顶板状态参数与采场支护参数

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1、第四章顶板状态参数与采场支护参数顶板状态参数采场支护参数支护参数与顶板状态参数的关系第一节顶板状态参数薄及中厚煤层开采时顶板状态参数有：顶底板移近量、端面冒高及顶板台阶下沉量。厚煤层分层开采铺铺金属网人工顶板时，有端面及工作面内网兜高度等。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板状态参数值是不一样的。一、顶底板移近量（仅对单体面）1、按煤层采高及控顶距估算。M为煤层采高，为最大控顶距，η为下沉系数。根据50个工作面的实测η=0.025~0.05。即当采高

2、为2m，距煤壁4m处的顶板下沉量为200～400mm。单体液压支柱面调压试验表明，当初撑力大于50～70KN/架时，控顶距4m处的顶板下沉量可控制在每米采高不超过100mm，即η≤0.025。2、按裂隙带老顶的下沉量估算采场最大控顶距处的最大下沉量—最大控顶距（煤壁至密集、墩柱、或末排柱的距离）—老顶周期来压步距。H—裂隙带老顶断块触矸处的下沉量。生产实践表明，控顶范围内，顶底板移近量每米采高不超过100mm时，顶板状态是好的，也容易控制。二、端面冒高1、端面冒高与直接顶岩性、支护强度、支护方式等有关。2、单体面

3、的端面冒高应在200mm以内。3、综采面的端面冒高应在300mm以内。德国研究认为：大于300mm的端面冒高与支护强度有关，小于300mm的端面冒高与直接顶岩性有关，与支护强度无关。并提出，大于300mm的端面冒高不超过面长的10%，则顶板管理是好的。三、顶板台阶下沉1、工作面内无顶板台阶或台阶下沉量小于100mm，则顶板管理是好的。2、台阶下沉与工作面支护强度有关。出现台阶下沉，说明支护强度不够，应提高之。3、对顶板台阶下沉，原西德的研究认为：顶板台阶下沉量大于100mm的区段不大于全长的10%顶板质量管理就是

4、很好的。4、当前，我国为保持顶板处于良好状态，工作面内应避免出现台阶下沉。四、网兜高度1、网兜高度大是网下推垮的原因之一。网兜高度大于150mm的网兜数目过多时，影响工作面正常生产。2、汾西矿务局的试验表明，在支护系统刚度及密度不变条件下，初撑力达70KN，循环内大于150mm的网兜数量减少到2个以下。3、上述数据即为网兜高度与数量的控制值。第二节采场支护参数一、单体支柱工作面的支护参数采场中用支护强度（支架对单位面积顶板提供的工作阻力，KN/m2）平衡顶板压力。顶板压力的大小是通过支护强度的大小来表示的。为保证

5、采面正常生产，支架必须有一定的支护强度。与支护强度有关的支护参数单体支柱面与综采面不同。①支护参数：支柱初撑力、支柱密度、支护系统刚度（单位顶板下沉量的工作阻力增量）。②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。③顶板压力是可变的。1、支柱初撑力①过去相当长时间只重视工作阻力，对初撑力不重视。②工作阻力相当程度上取决于初撑力。初撑力大，工作阻力也大。对控制顶板，人们能主动起作用的是初撑力，工作阻力是初撑后由顶板下沉压出来的。③初撑力越大，就越能够及时控制顶板。要采用支柱初撑力来防漏、防

6、推、防压。设计中必须有初撑力。④按经济观点，初撑力越接近额定值越好。当前主要倾向是初撑力偏低。2、支柱密度①支柱密度是根据顶板岩重、选取的初撑力或平均工作阻力计算出的。②支柱密度有：基本支柱密度、放顶线密集的线密度、考虑基本柱及放顶线密柱的采场支柱密度，后者对控顶意义重大。③柱距应大于0.5~0.6m，小于1m。在碎顶和网下，柱距不宜超过0.7m。④通常设计前排距已确定，计算结果需调整时，首先改变柱距与密集支柱数量。3、支护系统刚度①单位顶板下沉量所对应的支柱工作阻力的增量。②支护系统的刚度越大，对顶板的控制越及

7、时。③支护系统的刚度取决于顶梁与背顶材料的刚度、支柱本身的刚度、底板岩层的刚度。④金属顶梁不可压缩，其他背顶材料，可压缩50%，在阻力达到50KN时就已完成。因此初撑力不宜小于50KN。⑤单体液压支柱、微增阻摩擦支柱本身刚度较好。⑥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。4、各支护参数之间的关系进行采场控顶设计时，为保证采场有一定的支护强度，支柱平均工作阻力（或初撑力）、支护密度、支柱系统刚度三者都作为互有牵连的因素而被

8、综合考虑。①多数是在解决支护系统刚度（确定穿鞋否？鞋多大）后，先确定支柱平均工作阻力或初撑力，再确定支护密度。②有时是在解决支护系统刚度后，先确定支护密度，再确定支柱平均工作阻力（或初撑力）。③个别底板特软情况下，用降低初撑力加大支柱密度以保证支柱钻底量达到一定要求。二、综采工作面的支护参数1、与支护强度有关的只有初撑力。因支架密度一定，支护系统刚度也不能调整。2、软底时