对复合顶板推垮型冒顶的机理分析及预防.pdfVIP

维普资讯 矿 业 快 报 SerialNo．434 EXPRESSINFORMAT10N 总 第 434期 August．ZOOS 0FMINING INDUSTRY 2005年 8月第8期 对复合顶板推垮型冒顶的机理分析及预防 焦红光 (扬 庄煤矿) 摘 要：通过推垮型 冒顶的机理分析 ，找 出推垮 冒顶的必要条件和充分条件 ，提 出合理预防措 施 ，避免顶板事故发生。 关键词 ：复合项板；推垮型冒项；机理分析；特点或表现；预防措施 中图分类号：TD821 文献标识码：B 文章编号 ：1009—5683(2005)08—0027—02 随着单体液压支柱在炮 (普)采工作面的广泛应 R。+R+R。+R．+R ；R。为下部岩石对其下部直接 用 ，支护条件有了质的飞跃，但复合顶板推垮型冒顶 顶下滑趋势产生的阻力；尺。为上部岩石对其下部直 仍时有发生 。 接顶下滑趋势产生的拉力 ；尺。为上覆岩石对其下方 1 复合型顶板概念及特点 直接顶下滑趋势产生的磨擦力和剪切力 ；R．为煤壁 一 般煤层上面0．5～3．Om左右易于上部岩层 一 侧岩石 的磨擦力和剪切力 ；R 为支架对上覆直接 离层 的顶板 ，其下部岩层的组合结构是一个整层或 顶下滑产生的阻力，R=Psin0；N 为上覆岩层对直 几个分层组成的分层组 ，层间滑面发育或粘结力小， 接顶 的压力，在该处由于已离层，N_--0，F。--Gcosa! 形成复合关系，故称复合顶板 。其特点：软、弱、薄 。软 F 为直接顶 自重沿平行于顶底板方向的分量，F= 即指顶板岩性上硬下软，差异较大 。弱即指在软硬岩 Gsina；G为直接顶 自重；a为工作面长度方向上的倾 层之间存在弱面，易离合。薄即指下位软岩较薄 ，冒 角；0为支柱的迎山角，一般每8。上迎2～3。。 落后不能充满采空区。所以，复合型顶板极易产生推 垮型 冒顶 。 2 推垮型冒顶的特点 由于支柱初撑力不足，造成抗推力不够，沿顶板 推力方 向倾倒垮顶。其特点有以下几点 。 (1)冒顶前采场顶板压力不大，支架基本无变 形，一般没有明显的预兆。 (2)冒顶发生时速度快，来势猛，具有突发性和 图 1 受力分析 图 连续性，各个有活动顶板的工序均可发生。 对于条件①在工作面支护强度的设计中已经解 (3)垮落范围较大 ，冒顶后老顶大面积悬露 ，但 决，支柱的初撑力完全能满足F。+N 的支护要求。 工作面仍无明显压力 ，冒顶后未 冒区支架完好无损 ， 对于条件②根据工作面条件分析如下。 基本不受 冒顶影响 。 尺。为下部软岩 冒落形成 自由空问，尺。一0；R (4)冒顶一般在初放阶段 ，老顶未 冒落前支架 为煤与顶板较为破碎 ，R一O；R。为顶板 已离层， 倒俯方向大都沿正倾斜方 向。 尺。一0；R．为 已断裂 离合形成不规则 的六面体， 3 推垮型冒顶沿倾斜方面上的受力机理分析 尺一‘0；尺5=PsinO=GcosasinO~O．08G；通过分析得 受力分析见图1。要使直接顶稳定，其受力必须 知R≈R5 ．08G((F2≈0．3G。 满足 以下两个条件。 一 旦F尺就会瞬时推垮 ，由此得 出离层顶板 fP+F。+N=0 ①