方法有人工支护、机械支护和
压裂支护三种主要方法。
不同的方法适用于不同规模和要求的工作面。
在
选择方法时，需要考虑整体经济性、效果、施工难度等因素，并结合实际
情况进行合理选择。
此外，还需要做好监测和维护工作，确保工作面的安
全和稳定。
采煤工作面的顶板支护
采煤工作面的顶板支护是指在煤矿开采过程中，为了保护采煤工作面的顶板稳定，防止顶板事故发生，采取的一系列措施。
首先，我们需要了解采煤工作面的顶板条件。
采煤工作面顶板是指煤矿工作面上方的那一层岩石或者煤层，也称为顶板。
顶板的稳定性直接关系到矿工的安全和采煤工作的持续进行。
煤矿工作面顶板的稳定性主要受以下几个因素影响：1. 上覆岩层的性质：上覆岩层的强度、倾角、厚度等都会对顶板的稳定性产生影响。
一般来说，强度大、厚度足够的岩层能够很好地承载顶板，保持稳定。
2. 下伏岩层的性质：下伏岩层的强度、断裂状况等也会对顶板的稳定性产生影响。
如果下伏岩层存在严重的断裂和滑移状况，会增加顶板的变形和破坏的风险。
3. 采动方式：不同的采动方式对顶板的稳定性影响也不同。
常见的采动方式包括普采、综采、掘进等。
不同的采动方式会对顶板的应力分布和变形特征产生差异，进而影响顶板的稳定性。
为了保障采煤工作面的顶板稳定，通常采取以下一系列的顶板支护措施：1. 安装支架：在采煤工作面上方，通过支架来支撑和加固顶板。
支架可以分为两类：卸压型支架和保护型支架。
卸压型支架主要通过减轻岩层对煤壁的压力来保护煤层的完整性；而保护型支架则通过提供足够的支撑力来防止顶板下沉和坍塌。
2. 增加支柱密度：增加支柱的密度可以提高支柱的整体强度和刚度，减小支柱间的位移，从而增加顶板的稳定性。
3. 喷浆加固：通过注浆技术将高强度的水泥浆液注入岩层或者煤层中，形成坚固的注浆体，从而增加地质体的强度和稳定性。
4. 改良岩层工作面:对于存在不稳定岩性的地层，可以采取改良措施。
例如，在岩层的表面喷涂加固材料，修复现有的裂隙和缺陷，提高顶板的稳定性。
除了以上几种支护措施外，还有一些其他的辅助措施也可以用于增强顶板的稳定性。
例如，利用地面的压裂水平井，对顶板进行局部增强，防止顶板的大面积破坏；利用地下开挖技术，削弱下伏岩层和顶板的连续性，降低顶板的应力；采用先采后支的方式，减小采煤过程中对顶板的冲击和变形等。
第五章 采场顶板支护方法
3
工作面纵向分析：
控制关键
老顶
控制 显现 支架
基本手段
直接顶
完整性很重要
4
工作面横向分析：
煤壁 支架 支撑力 可缩性 定量描述:工作阻力 -可缩量关系曲线 P-Δs 采空区
刚性支撑
处理方法对老顶的活 动有明显影响。垮落 岩石可缩性大
由于回采工作面支架是在直接底上，所以直接底 特性对支架性能的发挥影响很大。 所以控制矿压就是协调支护—围岩的关系，其前 提是做到知己知彼，即了解围岩特性和支护手段的特 性。
5
1. 对直接顶的分析
（1）直接顶，采场支护直接对象，其完整程度不仅直接影响
工作面的安全及工作面生产能力的发挥，而且直接影响到所选 择的支护形式。
（2）直接顶的完整程度取决于两方面因素：直接顶岩层本身
力学性质；直接顶岩层内层理和裂隙发育程度。
（3）直接顶岩层内层理和裂隙一般分为三类：原生裂隙、构 造裂隙和压裂裂隙。其中，压裂裂隙指在煤层开采时引起的破 坏面。一般仅发生在比较软的直接顶，主要是由于支承压力的 作用而形成。常与煤层面夹角60~90。
29
1. 内注式单体液压支柱： 工作介质：机油； 支撑方式：摇动手把， 操作支柱内手摇泵，把油从 低压腔压入高压腔； 过压保护：安全阀保证 恒定工作阻力； 回收：打开卸压阀使高 NDZ18-25/80 压腔的油回到低压腔，活柱 自重作用下回缩。 内注式单体液压支柱初 撑力靠手工操作，一般可达 70~100kN。 适用条件:用于高档普采工作面顶板支护和综采工作面的端头支 护,适合于煤层倾角小于25°缓倾斜回采工作面，采取措施亦可用 于25 ~35 °的回采工作面支护。与金属铰接顶梁配套使用。 30
34
乳化液泵站 主要由乳化液箱和乳化液泵组(两组)及液压控制系统组成.
