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文档介绍：2017/8/6
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5 回采工作面顶板控制设计
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地质与开采条件
采空区处理方式
顶板运动规律
合理支护强度
地表和岩层保护要求
岩层运动理论
支架—围岩关系
支架性能与评价
支架选型
支护方式与参数
特种支护
技术管理措施
监测监控
完善设计
控制设计理论
事故预测方法
顶板管理法规
反馈修正
回采工作面顶板控制设计流程
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回采工作面顶板分类
顶板岩层的性质、组成,运动形式以及不同的稳定条件,对于顶板处理方式、支护设计都会有明显影响。因此,回采工作面顶板分类是顶板控制设计和日常顶板管理的基础。
顶板分类主要指标有岩性指标、工程指标两种。
岩性指标包括顶板岩层的岩石力学性质(单向抗压强度)、分层厚度、节理和裂隙的发育情况等,通常由实验室试验和现场实测两种方法测定。
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工程指标是指在回采过程中可以直接观测到的参数,包括顶板的挠曲情况、端面顶板破碎和顶板运动步距等。
(1)直接顶端面挠曲情况、(2)端面顶板破碎度、(3)直接顶垮落步距、(4)基本顶运动步距及岩梁数目、(5)直接顶厚度与采高比值、(6)顶板下沉量、(7)煤壁片帮深度
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直接顶分类
单轴抗压强度、分层厚度f、节理裂隙间距d
D=C1C2σC
C1=(f+1)+
C2=(d+1)+
不稳定
中等稳定
稳定
非常稳定
强度系数
砂岩、灰岩、节理裂隙很少
致密砂岩、灰岩、节理裂隙极少
致密泥岩、粉砂岩、砂质泥岩节理裂隙不发育
泥岩、泥页岩、碳质泥岩,理裂隙发育或松软
岩性描述
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基本顶分级
不明显
明显
强烈
非常强烈
基本顶的分级指标是基本顶初次来压当量(pe),
由基本顶初次来压步距(C0)、直接顶充填系数(N)和煤层采高(hm)按下式确定。基本顶的分级指标见表6。
pe = (C0)-+
式中 pe——基本顶初次来压当量,kN/m2。
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支架对顶板的工作状态
(1)支架对直接顶的工作状态—“给定载荷”方案
在顶板岩层沉降过程中,支架对直接顶的工作状态按“给定载荷”考虑是接近实际的。无论顶板沉降到什么位置,直接顶给支架的作用力可以近似地看成是恒定的。
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(2)支架对基本顶的工作状态—“给定变形”和“限定变形”
①“给定变形”工作方案
在岩梁由端部断裂到沉降至最终位态的整个运动过程中,支架只能在一定范围内降低岩梁运动速度,但不能对岩梁的运动起到阻止作用。
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岩梁运动全过程中支架作用力与顶板压力之间的关系
或
岩梁运动至最终状态时的顶板下沉量: