中矿函授《顶板灾害防治技术》复习文档格式.docx

1、3、老顶的初次来压： 初次来压过程：初采初次放顶老顶悬露跨度增大老顶断裂形成平衡结构失稳初次来压。初次来压老顶平衡结构第一次失稳而施加给工作面以大型压力的过程。初次来压步距第一次来压时，工作面距开切眼的距离（推进距离）。初次来压时矿压显现特点： 1）来压前，顶板压力无明显增大； 2）煤壁内部支承压力增高，煤壁片帮严重； 3）顶板有板炮声响； 4）顶板下沉速度急剧增加，由1mm/h 到 520mm/h； 5）支柱载荷急剧增加；6）顶板出现拉绺现象（直接顶沿煤壁切断）。预防措施： 初次来压前无明显征兆，顶板压力不大，致使支架稳定性差，来压猛，易造成顶板事故。 1）增大支撑力 2）增加稳定性 3）加

2、强矿压观测及地质、开采资料 4）加强日常支护质量管理。来压期间重点措施是：增加支护强度；增强支架稳定性；保护煤壁，减少片帮。来压条件：有老顶存在； 直接顶垮落后不能充填满采空区。4、老顶周期来压：周期来压的形成过程：初次来压老顶悬顶跨度增大老顶断裂平衡结构失稳周期来压。周期来压步距两次来压期间工作面推进距离。 周期来压步距 = 1/2 初次来压步距）周期来压时的矿压显现： 顶板下沉量急剧增加； 支柱载荷普遍增加； 煤壁片帮严重； 当支撑力不足时，工作面回出现台阶下沉；如果支护参数选择不合理，会发生冒顶、切顶。 （周期来压显现一般较初次来压时有所缓和）5、采场上覆岩层移动规律:竖三带 冒落带垮落

3、带，分为不规则垮落带、规则垮落带裂缝带冒落带之上，岩层间产生离层、拉伸裂隙。整体联系较好，范围广位移小，一般高1570m。弯曲下沿带岩层基本上不发生离层和断裂，而是大面积缓慢下沉。横三区： 煤壁支撑影响区壁支撑，垂直移动小，水平移动大 离层区垂直位移下大上小形成离层。 重新压实区垂直位移上大下小，重新压实。二、采场围岩：1、顶底板划分：伪顶位于煤层与直接顶之间、厚度较小，随落煤而垮落的岩层（页岩、炭质页岩）；直接顶接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层（页岩、砂质页岩）；老顶（基本顶）位于直接顶或煤层之上厚而坚硬的岩层（砂岩、砾岩、石灰岩）。直接底直接位于煤层之下的岩层（泥岩、泥质页岩、砂页

4、岩）（古土壤）；老底直接底以下的岩层。2、“三带”及其划分：1）垮落带不支撑即垮落部分（含直接顶和部分老顶）2）裂隙带小，顶板断裂、旋转、下沉、触矸（老顶及以上岩层）3）弯曲下沉带0，随下部逐步压实，顶板大面积缓慢下沉（挠曲下沉）3、垮落带厚度： 理论厚度： 1）由柱状图确定厚度：直接顶厚度，以上岩层具有一定的硬度，无软弱夹层的为不垮落直接顶；直接顶厚度，以上岩层仍为软碎岩层，则垮落层厚含此部分软碎岩层；直接顶厚度，则全部直接顶垮落；直接顶厚度，若老顶厚度时，坚硬难垮，人为崩落一部分属垮落带，另一部分属裂隙带；若老顶厚度时，形成平衡结构时为裂隙带，不能形成平衡结构时为垮落带。a b c d2）

5、由裂隙带岩层下界确定厚度：一般认为：时，该老顶岩层进入裂隙带。 即：其中：KL=1.151.33 KZ=1.331.50 可用上式由第一个岩层起，用迭代法逐层验证，是否进入裂隙带。4、载荷： 施加于支架上的载荷垮落带岩层重量（支架最小支撑力应支撑住垮落带岩层的重量）例： M=2.5m，则h（23）M57.5m pH26（57.5）1319.5tm2 （来压时为平时压力的2倍）三、工作面顶板事故及预防措施1、按力学原因分类：压垮型冒顶由垂直于层面方向顶板压力压坏支架，致冒；漏冒型冒顶已破碎顶板未得到有效维护，发生漏冒、空顶、支架失稳致冒；推垮型冒顶由平行于层面方向顶板压力推倒支架，致冒；综合型冒

6、顶压漏推综合作用致冒；地质条件不利致冒。2、压垮型冒顶的机理：1）顶板条件：直接顶比较薄； 直接顶上老顶的分层厚度小于56m，（易断裂，形成平衡结构）2）冒顶机理：垮落带老顶岩块静力压垮支架：支架支撑力不足，被压坏发生压垮型冒顶。最不利状态：老顶岩块前端脱离煤壁支撑，后端未触矸，全部重量压在支架上。垮落带老顶岩块冲击（动力）压垮支架：直接顶与老顶间离层，老顶岩块断裂下移，冲击压垮支架发生。威胁最大，压死、压坏（支柱油缸炸裂）、压入底板。裂隙带老顶移动压垮支架：裂隙带老顶断裂、下沉、旋转、触矸时，支架可缩量不足，被压坏产生；压垮后冒落的岩层未直接顶（老顶压坏支架，直接顶冒落）3）冒顶特点：支柱（

