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应该指出的是,整体液压支架一般由于其初撑力及其工作阻力比较高,可缩量大,发生大冒顶的机率较小。归纳上述各类顶板事故,大致情况如图6-1-5所示。
图6-1-5采场顶板事故分类
3)大冒顶事故发生的时间地点
图6-1-6老顶初次来压前状况
这是由于老顶岩梁在初次来压前其两端由煤壁等高支撑,顶板下沉很小,如图6-1-6所示。
图6-1-6老顶初次来压前状况
(二)巷道顶板事故
巷道的变形和破坏形式是多种多样的,巷道中常见的顶板事故按照围岩破坏部位可分为:巷道顶部冒顶掉矸、巷道壁片帮以及巷道顶、帮三面大冒落三种类型。按照围岩结构及冒落特征又可分为:镶嵌型围岩坠矸事故、离层型围岩片帮冒顶事故、松散破碎围岩塌漏抽冒事故以及软岩膨胀变形毁巷事故等几种形式
另外,巷道中的冒顶还会由于斜巷跑车冲倒支架、车辆掉道和车上的物料突出车外引起支护受损以及支护方式选择不当或质量不合格而不能承受矿山压力等因素引起。
二、影响顶板事故的主要因素
(一)影响回采工作面顶板事故的因素
(1)煤层倾角。煤层倾角对回采工作面矿山压力显现的影响是很大的。对于缓倾斜煤层来讲,老顶来压步距较短,来压较易控制。特别是急倾斜特厚煤层水平分层开采,在顶板为坚硬岩层时,来压时顶板大面积冒落往往形成强烈的冲击地压现象。
(2)回采工作面的围岩组成。回采工作面的围岩,一般是指直接顶、老顶以及直接底的岩层。老顶的失稳、来压强度以及老顶和直接顶的相对位置关系不仅对直接顶的稳定性有直接影响,而且对确定支护强度、支架具备的可缩量以及选择采空区处理方法等,都起着决定性作用。
(3)地质构造。
(4)开采深度。
(5)煤层厚度。中厚及厚煤层要比薄煤层发生顶板事故的机率大。其主要原因:一是厚煤层分层开采的下分层在假顶条件下,工作面刚开始推进时顶板胶结不好,容易首先发生局部冒顶,二是采出空间大,不利于老顶形成自稳结构。
开采技术对回采工作面顶板管理的影响是多方面的,不仅与支护方式有关,还受到回采工艺及其参数(采高、控顶距、循环进度等)、采空区处理方式、是否分层开采等开采技术因素的影响。
另外,不同的回采工序对顶板下沉量的影响也是不同的。
在一定地质条件下,采高与控顶距是影响上覆岩层破坏状况的最重要因素之一。因此,随采高与控顶距的增大,在支承压力的作用下,工作面煤壁也越不稳定,易于片帮。
(二)影响巷道顶板事故的因素
(1)岩石性质及其构造特征。
(2)开采深度。采深大时,由于上覆岩层重量大,形成的支承压力较大。
(3)煤层倾角。煤层倾角不同往往使巷道破坏形式有差别。
(4)地质构造因素。
(5)水的影响。
(6)时间因素的影响
影响巷道顶板事故的开采技术因素主要包括:
(l)巷道与开采工作的关系,如巷道是处于一侧采动还是两侧采动的条件下,是受初次采动还是受多次采功影响;
(2)巷道的保护方法,如巷道是依靠留煤柱保护还是在巷旁用专门的刚性充填带保护;
(3)巷道本身采用的支架类型和支护方式。
三、支护原理
根据矿山压力的理论,整个回采工作面上覆岩层中,裂隙带老顶岩层能够形成一种“大结构”,如图6-1-7所示
图6-1-7回采工作面裂隙带岩梁“大结构”
煤壁支撑影响区(a-b);B-离层区(b-c);C-重新压实区(c-d);
-冒落带;-裂隙带;-弯曲下沉带;a-支撑影响角
如图6-1-8所示。
图6-1-8支架与围岩相互作用关系图
1-围岩松动破坏前的承载和变形曲线;2-围岩松动破坏后的承载和变形曲线;3-支架承载变形曲线
岩层应力线
第二节回采工作面顶板的日常管理 主要内容
一、回采工作面顶板情况和来压的预测
二、回采工作面顶板管理的技术要求
三、回采工作面顶板管理的制度要求