(21)--5.2 综采放顶煤工作面顶板结构及支架-围岩关系.ppt

***综采放顶煤工作面顶板结构及“支架-围岩”关系主要内容：放顶煤工作面的顶板结构类型放顶煤工作面不同顶板结构类型合理支护强度的确定综采放顶煤工作面顶板结构及“支架-围岩”关系矿山压力与岩层控制GroundPressureandStrataControl*搞清放顶煤工作面的顶板结构形式及支架围岩关系，是科学进行综放工作面支护设计、综放液压支架合理选型和提高放顶煤开采综合效益的前提。放顶煤开采时，基本顶的运动效应被顶煤“弱化”，基本顶运动引起的矿压显现是通过直接顶及顶煤作为介质传递到工作面煤壁及支架上，多数放顶煤采场基本顶运动时的矿压显现并不十分明显。但在直接顶厚度较小，且基本顶由大厚度坚硬岩层组成时，基本顶来压时的矿压显现会非常强烈。矿山压力与岩层控制GroundPressureandStrataControl综采放顶煤工作面顶板结构及“支架-围岩”关系*1放顶煤采场的顶板结构（1）“煤—煤”结构在顶煤较厚、煤层结构复杂情况下，很可能出现支架上方未冒顶煤与采空区已冒顶煤之间挤压而成的半拱式平衡结构，且这个结构人为不易破坏，简称其为“煤-煤”结构。“煤—煤”结构示意图矿山压力与岩层控制GroundPressureandStrataControl综采放顶煤工作面顶板结构及“支架-围岩”关系*①顶煤中存在较厚、较硬的夹矸，大块夹矸形成“煤—煤”结构的基底岩层；这种结构下，下位顶煤已在工作面内放出，采空区内形成空洞，空洞上方是“煤—煤”结构，人为又很难破坏。对于这类采场，最好不采用放顶煤方法开采。若采用，应在开采前采用松动爆破或者注水软化的方法对上位顶煤进行预处理。形成“煤-煤”结构的条件②上部顶煤坚硬，呈大块状垮落，或煤中含有粘土成分，呈大的团块状垮落。矿山压力与岩层控制GroundPressureandStrataControl综采放顶煤工作面顶板结构及“支架-围岩”关系*郑州矿业集团王庄煤矿47001工作面一度出现这种结构，工作面支架上方压力很小（只承受下位顶煤的作用力），虽然顶煤厚度较大，但放出煤量却很少，在老空区侧能看到团块状顶煤挤压而成的半拱结构，但又很难人为破坏它，只能“望煤兴叹”。矿山压力与岩层控制GroundPressureandStrataControl综采放顶煤工作面顶板结构及“支架-围岩”关系*（2）“岩—矸”结构下位直接顶呈不规则垮落，上位直接顶呈大块状较规则垮落，且已垮大块矸石与未垮直接顶岩层相互挤压形成半拱状平衡结构。随顶煤的逐步放出，上位大块矸石下降、再破碎，使得下位拱结构失稳破坏，导致拱结构逐步上移。“岩—矸”结构是指未垮落岩层与已垮落大块矸石挤压而形成的半拱结构，是放顶煤采场最常见的结构形式。放出率为η时的“岩-矸”结构状态矿山压力与岩层控制GroundPressureandStrataControl综采放顶煤工作面顶板结构及“支架-围岩”关系*当顶煤全部放出后，散矸面上移到最高，拱结构也发展到最高位置，拱结构下方的空间被结构下方的直接顶矸石充填，“岩—矸”结构处于最高位置。由于拱结构位置的变化，必然引起采场支架载荷的变化。在现场，当支架采用“给定载荷”工作方案时，可以根据支架实测载荷的变化情况，反推拱结构的大致位置。最高“岩—矸”结构位置示意图矿山压力与岩层控制GroundPressureandStrataControl综采放顶煤工作面顶板结构及“支架-围岩”关系*（3）岩梁结构当煤层上方存在大厚度坚硬岩层且直接顶厚度较小、顶煤较薄时，可形成如图所示的岩梁结构。该结构存在的近似判别条件m-坚硬岩层厚度（一次同时运动的基本顶厚度）；C-残煤厚度。岩梁结构示意图（初次来压）可见，反映回采率的参数C对基本顶和直接顶的相互转化起到控制作用，即顶煤放出率不同，采场支架的载荷也会不同。矿山压力与岩层控制GroundPressureandStrataControl