工作面顶板控制.ppt

6.3 控制设计 ②影响选型的因素和顺序 6.3 控制设计 ③液压支架选型方法 系统分析比较法 根据矿山地质条件分析、比较、决定支架各部分的类型及参数 液压支架选型原则： (a)根据直接顶、基本顶 (b) “三软”煤层 (c)根据煤厚、变化范围及其规则程度 (d)煤层倾角数据 (e)底板抗压入强度及平整程度 (f)瓦斯含量及释放方式-通风 (g)全矿井内地质构造情况-断层 ①短顶梁的支掩式托梁掩护支架 ②顶板全封闭方式的支顶式掩护支架 ④液压支架合理工作阻力的确定方法 6.3 控制设计 (a)国外液压支架合理工作阻力的确定 （Ⅰ）岩石自重法 （Ⅱ）顶底板移近量法 （Ⅲ）统计法 顶底板移近量与支架支护强度存着双曲线关系，可导找两者变化的等速点，据此确定支架的工作阻力，各国的差别仅在于考虑的影响因素 通过对比支架支护强度、顶板垮落高度和顶底板移近量等指标，获得合理的支架支护强度的经验数据。 回采工作面局部冒顶 顶板事故分类 6.4 常见顶板事故的控制 煤壁线附近的冒顶事故 放顶线附近的局部冒顶 工作面两端头的冒顶事故 地质破坏带附近的局部冒顶 按发生地点 未能及时支护已破坏的顶板 原因 发生在单体支柱工作面回柱操作过程中 底板失稳引起的顶板事故 (1)急倾斜和倾斜煤层开采底板抽冒和滑动 (2)软底采场垮面事故 (3)深埋采场底板变形垮面事故 分类 图6.15 软弱或破碎底板滑动或抽冒引起的支护系统失稳 (1)急倾斜和倾斜煤层开采底板抽冒和滑动 (2)软底采场垮面事故 推进方向 图6.16 软底采场垮面事故 第六章 回采工作面顶板控制设计 本章提要 6.1 合理支护强度的确定 6.2 支架工作特性及实际支撑能力的确定 6.3 控制设计 6.4 常见顶板事故的控制 6.1 合理支护强度的确定 直接顶初次跨落期间 支的准则 力学保证条件 支护强度 把直接顶安全地切落 支架至少能承担起直接顶初次垮落步距一半的重力 基本顶初次来压期间 (1) 支的准则 ①防止直接顶向采空区推垮； ②让基本顶缓慢沉降到要求的位态（防止冲击）； ③保证支架不被压死； ④对可能发生剪切的采场，应采取特殊的处理方法，并进行采场来压预报。 (2) 力学保证条件 ①增加支柱初撑力和工作阻力，使直接顶和基本顶紧贴； ②支架能在不被压死的情况下，承担起基本顶的部分作用力和全部直接顶的作用力。 支护强度计算 N N≤1 1N≤2.5 2.5N≤5 N5 KT 2 2N 38(N-2.5)+5 ∞ 表6.1 KT选取表 初次来压步距 岩重分配系数 容重 基本顶厚度 N≤1 且直接顶很薄 坚硬基本顶来压猛烈 N≤2.5且采空区充填一般 基本顶的作用力越来越小 2.5N≤5且采空区基本充填满 不考虑基本顶的作用力 正常推进阶段 (1) 支的准则 ① 在类拱结构采场，防止类拱在煤壁处切落（见图6.1）； ② 梁式结构采场防止基本顶来压出现大的台阶下沉和冲击； ③ 多岩层结构采场防止上位岩梁对下位岩梁的冲击； ④ 防止支架压死。 图6.1 类拱在煤壁处的切落位置 （沿AB、CD线） 能支撑直接顶和悬垮度一半的重量 类拱结构采场 能支撑直接顶并能承担部分基本顶的作用力 给定变形 能支撑与要求控制的顶板下沉量对应的基本顶悬垮度的部分及 直接顶的全部作用力 限定变形 (3) 支护强度 ①类拱结构 ②“给定变形” 合理强度的确定 根据前面按“支的准则”和“防滑准则”计算的支护强度，取其中的最大值为合理支护强度。 ③“限定变形” ④多岩梁结构 6.2 支架工作特性及实际支撑能力的确定 支架分类 图6.5 支架分类 支架的工作特性 (1) 单体支柱 单体支架由顶梁和支柱组成。它的工作特性主要取决于单体支柱的工作特性和辅助结构的压缩特性。 ①木支柱 图6.3 木支柱特性曲线 (1-支柱直接架设在顶板上；2—支柱带有8cm厚可缩垫木) ②金属摩擦支柱 图6.4 HZWA型金属支柱结构图 1.底座 11.托板 2.柱筒 12.螺母 3.活柱 13.调整螺钉 4.铰接顶盖 14.螺钉 5.锁体 15.垫圈 6.滑块 16.挡块 7.楔块 17.左摩擦板 8.水平楔 18.右摩擦板 9.弹簧 19.卡块 10.特制垫圈 20.卡箍 图6.5 HZWA型支柱特性曲线 (S1-自由夹紧时的可缩量；S2-最大工作阻力时的可缩量) ③单体液压支柱 分内注式和外注式两种。（内循环外加载） (1)内注式 一般初撑力