缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类

c 如果煤层尚未开采，可根据地质条件相近的相邻煤层的综合弱化常量（ z ）
钻孔岩心的取样试验，确定直接顶下位岩层的单向抗压强度及直接顶平均分层厚 度，按式（3）计算直接顶初次垮落距，同表 3 确定直接顶类别。 三、基本顶分级 （一）级别顶分级
根据基本顶压力显现强烈程度，将基本顶进行分级，其分为四级。其中，Ⅳ 级又分两个亚级。级别名称和代码见表 5. （二）分级指标
代号 名称
基本顶级别 分级指标
Ⅰ级 不明显
Ⅰ级
p e
≤895
表５ 级别名称及代号
Ⅱ级
Ⅲ级
明显
强烈
表 6 基本顶分级指标
Ⅳ级
Ⅳa
Ⅳb
非常强烈
Ⅱ级
Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅳa
Ⅳb
895＜
p e
≤975
975＜
p e
≤1075
1075＜
p e
≤1145
p e
＞1145
(三)各级基本顶相应的典型地质技术条件的组合（表７）
.7
2.6
数度
参分 考层
hc ＝
区 厚 ０.26+-0.12
间度
5
hc =0.285+-0
.13
hc =0.51+-0.
355
hc =0.675+-0.
34
hc =0.72+-0.
34
等
效
h R 抗 o c <７.
弯 ５２ 能
h h R o c <２.
R o c <７.
９－１１.４ ８－２９.１
h R o c <３３
2b
求出其平均值 r ，查表３确定该煤层直接顶所属类别。
表 4 2 类直
基本指标的划 分
8< t ≤12 12< t ≤18
n
l ＝ ri
r
i 1
式中 ２．
lri ——同一煤层已开采工作面的实测直接顶垮落距；
N —－同一煤层已开采工作面数，一般应不少于３。 同一煤层已采工作面推算未采工作面：
L L 如已知基本顶周期来压步距（ p ），可用式（8）推算初次来压步距（ f ）：
Lf
=2.45
Lp
（8）
３． 直接顶充填系数计算：
N = hi / hm
（1） 直接顶厚度确定原则：
（9）
h 当直接顶厚度小于 6 倍采高时， i 取实数直接顶厚度；
h h 当直接顶厚度大于 6 倍采高时，取 i =6 m 。
＝
37 1 7 4 2
2
5
0
0
１
典
型 Lf /
hm
＝
＜ 30-3 34-3 38-4 43-5 58-6 66-85 85-96 >96
条m
30 4 ２
8
3
8
6
件
hm ＜ 24-2 24-2 27-3 35-4 46-5
＝
53-68 68-78 >78
24 7 7 1 6 3
３
hm ＜ 19-2 22-2 27-3 31-4 41-4
－１０４
h R o c <４
５.５－１ ３９.４
力
c h 注：参考指标中， R z 、 c 、 o 均为该类顶板各煤层相应参数的平均值加减速
均方差。
（三）２类直接顶的划分
接顶的划分
对于２类直接顶，要根据需要分两个亚类，见表４。
（四）直接顶类别的确定方法
代号
１． 已采多个工作面的煤层： 2a
根据本煤层实测的起码接顶初次垮落距，按式（１）
板稳定性综合影响的常
量。
位于直接顶之上或直接
位于煤层之上难垮落的
岩层。
m
基本顶初次来压时，自
开切眼到煤壁的距离。
m
当基本顶初次来压步距
超过工作面长度½时，需
９ 基本顶周期来压
Lp
m
步距
１０ 直接顶充填系数
Ｎ
１１ 煤层采高
hm
m
要将进行修。修正衙的
L fe 称 为 修 正 基 本 顶
初次来压步距。 基本顶相邻两次来压之 间的距离
h 直 接 顶 厚 度 i 与 煤 层 h 采高 m 的比值。
二、 直接顶分类 （一） 类别名称
采煤工作面直接顶类别按其在开采过程中表现的稳定程度进行划分。共分为 ４类。其中，１类又为２个亚类。类别代号及名称见表２。
表２ 直接顶类别代号及名称
１类
１a
1b
不稳定
２类 中等稳定
３类 稳定
４类 非常稳定
（二） 分类指标和参考要素（表３） 表３ 直接顶分类指标及参考要素
定义或说明
M
直接顶下位岩石，其厚
度相当于Hale Waihona Puke Baidu层厚度的部
分中，按岩性和强度形
成的各组岩层的分层厚
度平均值。
M
ＧＢ／Ｔ１６４１４
（直接顶初次垮落距按
冒落长度超过工作面总
长度的 50%时工作面煤
壁至切眼煤帮之间的距
离计算。
M
按给定公式计算得到的
直接顶初次垮落距。
m.Mpa/ MPa 反映煤层顶板结构，分 层厚度和裂隙分布对顶
（1）
l 如已知煤层某工作面直接顶初次垮落距 ri 可按式（２）计算其综合弱化常
l 量，并进而按式（３）推进算该煤层其他工作面初次垮落距 rei ，取不少于３个
工作面的平均值，然后按表３，确定其接顶类别。
l 0 .1186 zc
c R h z ＝
cl ol
（2）
l c R h rei ＝8.94 z
表７ 各级基本顶相应的典型地质技术条件组合表
基本顶级别
Ⅰ级
Ⅱ级
分级界限/（Kn.
