中矿函授《顶板灾害防治技术》复习

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1、中矿函授《顶板灾害防治技术》复习一、相关矿压知识：1、矿压显现指标：顶板下沉S（mm）——煤壁到采空区边缘范围内顶、底板间相对位移。（反映顶板变形、位移的规模）顶板下沉速度V（mm/h）——单位时间顶板下沉量。（反映顶板活动的剧烈程度）支柱变形与折损——观察喷液、下缩、压裂、折断等。（反映顶板压力的大小）顶板破碎度——单位面积中顶板冒落面积所占百分比。（反映支撑力对顶板的管理效果）局部冒顶——小范围顶板垮落。大面积冒顶——顶板沿工作面煤壁切落。煤壁片帮——煤壁因支承压力作用发生的剪切坍塌破坏。（反映煤体内应力高低）底臌——底板塑性变形。支柱插

2、入底板——底板松软，对顶板管理很不利。顶板绝对下沉不易得到，一般以距煤壁4米处下沉量为工作面顶板下沉量。可以每米采高每米推进度下沉量S/L/M为比较标准。2、直接顶初次垮落：形成过程：切眼—亮面—推采回柱—直接顶第一次冒落（高1.0米，长1/2面长）初次垮落步距——直接顶第一次大范围冒落，反映岩层的坚硬程度。初次放顶是造成事故的重要阶段（支柱无力，顶板未受到充分破坏，切眼顶板离层，垮落矸石块度大，危险性较大）。实际生产时，初次放顶备受重视。（液压支架情况要好许多）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

3、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5~20mm/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）加强矿压观测及地质、开采资料4）

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

5、:竖三带冒落带—垮落带，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15～70m。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）——

6、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——Δ小，顶板断裂、旋转、下沉、触矸（老顶及以上岩层）3）弯曲下沉带——Δ＝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：①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；②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；③直接

7、顶厚度，则全部直接顶垮落；④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。abcd2）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=1.15~1.33KZ=1.33~1.50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＝（2—3）M＝5—7.5mp＝γH＝26×（5—7.5）＝13—19.5t／

8、m2（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