顶板控制第四章.ppt

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1、第四章第四章 顶板状态参数与采场支护参数顶板状态参数与采场支护参数第一节顶板状态参数第一节顶板状态参数第一节顶板状态参数第一节顶板状态参数第二节采场支护参数第二节采场支护参数第二节采场支护参数第二节采场支护参数第三节支护参数与顶板状态参数的关系第三节支护参数与顶板状态参数的关系第一节第一节 顶板状态参数顶板状态参数&顶板状态参数有：顶底板移近量、端面冒高、及顶板状态参数有：顶底板移近量、端面冒高、及顶板台阶下沉量。网下开采时，有端面及工作面顶板台阶下沉量。网下开采时，有端面及工作面内网兜高度等。内网兜高度等。&顶板处于良好状态：不增加附加措施仍能保证工顶板处于良好状态：不增加附加措施仍能保证工

2、作面正常生产。作面正常生产。&不同顶底板与煤层，保证顶板处于良好状态的顶不同顶底板与煤层，保证顶板处于良好状态的顶板状态参数是不一样的。板状态参数是不一样的。1.1.顶底板移近量（仅对单体面）顶底板移近量（仅对单体面）&共有两种估算方法：共有两种估算方法：（1）按煤层采高及控顶距估算；）按煤层采高及控顶距估算；（2）按裂隙带老顶的下沉量估算。）按裂隙带老顶的下沉量估算。（1）按煤层采高及控顶距估算）按煤层采高及控顶距估算式中：式中：M为煤层采高；为煤层采高；LD为最大控顶距；为最大控顶距；为下沉系数。为下沉系数。下沉系数：下沉系数：每米采高每米推进度的顶板下沉量每米采高每米推进度的顶板下沉量n

3、注意问题：注意问题：=0.0250.05，是根据，是根据50个工作面的实测数据而得，主要是个工作面的实测数据而得，主要是摩擦柱工作面。摩擦柱工作面。当当P0大于大于5070KN/根，控顶距根，控顶距4米处可以控制米处可以控制s100mm.综采或单体液压支柱工作面综采或单体液压支柱工作面=0.025。n的影响因素的影响因素 根据顶板下沉与支护阻力的双曲线关系，初撑力越高，阻力根据顶板下沉与支护阻力的双曲线关系，初撑力越高，阻力越大，下沉越小。因此，液压柱面，越大，下沉越小。因此，液压柱面，应取小值（应取小值（0.025)。合理合理的确定：的确定：合理的工作面设计，真实的实测数据。合理的工作面设计

4、，真实的实测数据。（2）按裂隙带老顶的下沉量估算）按裂隙带老顶的下沉量估算&生产证明，控顶范围内，顶底板移近量每米生产证明，控顶范围内，顶底板移近量每米采高不超过采高不超过100mm时，顶板状态时好的，也时，顶板状态时好的，也容易控制。容易控制。2.2.端面冒高端面冒高&影响端面冒落的因素影响端面冒落的因素 与直接顶岩性、支护强度、支护方式等有关。与直接顶岩性、支护强度、支护方式等有关。&注意问题注意问题 单体面的端面冒高应在单体面的端面冒高应在200mm以内。以内。综采面的端面冒高应在综采面的端面冒高应在300mm以内。以内。影响端面冒落的其他因素影响端面冒落的其他因素 端面顶板冒落与端面顶

5、板冒落与端面距、工端面距、工作面推进速度及支架顶梁倾作面推进速度及支架顶梁倾斜度斜度之间具有密切的关系。之间具有密切的关系。当端面距当端面距(f)在在0.8m以下时，以下时，端面顶板的维护状况及生产端面顶板的维护状况及生产状况都较好。当工作面推进状况都较好。当工作面推进速度超过速度超过3m/d时效果较好，时效果较好，不能低于不能低于2m/d。支架项梁。支架项梁的抬头角与低头角所构成的的抬头角与低头角所构成的影响如图影响如图1所示，由图可知所示，由图可知无论抬头与低头都不宣超过无论抬头与低头都不宣超过6-9。图图1 支架顶梁仰、俯角与顶板冒落度关系曲线支架顶梁仰、俯角与顶板冒落度关系曲线3.3.