采煤工作面的顶板支护(二篇)
方案计划参考范本
采煤工作面的顶板支护(二篇)
目录：
采煤工作面的顶板支护一
采煤工作面顶板管理二
- 1 -
采煤工作面的顶板支护一
顶板事故是煤矿五大自然灾害之一，认识煤层顶板，按制煤层顶板，预防顶板事故是煤矿安全工作的重要内容。
煤层上面的岩层叫顶板，根据顶板的坚硬程度及距煤层的距离，可以把煤层的顶板分为伪顶、直接顶、老顶，伪顶是位于煤层之上，紧贴煤层的一层松软岩层，直接顶是位于伪顶之上或煤层之上的顶板，具有一定的稳定性、当工作面煤层被采落时，它不会立即垮落，而是要在工作面之上悬露一定的时间才垮落，直接顶是采煤工作面支护的对象，老顶是在直接顶上方的岩层，比较坚硬，它一般在采空区上方悬露一定的面积后才能垮落，悬露面积根据岩层的性质有所不同，老顶垮落后会给采煤工作面带来很大压力，如果工作面支护不好，就会发生冒顶伤人事故。
在采煤工作面回采中，有老顶的初次来压和周期来压，工作面靠采空区一侧还有固定的支承压力，如果支护措施不能有效地抵抗压力，就会发生冒顶事故，轻则影响矿井生产，重则造成人员伤亡事故。
采煤工作面容易发生冒顶的地点：煤壁处，此处支护力相对较小，加之煤壁片帮及破煤后顶板支护不及时，顶板失去控制，极易发生局部冒顶，若处理不及时，还会发展为大面积冒顶事故，采煤工作面切顶线处，该处顶板最破碎，顶板压力也最大，在回柱放顶过程中，由于压力重新分布，容易发生冒顶事故，采煤工作面的两个安全出口，在采煤工作面安全出口前后10m处范围内，由于应力集中，压力大，加之控顶面积大，顶板破碎，易发生冒顶事故。
采煤工作面冒顶前，会听到岩层的碎裂声，顶板裂缝增多、增宽，
2 / 2。
采煤工作面的顶板支护
采煤工作面的顶板支护是煤矿生产中至关重要的一环。
良好的顶板支护可以有效预防事故的发生，保障矿工的生命安全和生产的顺利进行。
在本文中，将介绍常见的顶板支护方法和技术，包括锚杆支护、钢架支护、液压支架以及软岩顶板的处理方法等。
首先，锚杆支护是采煤工作面最常用的顶板支护方法之一。
锚杆具有较高的抗压和抗拉强度，能够有效地支撑工作面的顶板。
在锚杆支护中，锚杆通过锚杆孔固定在岩体中，形成一定的支撑体系。
锚杆支护的优点是施工简单快速，适用于岩体稳定的煤层。
其次，钢架支护是一种较为常见的顶板支护方法。
钢架支护采用钢架构件作为顶板支撑材料，具有较好的刚性和抗压强度，能够有效地支撑工作面的顶板。
钢架支护适用于顶板有很大懈的情况，能够有效地避免顶板下沉和大面积冒落。
钢架支护的缺点是施工周期较长，需要一定的人力和物力投入。
另外，液压支架是一种高效、灵活的顶板支护方法。
液压支架通过液压系统控制支撑高度和角度，能够根据顶板的变化实时调整支撑力度。
液压支架具有结构简单、施工方便和支护效果好等优点。
在液压支架的应用中，煤矿公司还需要根据实际情况和技术要求，选择适当的液压支架型号和配置。
此外，在采煤工作面的顶板支护中，软岩顶板的处理方法也是非常重要的。
软岩顶板容易发生冒落，给矿工的生命安全带来严重威胁。
为了处理软岩顶板，煤矿公司可以采用预应力锚杆、喷射混凝土和岩爆预测等技术手段。
预应力锚杆主要通过施加预应力来增加岩体的稳定性，喷射混凝土则可以形成一个坚固的加固层，减轻软岩顶板的负荷。
岩爆预测通过使用传感器和监测设备来提前预警岩爆风险，避免矿工在危险的区域作业。
综上所述，采煤工作面的顶板支护是煤矿生产中非常重要的一环。
在顶板支护中，常用的方法包括锚杆支护、钢架支护和液压支架等。
此外，对于软岩顶板的处理也是非常重要的。
煤矿公司需要根据具体情况和技术要求选择合适的支护方法，保障矿工的安全和生产的顺利进行。
[New]第五章 采场顶板支护方法
![[New]第五章 采场顶板支护方法](https://img.taocdn.com/s3/m/def7605aaf1ffc4fff47ac05.png)