m2
）
p e
≤895
895＜
p e
≤975
Ｎ 间 1-2 3-4 1-2 3-4 区
Ⅲ级
975＜
p e
≤1075
1-2 3-4
Ⅳ级
Ⅳa
Ⅳb
p e
p 1075＜ e ≤ ＞
1145
114
5
1-2 3-4 1-2
hm ＜ 37-4 41-4 47-5 54-7 72-8 82-10 105-12 >12
缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类 一、 术语及代号（表１）
表１ 术语及代号
编号
术语名称
１ 直接顶厚度
２ 直接顶平均分层 厚度
３ 直接顶初次垮落 距
４ 计算直接顶初次 垮落距
５ 综合弱化常量
６ 基本顶
７ 基本顶初次来压 步距
８ 修正基本顶初次 来压步距
代号
hi ho
Lr
Lrc c2
Lf L fe
单位符号 M
p 基本顶的分级指标是基本顶初次来压当量（ e ），其值由基本顶初次来压步
L h 距（ f ），直接顶充填系数（N）和煤层采高（ m ）按式（4）确定。基本顶的
分级指标见表 6.
（4）
p L h e = 241.31 （ f ） — — 15.5N+52.6 m
p 式中 e ——基本顶初次来压当量，kＮ/㎡。
四周未采的工作面：
L fc =
一边采空或有走向断层的工作面:
Lf (1 k) /(1k)
L fc
=
(6)
两侧已采的工作面：
（5）
Lf 2(2 k) /(4 3k)
（7）
L fc
=
Lf 2(1 k) / (1k)
L 式中 k= f / Lw （ Lw 为工作面长度）；
µ——基本顶岩石的波桑系数（一般可取：砂质页岩，µ=0.35；砂岩，µ=0.2-0.3； 砾岩，µ=0.2）。 2．用周期来压步距推算初次来压步距：
＝
47-55 55-62 >62
19 2 7 1 1 7
４
（四）基本顶级别确定方法 1．计算初次来压步距：
L 当初次来压步距不超过工作面长度的½时，取其实测值作为式（4）的 f 。
如果初次来步压步距超过工作面长度½时，实测的初次来压步距需按照式（5）-
L 式（6）进行修正。将修正后的基本顶初次来压步距 Lfc 取代式（4）中的 f 。
cl oi
（3）
式中 Rcl -------已采工作面的单向抗压强度；
hoi --------已采工作面的直接顶分层厚度；
Rci ---------某未采工作面的单向抗压强度；
hoi ------某未采工作面的直接顶分层厚度。
3．当基本指标处在两类界线附近时，可根据岩性，结构特征，其他力学要素所
处区间判定所属类别。 4．未采煤层：
h （2） 煤层采高（ m ）确定原则；
一次采全高的工作面，以煤层厚度作为煤层采高； 分层开采的工作面，以分层次采高作为煤层采高。
p 4．计算初次来压当量平均值 e 及级别划分： L h p 由已采工作面的 f ，N， m ，按式（4）计算初次来压当量平均值 e ，然
后对照表 6 对该煤层基本面级别进行判定。
综
合
弱
cz ＝
化 0.163=+-0.0
常
64
cz =0.273+-0
.09
cz =0.30+0.1
2
czc =0.43+-0.
157
czc =0.48+-0
.11
量
主单
要向
力抗 学压 参强
Rc =27.94-1
0.75
Rc =36+-25.
75
Rc =46.3+-2
0
Rc =65.3+-33 Rc =89.4=-3
类别
１类
１a
1b
２类
３类
基本
r ≤4
4< r ≤8
8< r ≤18 18< r ≤28
４类
28< r ≤50
指标
岩性 和结 构特 征
泥岩、泥页 岩、节理裂 隙较发育或
松软
泥岩，碳质泥 岩节理裂隙
较发育
致密泥岩、粉 砂岩、砂质泥 岩节理裂隙
不发育
砂岩、石灰岩 节理裂隙很
少
致密砂岩、 石灰岩节理 裂隙极少