6、顶板台阶下沉顶板台阶下沉&影响因素：影响因素：台阶下沉与工作面支护强度等有关。台阶下沉与工作面支护强度等有关。出现台阶下沉，说明支护强度不够。出现台阶下沉，说明支护强度不够。&工作面内无台阶或台阶下沉不超过工作面内无台阶或台阶下沉不超过100mm，则顶板，则顶板管理是好的。管理是好的。&网兜高度大是网下推垮的原因之一。网兜高度大是网下推垮的原因之一。&试验表明，初撑力达试验表明，初撑力达70kN，循环内大于循环内大于150mm的的网兜数量小于网兜数量小于2个。个。&上述即为网兜控制值。上述即为网兜控制值。4.4.网兜高度网兜高度第二节第二节 采场支护参数（支护强度）采场支护参数（支护强度）&采

7、场支护强度采场支护强度：支架对单位面积顶板提供的工作阻力：支架对单位面积顶板提供的工作阻力（kPa（kN）/m2。这是平衡顶板压力的参数。这是平衡顶板压力的参数。&支护强度与顶板压力关系支护强度与顶板压力关系 顶板压力是变化的，顶板压力的大小是通过支护强度的大小来表示的。顶板压力是变化的，顶板压力的大小是通过支护强度的大小来表示的。单体支柱工作面与综采面不同。单体支柱工作面与综采面不同。&支护参数：支柱初撑力、支柱密度、支护系统刚度。支护参数：支柱初撑力、支柱密度、支护系统刚度。支护系统刚度支护系统刚度（单位顶板下沉量的工作阻力增量，（单位顶板下沉量的工作阻力增量，kN/mm）&支护强度与支护

8、参数的关系：初撑力越大，支柱密度越大，支护强度与支护参数的关系：初撑力越大，支柱密度越大，支护系统刚度越大，采场支护强度就越大。支护系统刚度越大，采场支护强度就越大。1.1.单体支柱工作面的支护参数。单体支柱工作面的支护参数。&初撑力与工作阻力有关。初撑力大，工作阻力也大。初撑力与工作阻力有关。初撑力大，工作阻力也大。而工作阻力是由顶板下沉压出来的。而工作阻力是由顶板下沉压出来的。&初撑力越大，就越能够及时控制顶板，达到主动控顶初撑力越大，就越能够及时控制顶板，达到主动控顶的目的。的目的。&要采用支柱初撑力来防漏、防推、防压。要采用支柱初撑力来防漏、防推、防压。&按经济观点，初撑力越接近额定值

9、越好。按经济观点，初撑力越接近额定值越好。（1）支柱初撑力）支柱初撑力&确定支柱密度步骤：确定支柱密度步骤：顶板岩重、选取的许用初撑力或平均工作阻力、计算支柱密度。顶板岩重、选取的许用初撑力或平均工作阻力、计算支柱密度。&支柱密度有：基本柱密度、放顶线密集支柱的线密度。支柱密度有：基本柱密度、放顶线密集支柱的线密度。&密度确定后，计算柱距。柱距应大于密度确定后，计算柱距。柱距应大于0.50.6m，小于小于1m。在碎顶和网下，柱距不宜超过在碎顶和网下，柱距不宜超过0.7m。（2）支柱密度）支柱密度&单位顶板下沉量所对应的支柱工作阻力的增量。（支柱单位活柱下缩量对应的支柱工作阻力的增量；）&支护系

10、统的刚度越大，阻力上升的越快，对顶板的控制越及时。&支护系统的刚度取决于顶梁于背顶材料的刚度、支柱本身的刚度、底板岩层的刚度。&背顶材料，可压缩50%，在阻力达到50kN时就以完成。因此初撑力不宜小于50kN。&底板刚度：砂页岩、砂岩等中硬、坚硬岩层，其“刚度”较大，而煤、泥岩、页岩等软弱岩层，“刚度”小，此时需穿鞋，保证钻底量小于100mm。（3）支护系统刚度）支护系统刚度&初撑力就是支护参数。因支架密度一定，支护系统刚度也不能调整。&软底时，应选择底座大的液压支架，保证支架的钻底量不超过一定值。&提高支护强度，就只能提高支架的初撑力。&液压支架的额定初撑力与额定工作阻力的比值比单体支柱的大。2.2.综采工作面的支护参数。综采工作面的支护参数。&顶板状态参数（顶底板移近量、端面冒高、及顶板台阶下沉量、面内网兜高度等）均与支护强度有关。&支护参数越大，顶板状态参数越小。反之支护参数越小，顶板状态参数越大。控制顶板处于良好状态，就要把支护强度提高到一定水平。&顶板状态参数不理想，就应调整某一个或几个支护参数。第三节支护参数与顶板状态参数的关系第三节支护参数与顶板状态参数的关系