10/22/2019
矿山压力与岩层控制
20
第一节 顶板分类与底板特征
整体剪切：支柱载荷达到一定值后，突然下降，支柱压入深度迅速增大，此突破点称 为底板的极限抗压入强度
局部剪切：没有明显的突破点，但随载荷的增加，压入深度的速度增长较快 其他剪切：介于前两者之间，有突破点，但不明显，载荷超过突破点后压入深度明显 增大
10/22/2019
矿山压力与岩层控制
8
第一节 顶板分类与底板特征
•2）岩层内节理裂隙的发育情况： •原生裂隙：岩层在形成过程中由于温度、矿物结晶及沉 积的作用而形成的弱面，如层与层之间的层面。 •构造裂隙：岩层形成后，经剧烈的地质变动，例如在挤 压、扭曲等过程中形成的弱面。这种弱面有些是贯穿于整 个岩层群的大小断层面，以及伴随此断层的各种小型破坏 面。 •压裂裂隙：指在煤层开采时引起的破坏面。一般仅发生 在比较软的直接顶，主要是由于支承压力的作用。
矿山压力与岩层控制
7
第一节 顶板分类与底板特征
•1）岩层的力学性质：抗拉、抗压强度，弹模等 •结合我国的实际情况，曾将直接顶按稳定性分为三种状 态： •破碎顶板，回采护顶不及时，很易造成局部冒顶，如页 岩、再生顶板及煤层顶板等。 •中等稳定顶板，虽由于受到一系列裂隙所切割，但局部 尚较完整，如砂页岩或粉砂岩等。 •完整顶板，这种顶板允许悬露面积大，稳定性好，不易 发生局部冒顶。如砂岩或坚硬的砂页岩等。
• P1 －初工作阻力：活柱下缩时，工作阻力的增长率由 急剧增长转为缓慢增长的转折点处的工作阻力。 • P2 －最大工作阻力：支柱所能承受的最大负载能力， 又称额定工作阻力。
(a) 急增阻式； (b) 微增阻式；
(c) 恒阻式
10/22/2019
第五章采场顶板支护方法
第五章采场顶板支护方法第五章采场顶板支护方法第五章采场顶板支护方法第一节顶板分类与底板特征一、对直接顶的分析直接顶的完整程度取决于两个因素：一个是岩层本身的力学性质，另一个是直接顶岩层内由各种原因造成的层理和裂隙的发育情况。
以直接顶的初次垮落步距L 0作为直接顶分类的工程指标，并将初次垮落步距L 0 ≥16 ~ 20 m 的顶板称为稳定顶板，把L 0 ≤8 m 的顶板称为不稳定顶板，对L 0 = 9～15 m 之间的顶板则称为中等稳定顶版。
西德埃森采矿研究中心提出。
端面破碎度是指支架前粱端部到煤壁间顶板破碎的程度，即破碎度以％表示。
式中F A 为破碎的面积，F 为整个梁端到工作面煤壁的面积。
但一般冒高超过5 ~ 10 cm 的面积才计入破碎面积。
根据西德鲁尔区的大量测定，可将该区的顶板分为三大类：一类为E = 0～10％；二类为E = 11%～30％，。
三类为E > 30％。
对于第三类，则无论从支架设计及生产管理上均应使端面距尽可能地小，以防止顶板冒落。
这三类端面距与顶板破碎度的关系如图5-1所示。
图5-1 端面距与顶板破碎度的关系 A FF二、对基本顶的分析在基本顶原分类中引入了直接顶厚度h i与煤层采高h m的比值N，N=h i/ h m。
分类认为：Ⅰ．N> 5，这时基本顶的垮落与错动对工作面支架无多大影响，称为无周期来压或周期来压不明显的顶板。
Ⅱ．2 < N< 5，这时基本顶的失稳对工作面支架有较为严重的影响，称为有周期来压的顶板。
Ⅲ．N< 2，甚至没有直接顶。
这时，基本顶的悬露与垮落都将对工作面支架有严重的影响。
称为周期来压严重的顶扳。
Ⅳ．基本顶特别坚硬，又无直接顶。
这时顶板常在采空区内悬露上万平方米而不垮落。
当其垮落时，则形成暴风，顶板往往沿工作面切落，造成事故。
这类顶板称为极坚硬顶板。
由于大面积坚硬顶板难以处理，长时期来，仍然只能使用煤柱支撑法来管理这类顶板，即每采一定距离后，采空区内留一段煤柱，以防止顶板冒落。
顶板支护
