6-3顶板分类与架型选择课案.ppt

项目三 顶板分类与架型选择任务：能够简单描述采煤工作面的情况。; 项目三 顶板分类与架型选择 ; 1、伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3～0.5m，多由页岩、炭质页岩等组成。 2、直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。 3、基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。 ;; （1）直接顶分类 为了直接反应支架对直接顶顶板控制的难易程度，还必须对直接顶板进行分类。它所采用的指标将按反映顶板稳定性的??石单项抗压强度（R）与节理裂隙间距（I）和分层厚度（h)综合而成的强度指数（D)来确定，如此可将直接顶板分为四类（表6-1）;表6-1 直接顶分类指标; 表中：D为强度指标，其计算公式为： D=10R·C1·C2 式中 R——岩石单向抗压强度，MN/m2； C1——节理裂隙影响系数； C2——分层厚度影响系数； C1、C2可按所测量的节理裂隙间距（I）和分层 厚度（h）分别由6-2及表6-3查得。;表6-2 I与C1值得关系; 测定岩石的单向抗压强度R的岩样可取自采空区，制作成直径为48～56mm,高径比为1.8～2.2的试样，然后按部颁标准在实验室测定。 节理裂隙间距Ｉ以在巷道内肉眼可见的最发育的一组构造裂隙为准。用有代表性的10个观测数据的平均值作为计算指标。; 分层厚度ｈ指的是不同岩性的岩层间和同一岩层内沿层理面间距。可以在巷道、工作面控顶区或采空区冒落区观测统计有代表性的10～15个数据，用它的平均值作为分类的技术指标。如果最下面的岩层厚度大于１ｍ时，就以该层为准。否则，取直接顶下位岩层1.5～2m内各分层厚度的平均值。 为了预防可能出现的测量和计算误差，在直接顶分类中，可采用工程指标——直接顶初次垮落步距l对分类指标进行检验，见表6－1。; 直接顶初次垮落步距（l）以直接顶冒高超过１～1.1m占全工作面二分之一以上时，从工作面切顶线到开切眼煤壁之间的距离作为分类计算指标。如果工作面长度a与之比小于3时，可采用等效步距 作为分类的参数指标。 事实上，直接顶板分类的目的，原来的意图主要是选择液压支架架型，对单体支柱工作面则涉及到护顶方式的选择，同时也将影响到支架工作阻力的确定。; 为了支架选型、确定支架参数以及采空区处理方法，煤炭部于１９８１年颁发了“缓斜煤层工作顶板分类”试行方案。方案中对老顶来压强度进行了分级，所使用的指标见表6－4.; 在此分类中主要引入直接顶厚度∑h与采高M的比值N及老顶来压步距L。分类认为： （1）N＞3～５，这种老顶的垮落或错动对工作面支架受力无多大影响。其典型柱状如图3-1a所示，成为无周期来压或周期来压不明显的顶板； （2）0.3＜N≤3～５，且L=25～50m，这时老顶的失稳对工作面支架受载荷有较为严重的影响。其典型柱状如图3-1b；; （3）0.3＜N≤3～５，且L=50m或N≤0.3、L=25～ 50m，这时老顶的悬露玉垮落都将对工作面支架有严重影响，典型柱状如图3-1c所示，称为周期来压严重的顶板； （4）N＜0.3且L＞50m，由于老顶特别坚硬，因而常能在采空区悬露上万平方米而不垮落。当其垮落时，则在工作面形成剧烈的矿山压力显现，从而要求采取特殊措施加以控制，其典型柱状如图3-1d所示。 另外如图3-1e所示的柱状，则常常可能出现下位的石灰岩曾发生垮落，而上位则呈现缓慢下沉现象或全部呈现缓慢下沉 现象，从而出现各种不同的矿山压力显现。因此，其分 类将根据具体情况而定。; 二、液压支架的架型选择 （一）、影响因素 支架的造型主要取决于顶板性质、采高、煤层倾角 等地质条件。 1、煤层厚度 2、煤层倾角 3、底板强度 4、地质构造