采煤工作面顶板管理基本知识
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3）老顶。位于直接顶或煤层之上坚硬而难跨落的岩层称 为老顶，也叫基本顶。通常有砂岩、石灰岩、砂砾岩所组 成。
4）直接底。直接位于煤层下面的岩层。如为较坚硬的岩 石时，可作为采煤工作面支柱的良好支座；如为泥质页岩 等松软岩层时，则常造成底臌和支柱插入底板等现象。
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二、煤层顶底板岩层构成
有些煤层同时存在伪顶、直接顶和老顶；也有些煤层上面， 没有伪顶，只有直接顶和老顶；有的缺少伪顶、直接顶， 煤层上面就是老顶。这样也就增加了顶板管理的难度，判 断和处理不对，就会造成顶板事故的隐患，严重影响了采 场支护质量，易造成顶板事故。
（1）直接顶薄，厚度小于采高的2~3倍。 （2）直接顶上面老顶分层厚度小于5~6m。
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23
冒顶的前兆：
（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。 （4）靠煤壁顶板断裂。 （5）靠煤壁顶板掉渣。 （6）摩擦支柱放炮。
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24
冒顶的机理
（1）垮落带老顶岩块压坏支架导致冒顶。
采面顶板管理基本知识
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一、顶板管理的重要性
顶板事故是煤矿生产中五大自然灾 害（水、火、瓦斯、矿尘、冒顶）之一， 它是煤矿中最常见的又是最易发生的事 故。
顶板
回采工作面冒顶事故 2/3~3/4
事故
巷道冒顶事故
精品课件 1/4~1/3
二、煤层顶底板岩层构成
要充分认识和掌握采煤工作面矿山压力对顶板事故的作 用和规律，必须首先弄清煤层顶底板岩层的构成及其移 动规律。根据顶底板岩层离煤层的距离及对开采工作的 影响程度不同，煤层的顶底板岩层可分为：
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3.推垮型冒顶
（1）金属网下的推垮型冒顶； （2）采空区冒矸冲入采场的推垮型冒顶。
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14
4.综合类型的冒顶
（1）厚层难冒顶板导致的大面积冒顶。 （2）地质破坏（断层）带附近的冒顶。 （3）大块游离顶板导致的冒顶，包括复合顶板推垮
型冒顶，冲击推垮型冒顶，大块游离顶板旋转 推垮型冒顶，以及直接顶导致的压垮型冒顶。
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二、煤层顶底板岩层构成
直接顶的完好程度将直接影响工作面的安全及工作面的工 作效率，而且也影响到支护方式的选择。直接顶的完好程 度取决于两个因素：一是岩层的力学性质；二是直接顶岩 层内各种原因造成的层理和裂隙的发育情况。直接顶岩层 内各种层理或裂隙等“弱面”的存在将直接影响到直接顶 在悬露时的稳定性。常常把这些“弱面”简称“劈”。而 其中有些“劈”的组合形式，对直接顶的稳定性影响较大。 这类游离岩块的劈可能在顶板毫无预兆的情况下发生局部 冒顶。
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17
如果直接顶厚度小于2~3倍的采高，开始时老顶呈双固支梁状态， 它把自身及上部岩层的重量都加到了工作面周围的煤体上，工作面 无老顶压力感觉。
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œ 当老顶岩梁达到极限跨距时，弯曲、下沉、断裂。工作
面顶板下沉加快、煤壁片帮、支架受力增加，甚至出现 顶板台阶等老顶来压现象。
2.老顶初次来压：工作面回采以来的第一次老顶大规模来 压。初次来压步距一般20~35m。
1）伪顶。紧贴在煤层之上，极易跨落的薄岩层称为伪顶。 通常由炭质页岩等柔弱岩层组成，厚度一般小于0.5m， 随采随冒。
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二、煤层顶底板岩层构成
2）直接顶。位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性， 由一层或若干层组成，厚度不定，不很坚硬，回柱后能自 行跨落的岩层称为直接顶。通常由泥质页岩、页岩、砂质 页岩等组成，具有随回柱放顶而跨落的特征。
œ 当老顶在采空区受剪力时；当老顶上位岩层对老顶施加力时；老顶 的断裂性质不变，而且位置更深入煤体内。
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œ（2）老顶，若位于垮落带中，则在采空区中多以悬臂梁状态存在；若在裂 隙带中，则以砌体梁结构存在。
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22Байду номын сангаас
(二)压垮型冒顶的机理及预防措施
1.冒顶机理及预防措施
Ö 压垮型冒顶的顶板条件：
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1.压垮型冒顶