顶板支护根据工程类比及支护设计计算确定支护方案（包括支护方式布置）：1、顶煤厚度大于或等于800mm，顶板完好根据石圪台煤矿顶板特点，对于煤层厚度大，顶板留有顶煤且顶煤厚度大于800mm时，采用“锚杆+铅丝网（行人侧）+锚索”支护，锚杆选用A3圆钢锚杆，循环进度为11m，锚索滞后锚杆一循环支护，锚杆间排距为1×1m、锚索间排距为2.5×3.0m，每排两根锚索。
材料规格：锚杆规格Φ16×1800mm、锚索规格Φ15.24×6500mm、铅丝网2.5×10m。
2.无顶煤或顶煤厚度小于800mm，顶板完好采用“锚杆+钢筋网+锚索”支护，锚杆间排距为1×1m、锚索间排距为2.0×1.0m。
采用“二一”布置方式，全断面铺设钢筋网片，循环进度11m，锚索跟至工作面。
材料规格：螺纹钢锚杆Φ18×2100mm、钢筋网φ6.5×1200mm钢筋网（网孔150×150mm）、锚索规格φ17.8×6500mm 。
3.无顶煤，顶板破碎采用“锚杆+钢筋网+锚索+钢筋钢带支护，锚杆间排距为1×1m、锚索间排距为 1.5×2.0m，每排三根锚索（带钢带），每排锚索间增加两根锚索，锚索形成“五花”布置，全断面铺设钢筋网片，循环进度不大于6m，必要时掘一米支护一米，锚索支护至工作面掌子头。
材料规格：螺纹钢锚杆Φ18×2100mm、钢筋网φ6.5×1200mm钢筋网（网孔150×150mm）、锚索规格φ17.8×8000mm。
4. 冒顶区支护根据冒顶区情况，先进行锚索锁口，防止冒顶区域扩大，然后对顶板进行“锚杆+钢筋网+锚索”进行支护，锚杆间排距为1×1m，锚索根据顶板情况布置，原则上间排距不超过1.5m。
锚杆、锚索支护完成后进行架棚，棚梁采用11#矿用工字钢，棚腿为内注式液压单体，棚距为1m，一梁二柱，采用道木刹顶严实。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
42
42
工作面支架的结构、性能和选择
（三）支撑掩护式液压支架
– 实质上就是支撑式和掩护式的组合型支架。这以支撑为主，同时又 有掩护作用，故称为支撑掩护式支架。它由较长的顶梁、较短的掩 护梁、四根立柱组成。
图11—16 支撑掩护式液压支架 1、2—护帮装置；3—前梁；4—顶 梁；5、6—立柱；7—掩护梁； 8 、9—连杆；10—底座；11—推移 装置
15
四、底板特征
底板在矿压控制中的两个方面： 1. 底板破坏
16
2. 支护体系 底板－支架－顶板 底板比压：支架底座 单位面积 底板 插底破坏形式
17
底板分类方案P127
18
第二节 采场支架类型与支架力学特性
1. 工作面支架的工作特性
19
各种工作阻力的含义
20
我国工作面支护设备发展历程
木支柱单体→金属支柱→单体液压支柱→ 液压支架
第五章 采场顶板支护方法
1
顶板分类与底板特征 采场支架类型与支架力学特性 采场支架与围岩相互作用原理 综采机械化采煤工作面顶板控制设计 单体液压支柱工作面顶板控制原则 采场来压预报与支护质量监测
2
重点掌握： 控制矿山压力的基本手段 工作面支架的工作特性 单体支架的工作特性 单体支架的支护方式 液压支架的分类及其适用条件 回采工作面支架与围岩石关系 回采工作面顶板压力的估算 支架初撑力对顶板管理的影响
43
43
44
支撑掩护式支架受力分析 特点：顶梁长度较掩护式支架长，增加了支撑力，缩短了
掩护梁长度，加长了掩护梁的坡度，同时改善了支架底座 与底板受力情况，但也导致控顶距增大，价格较高，重量 较大，支架结构较复杂等缺陷。
45
后排支柱支撑在顶梁上时，支架高度的 改变对支撑力的影响不大，支撑效率较 高。 而后排支柱支撑在掩护梁上时，后柱倾 角大，支架的支撑阻力要降低。
工作面顶板来压 前，工作面顶 板断裂有先后 顺序，每个部 分断裂时支柱 压力会增大， 根据此性质进 行采场来压预 报。
53
8
R1平行于层面；R2垂直于层面；R3为向煤壁方向倾斜； R4向采空区方向倾斜；R5为楔形裂隙。 这些裂隙可能使顶板在毫无预兆的情况下局部冒顶。
