课件-第3篇18章.ppt

* * 第十八章 顶板分类与液压支架的选用第一节 回采工作面顶板组成及其分类 一、顶板组成 一般由伪顶、直接顶和老顶组成。 1、伪顶 位于煤层上方的极易冒落的较薄岩层，通常是炭质和 泥质页岩，0.3— 0.5m以下，随采随冒，有些煤层没有伪顶。对支架的正常使用一般无影响. 2、直接顶 位于伪顶或煤层之上的一层或几层岩层。通常由泥质和砂质页岩等比较容易冒落的岩层组成。一般随 回柱或移架而冒落。直接顶下部1.5～2.0m厚的岩层叫直接顶的下位岩层，其稳定性对架型有决定性影响。 3、老顶 位于直接顶之上厚而坚实，节理裂隙和分层都不发育 的整体岩层，通常由砂岩、石灰岩等构成。 底板：直接位于煤层下面的岩层。一般由页岩、砂页 岩等组成。 顶板和底板统称为煤层围岩。 二、直接顶分类和老顶分级 1、直接顶分为四类： （1）不稳定顶板（Ⅰ类顶板），易于冒落，泥质页岩顶 板、 再生顶板和煤顶等属于这一类。 （2）中等稳定顶板（Ⅱ类顶板），顶板岩石强度较高，但有大量节理裂隙,局部较完整,厚度不大,一般随移架而冒落.砂质页岩顶、粉砂岩顶等属于此类。 （3）稳定顶板（Ⅲ类顶板），即完整顶板.不易发生冒落。砂岩顶、坚硬的砂页岩顶等属于这一类顶板。 （4）坚硬顶板（Ⅳ类顶板），极难冒落的砂岩、坚硬岩等直接顶板。 2、老顶分级 老顶根据周期来压明显与与否分为四级： Ⅰ级 周期来压不明显 Ⅱ级 周期来压明显 Ⅲ级 周期来压强烈 Ⅳ级 周期来压极强烈 老顶周期来压越不明显，作用于支架上的载荷就小而且稳定。反之，周期来压越强烈，作用于支架上的载荷就越大，且有冲击。 第二节 支架类型选择 选择架型一般要根据给定的顶板条件，结合各类支架对顶板的适应性来确定。在具体选用时，可按表18-1进行。 选择架型主要是根据顶板条件，但同时应考虑下列因素： 1、煤层厚度 当煤层厚度超过2.5m、顶板有水平推力时，应选用抗水平力强的支架（如掩护式和支撑掩护式支架），一般不宜选用支撑式支架。当煤层厚度在2.5～2.8m（软煤取下限，硬煤取上限）以上时，应选用带护帮装 置的掩护式或支掩式支架。当煤层厚度变化较大时，应选用调高范围大的支架。 2、煤层倾角 在10°～15°（支撑式取下限，掩护式和支撑掩护式取上限）以上时，支架应该有防滑和调架装置， 超过18°时应同时具有防 滑和防倒装置。 3、底板强度 支架底座对底板比压（对底版的接触比 压）应小于底板允许比压。一般底板允许比压值为1.96～2.16MPa，软底板为0.98MPa左右 4、瓦斯涌出量 涌出量大时应选择通风断面大的支撑式和支撑掩护式支架。 5、地质构造 断层十分发育，煤层厚度变化大、顶板 允许暴露面积和时间分别在5～8m2 和20min以下时暂不宜采用综采设备。 6、设备成本 优先选用价格便宜的支架。一般情况下， 支撑式支架最轻，造价也最便宜，而支撑掩护式支架最重、最贵 。 此外，对于特定的开采要求，应选用特种支架。如厚煤层分层开采时选用铺网支架，冒落法开采时选用放顶煤支架，工作面端头支护选用端头支架等等。 第三节 支架参数确定 一、支护强度和工作阻力 支护强度：支架有效工作阻力与支护面积之比 顶板所需的支护强度取决于顶板的等级和煤层厚度。 支护强度的确定，除可根据表18-1确定外，可按下面经验公式确定： 式中 K1——作用于支架上的顶板岩石厚度系数一般取5～8。 H——采高，m。 ρ——岩石密度，一般取 q——重力加速度，取 。 支架支撑顶板的有效工作阻力Q（与顶板作用于支架顶梁上的载荷等值）为 式中： F为一架支架的支护面积，按下式计算： 式中 L——支架顶梁长度，m。 c——梁端距，m。移架后顶梁前端与煤壁的距离 B——支架顶梁宽度，m。 k——架间距，m。