（主要发生在老顶来压时） （1）垮落带老顶岩块压坏采场支架； （2）垮落带老顶岩块冲击压坏采场支架； （3）裂隙带老顶岩块压坏采场支架。
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2.漏冒型冒顶
（1）大面积漏垮型冒顶 ； （2）靠煤壁附近的局部冒顶； （3）采场两端（机头、机尾）的局部冒顶； （4）放顶线附近的局部冒顶。
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。
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（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。
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（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。
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三、采煤工作面顶板管理
多数采煤工作面直接顶是呈不规则跨落的。
当工作面自开切眼推进后，直接顶一般并不立即跨落下 来，而是待工作面推进一定距离以后，才会大面积跨落， 这称为直接顶初次跨落。直接顶初次跨落时，工作面放 顶线与开切眼之间的距离称为直接顶初次跨落步距，它 是反映直接顶稳定程度的一个综合指标，对顶板事故有 着直接影响。直接顶初次跨落后，就要进行第一次放顶， 称为工作面的初次放顶。由于初次放顶是直接顶的大面 积跨落，容易发生冒顶事故。为此《煤矿安全规程》规 定了采煤工作面的初次放顶必须制定安全措施，报矿总 工程师批准。
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预备知识：采动后顶板活动的一般规律
1.直接顶的初次垮落：垮落厚度在1.0m以上，垮落长度
达工作面长度的一半以上。垮落步距一般为6~20m。
2020/8/10
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如果直接顶厚度大于或等于2~3倍的采高，则能填满采空区，采面 无老顶活动威胁。但老顶还是要弯曲、下沉和断裂的。但老顶活动 不明显。
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3.老顶周期来压：老顶初次来压后，周期性的断裂、下沉， 工作面内周期性出现顶板下沉加快、煤壁片帮、支架受 力增加，以及出现顶板台阶等老顶来压现象。周期来压 步距一般为初次来压步距的1/2~1/4。
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4.老顶来压的两个问题：
（1）当初撑力较低时，老顶往往断裂在煤壁之内。（剪切力 为零点在煤壁内，对应弯矩最大点。）
4）直接底。直接位于煤层下面的岩层。如为较坚硬的岩 石时，可作为采煤工作面支柱的良好支座；如为泥质页岩 等松软岩层时，则常造成底臌和支柱插入底板等现象。
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二、煤层顶底板岩层构成
有些煤层同时存在伪顶、直接顶和老顶；也有些煤层上面， 没有伪顶，只有直接顶和老顶；有的缺少伪顶、直接顶， 煤层上面就是老顶。这样也就增加了顶板管理的难度，判 断和处理不对，就会造成顶板事故的隐患，严重影响了采 场支护质量，易造成顶板事故。
（1）直接顶薄，厚度小于采高的2~3倍。 （2）直接顶上面老顶分层厚度小于5~6m。
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冒顶的前兆：
（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。 （4）靠煤壁顶板断裂。 （5）靠煤壁顶板掉渣。 （6）摩擦支柱放炮。
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冒顶的机理
（1）垮落带老顶岩块压坏支架导致冒顶。
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一、顶板管理的重要性
顶板事故是煤矿生产中五大自然灾 害（水、火、瓦斯、矿尘、冒顶）之一， 它是煤矿中最常见的又是最易发生的事 故。
顶板
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二、煤层顶底板岩层构成
要充分认识和掌握采煤工作面矿山压力对顶板事故的作 用和规律，必须首先弄清煤层顶底板岩层的构成及其移 动规律。根据顶底板岩层离煤层的距离及对开采工作的 影响程度不同，煤层的顶底板岩层可分为：
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3.推垮型冒顶
（1）金属网下的推垮型冒顶； （2）采空区冒矸冲入采场的推垮型冒顶。
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4.综合类型的冒顶
（1）厚层难冒顶板导致的大面积冒顶。 （2）地质破坏（断层）带附近的冒顶。 （3）大块游离顶板导致的冒顶，包括复合顶板推垮
型冒顶，冲击推垮型冒顶，大块游离顶板旋转 推垮型冒顶，以及直接顶导致的压垮型冒顶。