9
10
5.直接顶的定量分析（衡量指标）
根据垮落步距：大于等于16-20m为稳定顶板；介于9－ 15m之间的中等稳定顶板；小于等于8m为不稳定顶板。 直接顶端面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的 程度。FA/F％，破碎的面积，梁端到工作面煤壁的面积。 一般冒高超过5-10cm的面积才计入破碎面积。
48
缺点： 支架工作空间小，因而通风断面小， 行人也不方便。除此之外，由于增加了掩 护梁，支架重量有所增加。
49
采场来压预报与支护质量监测
工作面顶板来压前，工作面顶板断裂有先后 顺序，每个部分断裂时支柱压力会增大， 根据此性质进行采场来压预报。
50
单体液压支柱压力监测方法
51
52
采场来压预报与支护质量监测
30
走向棚
倾斜棚
31
悬梁与支柱的关系
32
采用正悬臂时，机道顶板有悬臂支护，必要时还可掏梁窝提 前挂梁，打贴帮柱等，因此机道的安全条件比较好。在架设 悬梁时，应使舌端对着煤壁，以便在需要掏梁窝时，梁窝可 以小些。这种方式的悬梁靠采空区一侧伸出不长，因而不易 折损
33
采用倒悬臂时，回撒靠采空区一侧的支柱，不易被矸石埋住。 当顶板比较破碎时，掏梁窝比较浅。因而容易挂梁。这种方 式回柱时比较安全。
28
无排柱放顶
当工作面直接顶比较破碎时，切落顶板已不 成问题。此时，由于直接顶比较破碎，已 不可能通过切顶支架对老顶形成控制力矩。 因此不使用切顶支架，而是以加强工作面 支护为主。称无排柱放顶。
29
单体支柱其他布置形式
1.带帽点柱支护 在直接顶比较完整时使用。柱帽一般用厚为50-100mm， 长为0.3-0.5m的木板或半圆木制成。 2.棚子支护 直接顶为中等稳定或比较破碎时采用这种支护方式。一 般棚子多由一梁二柱组成。为了保证直接顶不发生局部冒 顶，在破碎顶板条件下，棚子的梁与梁之间还应采取加木 背板、竹笆等护顶措施。 梁的布置方式根据顶板岩层裂隙的产状来定，当裂隙平 行于工作面时，采用走向棚。当裂隙垂直于工作面时，采 用倾斜棚。
图11—14 节式液压支架 1—梁；2—立柱；3—底座 ；4—千斤顶；5—阀座； 6—弹簧钢带
41
41
工作面支架的结构、性能和选择
（二）掩护式液压支架
– 这种支架一般由顶梁、掩护梁、底座、立柱、连杆、推移和操纵装 置等组成。这种支架的顶梁较短，掩护梁较长，其上、下端分别与 顶梁和底座铰接，而立柱一般是支承在掩护梁与底座之间，承受掩 护梁上的矸石，故称为掩护式支架。 – 这种支架防护性能好，尤其是破碎顶板情况下更为突出。但支撑力 较小；切顶性能较差；工作空间较小，不利于操作和通风。
46
根据分析，图5-29，支撑掩护式支架力平 衡区的宽度较大，当支架的合力作用点位 于前排支柱上方时，其承载能力相当于前 排支柱的工作阻力，如果两排支柱的工作 阻力相等，则相当于最大工作阻力之半。 可见该型支架对顶板的适应能力较强。
47
3.支撑式掩护支架
优点:
1.缩小了控顶距，减少了托梁与顶板之间反复支撑的 次数，提高了支架对机道上方顶板的支撑力； 2.支架的结构可以承受一定水平推力，因而可以实现 承载前移。 3.挡矸性能良好，因而采空区矸石不能涌入回采工作 空间。
11
端面破碎度与端面距和直接顶的强度有关。 顶板冒落敏感度，我国称顶板破碎指数（端面距 为1m的破碎度） 0－10%；11%－30%；大于30%三类
12
二、对老顶的分析
1.老顶对工作面的影响 2.根据直接顶厚度与采高的比值（N=hi/hm）对顶板进行 分类： Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
N＞5 无周期来压或周期来压不明显的顶板
3
5.1 顶板分类与底板特征
1. 2.
