采场顶板支护方法

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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
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各种工作阻力的含义
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我国工作面支护设备发展历程
木支柱单体（急－微） →金属支柱（急－ 微）单体液压支柱→液压支架
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液压支柱的结构及其特性
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液压支柱工作原理
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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
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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
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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
第五章 采场顶板支护方法
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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
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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
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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
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4. 裂隙分类
a. 裂隙的发育情况 原生裂隙 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
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3.支撑式液压支架支护方式分析
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支撑式支架的适用条件
一般性结构的支撑式液压支架，比较适应于直接 顶比较完整的工作面，若周期来压又较剧烈则更 易于适应。 但对特别坚硬的顶扳却又由于支柱承受不了强大 的水平推力而不相适应。在破碎顶板条件下，则 必须采取有效的护顶措施，才能得到良好的使用 效果。 支撑式支架通风断面大、行人方便、结构简单， 在瓦斯矿井中使用具有很大的优越性。 采高在1.5m以下，直接顶3、4类，底板Ⅲ类以上， 煤层倾角20°以内的长壁工作面。
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3.支撑式掩护支架支护方式分析
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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.在顶板局部冒顶情况下，可以考虑不勾顶；
3.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。
4.挡矸性能良好，因而采空区矸石不能涌入回采工 作空间。
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5.1 顶板分类与底板特征
控制回采矿山压力的重要性 1. 总体角度（矿井设计的问题） 2. 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 1. 掌握矿山压力的规律 2. 回采工作面支架
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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
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5.直接顶的定量分析
根据垮落步距 直接顶端面破碎度 FA/F％
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顶板冒落敏感度（端面距为1m的破碎度）
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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 N＞5 无周期来压或周期来压不明显的顶板 Ⅱ 2＜ N ＜ 5有周期来压的顶板 Ⅲ N＜ 2 周期来压严重的顶板 Ⅳ 极坚硬顶板 Ⅴ能塑性弯曲顶板
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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。
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4.支顶掩护式支架支护方式分析
具备上述支架的优点。
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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。
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三、缓倾斜煤层采煤工作面分类方案
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四、底板特征
底板在矿压控制中的两个方面： 1. 底板破坏
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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
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底板分类方案
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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。
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