7、架）被压坏有折损，支架被压入底板。4）预防措施：支架要有足够的支撑力（能平衡最不利情况下，垮落带直接顶及老顶重量）支架要有较高的初撑力（保证直接顶与老顶不离层）支架要有足够的可缩量（满足裂隙带老顶最大下沉量的要求）3、漏垮型冒顶：漏冒软弱破碎直接顶因护顶不好，破碎岩石沿支架缝隙产生连续不断的冒落；漏冒型冒顶破碎顶板发生漏冒，顶板完整性遭到破坏，导致支架失效，造成冒顶。顶板上下部岩层岩性差别明显，直接顶破碎。局部支护失效发生漏冒，其上碎顶在重力作用下，沿自然安息角向下滑落，致使支架失效倾倒，依次向上可逐架发生，导致大面积漏垮。（上覆老顶基本未参与冒顶过程）3）预防措施：支柱有足够的支撑力与可缩量

8、；及时支护，插严背实；谨防倒拄、倒架（炮崩、碰倒）4、煤壁区顶板抽条局部冒顶：1）冒顶条件：直接顶破碎或有严重的节理劈（游离岩块）直接顶存在游离岩块，落煤后支护不及时或倒拄、片帮，引起岩块冒落伤人。（顶板下沉量大，导致直接顶弯曲，挤压煤壁区顶板，易碎易冒）综采：提高支架的初撑力，使端面冒高不超过300mm（提高支撑力，减少弯曲度）；选及时支护移架方式（支架结构符合先移架后移溜）；端面距不超过340mm（一般不超过200mm，有利于维持顶板的完整性）支架增设护帮板（采高2.53.0m以上）铺网；顶板超前注入树脂固化单体柱：及时支护；端面距不大于200mm；（截深小用正倒悬臂错梁直线柱、正悬臂交错

9、梁支护）（必要时掏梁窝、架设贴帮柱）敲帮问顶；禁止人员在无支护区工作；放小炮，松动爆破；提高支柱的初撑力，使冒高不超过200mm。5、工作面上下端头局部冒顶：1）端头顶板特点：状态：面积大；破碎；离层。原因：巷道掘出时间长，围岩变形严重；巷道支架无初撑力，顶板先期离层；移机头（尾）支架改柱频繁，支柱多工作在初撑阶段，控顶下沉不利，加大离层；煤体受叠加制成压力作用，松软破碎，降低对顶板的支撑控制（增加无支护面积）。顶板离层、破碎，移机头（尾）改柱时易发生局部漏冒；顶板离层，易发生推垮型冒顶（有水平推力，有自由空间） 易发生砸垮型冒顶（老顶突然断裂、下移冲击） 3）防治措施：防漏冒：四对八梁迈步前

10、移支护（一梁三柱，其中一对放在与巷道交接处）巷道超前支护。防推跨：增加初撑力，80额定阻力；加打木垛，增加稳定性；巷道锚杆支护。防砸垮：加密支架1.6倍；增加木垛；6、复合顶板推垮型冒顶：推垮型冒顶多发生于两类顶板：复合顶板；金属网顶（再生顶板）1）复合顶板：复合顶板“下软上硬”易离层顶板；下软指下部软弱岩层，可一层，几个分层，易弯曲；上硬强度相对较大，不易弯曲。复合顶板特征：顶板由下软上硬不同岩性的岩层组成；软硬岩层间有煤线或软弱夹层；0.5m软岩厚度3.0m2）推垮型冒顶特点：顶板压力不大，支架没变形、损坏；冒顶前，顶板多拉绺，沿煤帮断裂；支柱沿某一方向倾倒（向下、向老塘）；上部岩层一般大

11、面积悬露不冒；冒顶多发生于回柱期间；初采开切眼附近多发；多无预兆，有时有预兆：支柱顺山，顶板掉渣。3）冒顶机理：顶板形成六面体：离层初撑力小，软岩下沉离层；（初撑力小原因：支架本身小；支架失效；支架打在浮煤浮矸上）断裂构造裂隙；旧巷切割；巷道挑顶；初撑力小顶板变形打沿煤壁断裂。有去路和倾角：去路沿倾斜向下或向采空区，出现自由空间；倾角产生滑动力。推力大于阻力：推力重力分力；阻力摩擦阻力（层面间、煤壁断裂面）；支柱迎山角产生的支力分力；支架为平行珩架结构，不稳定。4）措施：有针对性采取措施：不离层，不断裂，无去路，大摩擦，稳支架。成功经验：掩护式支架替代单体支架增强支架稳定性；走向长壁改为俯斜长

12、壁消除去路。单体面措施：提高初撑力不离层、不断裂、增摩擦、稳支架；增强稳定性特种支架；单体摩擦柱拉钩形成“整体支架”；不破顶消除去路伪俯斜46；初采不反推；降低初采高度（冒落矸石阻挡，增加倾向摩擦阻力）5）易发生推垮型冒顶地点：开切眼附近支撑力不足，离层，支撑力不均，形成断裂；地质破坏带断层、裂隙，易形成六面体；岩层尖灭构造易形成六面体，并有去路；掘巷破顶处切割顶板形成一面，下顺槽可增加去路；局部冒顶区附近存在去路；倾角大的地段推移力大；顶板岩层含水地段阻力降低。冒顶类型分类汇总冒顶类型顶板类型顶板活动特征支架失效特征结果1、压垮类垮落带顶板断裂老顶静压支撑力不足压垮，支架损坏厚层直接顶静压老顶动压裂隙带顶板移动老顶变形可缩量不足2、漏垮类破碎顶板漏顶护顶不好漏垮，支架无损 煤壁顶板破碎拉绺支撑力不