1.
2.
控制回采矿山压力的重要性 总体角度（矿井设计的问题） 局部 （支护和采空区处理） 直接顶与老顶的关系 控制工作面矿山压力的方法 掌握矿山压力的规律 回采工作面支架
4
回采工作面支架的两个特性 1. 可缩性 2. 良好的支撑性能 支架的性能：支架的支撑力与支架的可缩 性的关系特征（P-Δs曲线）。 结构←工作面围岩（老顶、直接顶和直接底） →载 荷
34
支柱的布置方式：齐梁式与错梁式两种
35
齐梁式支护是指悬梁端 与工作面相齐。支柱排 成直线状。根据截深与 顶梁长度的关系．可分 为两种，一种是截深与 顶梁长度相同，另一种 为截深是顶梁长度之半。 一般都采用正悬臂式支 护。
36
错梁式这种布置方式的截深是 顶梁长度的一半。每进一尺， 隔一架棚桂一根梁。顶梁交错 向前。这样挂梁少，进机速度 快，支护及时。此时支柱也可 成直线状或交错状。 进第一刀时一般要间隔打临时 柱，第二刀才支正式柱，回临 时柱。此种支护方式一般在顶 板比较破碎时使用。
37
三、液压支架支护方法分析
液压支架分类 1. 按对顶板的支撑面积与掩护面积的比值进 行分类
38
39
2.按支架结构进行分类 有掩护梁即为掩护式支架 无掩护梁为支撑式支架 常用的：支撑式 掩护式 支撑掩护式
40
图11—13 垛式液压支架 1—顶梁；2—前梁；3—立 柱；4—控制阀；5—推移装置 ；6—底座
5
第二节 采场支架类型与支架力学特性
1. 工作面支架的工作特性
6
对直接顶的分析 1. 直接顶的重要性 2. 直接顶完整程度的两个因素（岩性、裂隙） 3. 直接顶稳定性的分类 破碎顶板 中等稳定顶板 完整顶板P122
7
4. 裂隙分类
a. 裂隙的发育情况
原生裂隙:形成过程中，由于温度、矿物 结晶有沉积的作用而形成的弱面。 构造裂隙 压裂裂隙 b. 裂隙面与工作面顶板的位置关系 五种裂隙及其组合，复合裂隙最为不利
2＜ N ＜ 5有周期来压的顶板 N＜ 2 周期来压严重的顶板 老顶特别坚硬，有无直接顶，采用爆破法，注水软化法。 基本解决。 Ⅴ能塑性弯曲顶板 顶板随工作面的推进能缓慢下沉，而后逐渐与煤层底板 相接触。一般只可能在薄煤层或厚度不大的中厚煤层的石 灰岩顶板中才出现。
13
14
三、缓倾斜煤层采煤工作面分类方案
21
液压支柱的结构及其特性
22液压支柱工ຫໍສະໝຸດ 原理23适用条件（p126 ） 内注式－薄及行走困难工作面 外注式－缓倾斜和倾斜中厚工作面
24
25
26
单体液压支柱受力分析
27
有（无）排柱放顶
在使用全部垮落法处理采空区时，把支柱分为工作面支柱与切 顶支柱两部分，利用切顶支柱将直接顶沿采空区切落，这种支 护方式称为有排柱放顶。其切顶支柱的工作阻力远大于工作面 支柱。这种支撑力分布适应于直接顶比较稳定，而且老顶周期 来压比较剧烈的工作面。