回采工作面顶板控制设计讲述.ppt

回采工作面顶板控制设计 本章提要 5.1 回采工作面支架与围岩关系 5.2 合理支护强度的确定 5.3 支架工作特性及实际支撑能力的确定 5.4 控制设计 5.5 常见顶板事故的控制 5.1 回采工作面支架与围岩关系 5.1 回采工作面支架与围岩关系 ? 5.2 合理支护强度的确定 5.3 支架工作特性及实际支撑能力的确定 5.4 控制设计 5.5 常见顶板事故的控制 5.2 合理支护强度的确定 5.1 回采工作面支架与围岩关系 ? 5.2 合理支护强度的确定? 5.3 支架工作特性及实际支撑能力的确定 5.4 控制设计 5.5 常见顶板事故的控制 5.3 支架工作特性及实际支撑能力的确定 5.1 回采工作面支架与围岩关系 ? 5.2 合理支护强度的确定? 5.3 支架工作特性及实际支撑能力的确定? 5.4 控制设计 5.5 常见顶板事故的控制 5.1 回采工作面支架与围岩关系 ? 5.2 合理支护强度的确定? 5.3 支架工作特性及实际支撑能力的确定? 5.4 控制设计? 5.5 常见顶板事故的控制 第五章 第60页 ④液压支架合理工作阻力的确定方法 5.4 控制设计 (a)国外液压支架合理工作阻力的确定 （Ⅰ）岩石自重法 （Ⅱ）顶底板移近量法 （Ⅲ）统计法 (5.23) 顶底板移近量与支架支护强度存着双曲线关系，可导找两者变化的等速点，据此确定支架的工作阻力，各国的差别仅在于考虑的影响因素 通过对比支架支护强度、顶板垮落高度和顶底板移近量等指标，获得合理的支架支护强度的经验数据。 第五章 第61页 （Ⅰ）载荷估算法 (b)我国液压支架合理工作阻力的确定方法 图5.33 支架受力图 第五章 第62页 工作面阻力 第i层直接顶的厚度 第i层直接顶的悬顶距 第i层直接顶的密度 附加载荷 (5.24) 当直接顶随回采而垮落时， 等于控顶距 。 (5.25) 由于载荷 难于精确地计算，故： 动压系数 注：若直接顶的初始碎胀系数为1.25～1.5，动压系数一般不超过2。 第五章 第63页 （Ⅱ）理论分析法 图5.34 上覆岩层断裂时受力情况 第五章 第64页 如图5.44所示，当A岩块前端断裂瞬间，为协助B块实现平衡结构，其关系式为： 式中 PH—合理支护强度，KN/m2； φ—岩块间摩擦角； Θ—岩块破断角； H—基本顶岩层厚度； δ—B岩块回转下沉量； Q—砌体梁下位岩层中悬露岩块的全部重量。 (5.26) 第五章 第65页 (2)综采放顶煤工作面支架选型 首先要研究放顶煤工作面上覆岩层结构及支架围岩关系，计算出支架的合理支护强度。 在支架设计工作阻力满足工作面支护强度的前提下，还应根据工作面具体地质条件选择合理支架类型 根据地质条件选择合理架型，影响放顶煤支架选择的因素很多，但最主要的是煤体强度和煤层倾角。 ①根据煤体强度选择架型 煤体强度的大小是影响放顶煤开采效果的最主要因素。实践表明，放顶煤开采比较适应的煤体强度为 。 第五章 第66页 在这个强度范围内，顶煤基本不需要采取人为松动或软化措施，在矿山压力作用下即能自行垮落，且块度适宜，即使有个别大块煤产生，依靠支架本身的二次破碎功能，也能实现顶煤的顺利放出。 强度 ，煤壁易于片帮，顶煤在支架的反复作用下超前垮落，工作面机道上方难维护，且支架受力状态也不合理，出现“前重后轻”，支架不能实现良好的支护作用。 强度 ，主要问题是支架前移后，顶煤形成一定长度的悬顶不能自行垮落，同时在垮落过程中块度过大，靠支架本身的二次破碎能力也难以破碎，因此在放煤时必须采取人为放煤措施，使放顶煤工序复杂化。 第五章 第67页 选择支架的大体原则： 较软煤层 应选用短顶梁支架，减少对顶煤的反复支撑次数，增加支架前方支护能力，以维护机道上方顶煤不垮落 ，宜选用掩护式放顶煤支架。 强度较大不易垮落的煤层 应选用长顶梁支架，增加支架对顶煤的反复支撑次数，宜选用支撑掩护式支架。 第五章 第68页 ②根据煤层倾角选择支架架型 选择架型的大体原则： 急倾斜煤层 尽量选用掩护梁插板式放顶煤支架 倾斜煤层 选用底座与掩护梁连接式支架 （单铰接或四连杆式） 概述 顶板事故是指在地下采煤过程中，因为顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损害、生产中止等事故。 煤矿顶板灾害中，发生在回采工作面的顶板事故占75～80％ 绝大多数顶板事故发生都是有条件的，也是有规律的。 顶板事故通俗地区分为局