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二、煤层顶底板岩层构成
直接顶的完好程度将直接影响工作面的安全及工作面的工 作效率，而且也影响到支护方式的选择。直接顶的完好程 度取决于两个因素：一是岩层的力学性质；二是直接顶岩 层内各种原因造成的层理和裂隙的发育情况。直接顶岩层 内各种层理或裂隙等“弱面”的存在将直接影响到直接顶 在悬露时的稳定性。常常把这些“弱面”简称“劈”。而 其中有些“劈”的组合形式，对直接顶的稳定性影响较大。 这类游离岩块的劈可能在顶板毫无预兆的情况下发生局部 冒顶。
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如果直接顶厚度小于2~3倍的采高，开始时老顶呈双固支梁状态， 它把自身及上部岩层的重量都加到了工作面周围的煤体上，工作面 无老顶压力感觉。
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œ 当老顶岩梁达到极限跨距时，弯曲、下沉、断裂。工作
面顶板下沉加快、煤壁片帮、支架受力增加，甚至出现 顶板台阶等老顶来压现象。
2.老顶初次来压：工作面回采以来的第一次老顶大规模来 压。初次来压步距一般20~35m。
1）伪顶。紧贴在煤层之上，极易跨落的薄岩层称为伪顶。 通常由炭质页岩等柔弱岩层组成，厚度一般小于0.5m， 随采随冒。
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二、煤层顶底板岩层构成
2）直接顶。位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性， 由一层或若干层组成，厚度不定，不很坚硬，回柱后能自 行跨落的岩层称为直接顶。通常由泥质页岩、页岩、砂质 页岩等组成，具有随回柱放顶而跨落的特征。
œ 当老顶在采空区受剪力时；当老顶上位岩层对老顶施加力时；老顶 的断裂性质不变，而且位置更深入煤体内。
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œ（2）老顶，若位于垮落带中，则在采空区中多以悬臂梁状态存在；若在裂 隙带中，则以砌体梁结构存在。
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(二)压垮型冒顶的机理及预防措施
1.冒顶机理及预防措施
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1.压垮型冒顶
（主要发生在老顶来压时） （1）垮落带老顶岩块压坏采场支架； （2）垮落带老顶岩块冲击压坏采场支架； （3）裂隙带老顶岩块压坏采场支架。
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2.漏冒型冒顶
（1）大面积漏垮型冒顶 ； （2）靠煤壁附近的局部冒顶； （3）采场两端（机头、机尾）的局部冒顶； （4）放顶线附近的局部冒顶。
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。
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（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。
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（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。
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三、采煤工作面顶板管理
多数采煤工作面直接顶是呈不规则跨落的。
当工作面自开切眼推进后，直接顶一般并不立即跨落下 来，而是待工作面推进一定距离以后，才会大面积跨落， 这称为直接顶初次跨落。直接顶初次跨落时，工作面放 顶线与开切眼之间的距离称为直接顶初次跨落步距，它 是反映直接顶稳定程度的一个综合指标，对顶板事故有 着直接影响。直接顶初次跨落后，就要进行第一次放顶， 称为工作面的初次放顶。由于初次放顶是直接顶的大面 积跨落，容易发生冒顶事故。为此《煤矿安全规程》规 定了采煤工作面的初次放顶必须制定安全措施，报矿总 工程师批准。
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预备知识：采动后顶板活动的一般规律
1.直接顶的初次垮落：垮落厚度在1.0m以上，垮落长度
达工作面长度的一半以上。垮落步距一般为6~20m。
2020/8/10
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如果直接顶厚度大于或等于2~3倍的采高，则能填满采空区，采面 无老顶活动威胁。但老顶还是要弯曲、下沉和断裂的。但老顶活动 不明显。
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3.老顶周期来压：老顶初次来压后，周期性的断裂、下沉， 工作面内周期性出现顶板下沉加快、煤壁片帮、支架受 力增加，以及出现顶板台阶等老顶来压现象。周期来压 步距一般为初次来压步距的1/2~1/4。
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4.老顶来压的两个问题：
（1）当初撑力较低时，老顶往往断裂在煤壁之内。（剪切力 为零点在煤壁内，对应弯矩最大点。）