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第五章 顶板管理与事故防治（班组长） 第一节 矿山压力 一、矿山压力基础知识 （一）、概念： 矿山压力：由于地下采掘活动的影响而引起的岩层作用在井巷、硐室和采掘工作面周围煤岩体中以及支护物上的各种力的总称，简称矿压，也称地压。 矿压显现：在矿山压力作用下，会引起许多外在的力学现象，如顶板下沉、底板鼓起、巷道变形、岩体破坏甚至大面积冒落、煤壁片帮或突然抛出、支架变形或损坏以及大量岩层移动、地表塌陷等。这些在矿山压力作用下，围岩或各种人工支护物呈现的各种力学现象，统称为矿山压力显现，简称矿压显现。 顶板管理（工作面顶板控制）：是指采煤工作面工作空间支护和采空区处理工作的总称。 （二）、矿山压力分布规律： 支承压力： 原岩应力： 支承压力分布范围： 支承压力的峰值（KYH）： 应力集中系数（K）： 煤层的埋深（H）： 上覆岩层的平均容重（Y）：单位（t/m3） 1、采煤工作面周围支承压力分布 ⑴、采煤工作面前、后方支承压力 分布形态：可分为应力降低区（减压区）、应力增高区（增压区）、应力不变区（稳压区）。 分布特点的解释是： ⑵、工作面两侧的支承压力分布 2、采空区上覆岩层移动情况 当采空区 达到一定范围时，岩层一定就会波及到地表，引起地表的下沉，形成地表移动盆地。一般从工作面到地表把上覆岩层按其移动的特征分为垮落带、断裂带及弯曲带。 ⑴、垮落带 ⑵、断裂带 ⑶、弯曲带 （三）、影响矿山压力显现的因素 1、开采技术条件 ⑴、工作面顶板岩层 ⑵、断层与褶曲 ⑶、挤压带与破碎带 ⑷、节理和裂隙 ⑸、煤层倾角 2、生产技术因素 ⑴、开采深度对开采的影响 ⑵、工作面推进速度对开采的影响 ⑶、上部煤层中遗留煤柱对开采的影响 ⑷、采高与控顶距对开采的影响 二、采煤工作面顶板控制方法 工作面顶板控制：就是采煤工作面工作空间支护和采空区处理工作的总称，曾称顶板管理。 采煤工作面支护：工作面支护包含“支”和“护”两个方面，“支”就是要求支柱或支架有一定的承载能力，能与工作面顶板压力相对平衡，并能防止来压时顶板沿煤壁切断。“护”则要求支架的架设能适应顶板破坏的特征，防止小岩块掉落，保证安全生产。 （一）、工作面支架分类及布置方式 1、戴帽点柱支护 2、棚子支护 3、悬臂支护 4、液压支架 ⑴、液压支架：是以液压为动力，使支护顶板、移架、切顶、推移输送机等工序一起完成进行顶板支护的设备。 ⑵、优点：支护性能好、强度高、移设速度快、安全可靠等。 ⑶、综合机械化采煤：液压支架与可弯曲输送机和采煤机配套使用，组成了采煤工作面的综合机械化设备，实现了综合机械化采煤。 ⑷、液压支架的分类：可分为支撑式、掩体式、支撑掩护式三种。 ⑸、《规程》对液压支架要求： （二）、采空区处理 处理方法有垮落法、充填法、缓慢下沉法及煤柱支撑法四种。 1、垮落法 2、充填法 3、缓慢下沉法 4、煤柱支撑法 三、全部垮落法控制顶板时顶板垮落规律及安全措施 （一）、采煤工作面直接顶初次垮落及安全措施 直接顶的初次垮落： 直接顶初次垮落的预兆： 直接顶初次垮落步距： 直接顶初次垮落时应采取的安全措施： （二）、采煤工作面老顶初次来压及安全措施 老顶的初次垮落： 老顶初次破断在采煤工作面的矿压显现： 老顶初次来压： 老顶的初次来压步距： 老顶初次来压过程大体经过三个阶段： 老顶初次来压的特点有： 回采工作面初次来压时应采取的安全措施： （三）、采煤工作面老顶的周期来压及安全措施 1、采煤过程中的老顶的变化情况： 2、周期来压： 3、来压周期： 4、周期来压步距： 5、影响周期来压步距的条件： 6、周期来压步距的特点： 7、周期来压显现是： 8、周期来压时，单体支架工作面应采取的措施： （四）坚硬顶板控制安全技术 1、坚硬顶板初次放顶的危害。 2、何为压垮型冒顶： 3、长壁工作面坚硬顶板来压时的规律是： 4、刀柱采煤法坚硬顶板的来压规律是： 5、坚硬难冒顶板灾害的防治 1）、提前强制爆落顶板的方法： 2）、灌注压力水处理坚硬难冒顶板的方法： 3）、合理选择支架类型 4）、明确规定允许悬顶面积 5）、预测预报 四、单体支柱支护工作面时的顶板控制 （一）、支柱类型与结构性能 1、木支架是由木材顶柱和顶梁组成。 2、摩擦式金属支柱是指利用摩擦力产生支承力的可缩性支柱。 分类： 摩擦式金属支柱与金属铰接顶梁组成单体支架支护工作面。组成单体支架的操作程序是： 3、单体液压支柱 是利用液体压力产生工作阻力，并实现升柱和卸载的单根可缩性支柱。 分类： 操作的要求是： （二）、支架架设要求及回柱放顶安全措施 1、支护材料的选择: 2、支架架设要求 3、回柱时的操作注意事项主要有 4、工作面有下列情况之一时，不准回柱放顶 五、综采工作面顶板控制 液压支架是以液压力为动力实现升降