矿压与顶板管理.ppt

矿山压力与顶板管理 ×× （2）直接顶：覆盖在伪顶之上的岩层，常为数米厚的粉砂岩、页岩、泥岩等，比伪顶稳定，在采煤过程中，经常在采过一段时间后自行垮落，少数砂岩层需要进行人工放顶。 （3）老顶：位于直接顶之上的岩层，一般为厚层的粗砂岩、砾岩或石灰岩，采空后，较长时间内不易垮落，仅发生缓慢变形。 2）底板：分为直接底和老底两种类型 （1）直接底：直接位于煤层之下的岩层，厚数十厘米，多为富含植物根化石的泥岩和泥质页岩。由于这种岩石遇水后膨胀，容易引起底鼓现象，可造成运输线路或巷道支架的破坏。 （2）老底：位于直接底之下，常为厚层状砂砾岩或石灰岩。 煤层顶、底板的发育程度受当时沉积作用和后期构造运动的影响，因此不同地区的煤层顶底板性质及发育程度不同，有的煤层顶底板发育完好，几种类型的顶底板都有，有的煤层缺少某种类型的顶板或底板。 3. 矿山压力与矿山压力显现的关系 （1）矿压是矿压显现的原因，矿压显 现是矿压作用的结果。 （2）矿压存在是绝对的、不可控制的， 矿压显现是相对的、有条件的、可以控 制的。 （3）矿压显现与矿压大小并不成比例 三、矿山压力的分布规律 采煤工作面前后支撑压力分布 2.开采技术因素 1）巷道位置 （七）巷道矿山压力显现的基本规律 巷道掘进阶段（Ⅰ） 掘进巷道仅对小范围岩体造成扰动，故一般情况下矿压显现不会很剧烈. 采动影响稳定阶段（Ⅳ） 这是巷道围岩经受一次采动影响后重新进入相对稳定的阶段，故其围岩移动特征基本上与无采掘影响阶段类似。 第二节 采煤工作面矿压显现规律及顶板控制 二、全部垮落法控制顶板 （一）直接顶的初次垮落与初次放顶的安全措施 1）工作面直接顶的初次垮落 工作面自开切眼向前推进一段距离后（8-25米） 假如没有支护，直接顶悬露达到一定距离，在其重 力的作用下，就要开始跨落，称为工作面直接顶的 初次垮落 这时直接顶的跨距称为初次垮落步距。见图 《规程》规定： 采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。直接顶不能任其自然垮落。当工作面推进距离达到初次垮落距时，要进行初次放顶。采煤工作面初次放顶时必须制定安全措施，采煤区（队）长要亲临现场进行指挥。 初次来压特征：老顶初次来压比较突然。来压前回采工作空间上方的顶板压力比较小。因而往往容易使人疏忽大意。初次来压时，老顶垮距比较大，影响的范围也比较广，工作面易出现事故。 老顶初次来压对工作面的影响较大，因此必须掌握初次来压步距的大小，以便及时采取对策。在来压期间，必须加强支架的支撑力，尤其要加强支架的稳定性。一般可以采用木垛、斜撑等特种支架加强回采工作空间的支护。 老顶来压前，回采工作面的顶板压力并不大。但煤壁内的支承压力却达到了这种情况下的最大值。所以，煤帮的变形与塌落（片帮），常常是预示工作面顶板来压的一个重要标志。 2）.初次来压及来压时的安全措施 （1）加强来压的预测预报，掌握老顶初次来压步距； （2）适当缩小控顶距； （3）提高支护质量，增加初撑力和增加和支架稳定性； （4）对某些特别坚硬顶板，采用深孔爆破强迫放顶。 （5）一般可以采用木垛、斜撑等特种支架。 2）周期来压的主要表现形式是： 顶板下沉速度急剧增加，顶板的下沉量变大；支柱所受的载荷普遍增加；有时还可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。如果支柱参数选择不合适或者单体支柱稳定性较差，则可能导致局部冒顶、甚至顶板沿工作面切落等事故。 3）工作面周期来压时的安全措施 （1）通过矿压观测，准确判断周期来压的时间和位置，做好预测预报工作。 2）做好来压前的支护工作，保证支架的规格质量，保证一定的支护密度和支架稳定性。 （3）合理缩小控顶距，以利于工作面维护。 （4）保证直接顶垮落的质量。采空区冒落的矸石可以减轻老顶的来压强度。 （5）加强正规循环，保持工作面推进速度。 由于在第一分层回采时顶板岩层已经历了一次悬露、破裂、折断和垮落的过程，完整性受到了破坏；因此，下分层工作面的老顶来压将会显著减弱或者不再显现，即通常所说的在回采顶分层时可能出现“动压”，而在回采下分层时则主要表现为“静压”。 其基本表现为老顶来压步距小；强度小；支架载荷变小；顶板下沉量变大。（三小一大） 由于放顶煤开采的支架上方存在一层厚而破碎且随采随放的顶煤，因而与分层开采相比，其矿压显现也有一些其自身的特点： 放顶煤开采时，一次性采出厚度增大，直接顶的垮落高度成倍增加，并且与煤层的采出厚度显著相关。综放开采时，采场上方仍可形成稳定的砌体梁式老顶结构，但其形成的位置相对远离采场，其稳定性也发生了相应的变化。 顶煤运移规律及对矿压显现有显著影响。支架上方的顶煤经过了支承压力作用发生了破碎，刚度降低，但破碎程度与顶煤强度，裂隙分布和支承压