(1)开帮长度可根据顶板和两帮岩石性质确定:一般较好岩石时每次开帮长度不超过3m(用放炮开帮);顶板压力大、活石多时禁止采用放炮开帮,每次只准翻1架砌1m。
(2)放炮开帮时,放炮前要将周围设备保护好,对刚砌筑的碹要覆盖好,然后开始放炮。
(3)用风镐破碹时必须边破边背好帮顶。采用放炮破碹时,眼深不能穿透碹壁。
(4)砌碹立胎要找好中心腰线,立胎要找正,做到平、直,并打好压顶楔。
(5)碹体和顶帮之间必须用不燃物充满填实。
第五讲 采煤工作面顶板管理
第一节 采煤工作面矿山压力
在工作面采煤时,为了减少矿山压力对工作面正常生产和安全的影响,必须对工作面顶板进行控制。所谓工作面顶板控制,曾称顶板管理,是指采煤工作面工作空间支护和采空区处理工作的总称。
一、采煤工作面周围支承压力分布 采煤工作面前后方支承压力
如图4一l所示,表明了采煤工作面前后方的支撑压力分布规律。
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图4-1 工作面前后方支撑压力分布规律
a-应力增高区;b-应力降低区;c-工作面前后方稳压区
二、采空区上覆岩层移动情况 地下采煤过程中,随着原有煤层被采出,采空区上方的顶板岩石在工作面放顶过程中,要发生变形、垮落。一般从工作面到地表把上覆岩层根据移动的特征,分为垮落带、断裂带及弯曲带。
1.垮落带
垮落带是指由采矿引起的上覆岩层破坏并向采空区垮落的岩 层带,曾称冒落带。垮落带的高度一般为采高的2~4倍。
2.断裂带
断裂带是指垮落带上方的岩层产生断裂或裂缝,但仍保持其 原有层状的岩层带,曾称裂隙带。
3.弯曲带
弯曲带是指断裂带上方的岩层产生弯曲下沉的岩层带。断裂 带上方一直到地表的岩层都为弯曲带,这部分岩层不产生断裂或 只产生极小裂缝。
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三、影响矿山压力显现的因素 (一)开采技术条件 1.工作面顶板岩层
控制工作面的顶板岩层是工作面生产中的主要工作内容之一,顶板的岩性、完整性将会直接影响工作面的顶板活动情况和安全生产情况。
2.断层与褶曲
因为断层破坏了顶板的完整性,因此断层附近容易发生局部冒顶。断层还能改变初次放顶、初次来压和周期来压的步距。
褶曲有时会改变原岩应力分布,从而改变工作面区域顶板的受力状态。尤其是小褶曲可能使顶板局部破碎,容易发生局部冒顶。
3.挤压带与破碎带
挤压带是指煤层受挤压作用局部变厚或变薄的地带。破碎带是指岩石和煤层突然变得破碎的地带。工作面经过挤压带或破碎带时,由于顶板岩层的离层、破断或破碎,可能发生顶板短时急剧下沉现象,给顶板管理带来许多困难。
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4.节理和裂隙
无论煤体还是岩体中都存在大量的节理和裂隙,它们常将顶板切割成各种形状的岩块。随着工作面的推进或支护不及时,极易发生局部冒顶和片帮。
5.煤层倾角
随着煤层倾角增加,顶板下沉量将逐渐变小。如急斜工作面的顶板下沉量比缓斜工作面要小得多。
(二)生产技术因素 1.开采深度
开采深度增大会使工作面周围的支承压力峰值和影响范围增加,在顶底板岩石稳定或坚硬、且煤层具有冲击倾向性的条件下,容易发生煤爆(即冲击地压),在瓦斯大的矿井容易引起煤及瓦斯突出。
2.工作面推进速度
工作面推进速度快意味着采煤工作面停滞时间短,顶板岩层下沉量小,一般来说,顶板压力也比较小;反之,推进速度慢,工作面顶板下沉量大,顶板压力也会比较大。
3.上部煤层中遗留煤柱开采煤层群的矿区,如果层间距较小,上部煤层开采时遗留的煤柱支承着上覆岩层,形成应力集中。高应力将通过煤柱向底板传递。
4.采高与控顶距 在一定地质条件下,采高是影响上覆岩层破坏状况的最重要的因素之一。采高越大,采出煤后留下的空间越大,顶板上覆岩层垮落的高度越大,导致采煤工作面上覆岩层破坏越严重。
采高越大,在同样位臵的老顶取得平衡的几率就越小。而且,在支承压力的作用下,工作面煤壁也越不稳定,容易片
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帮。因此,采高越大的工作面矿压显现越严重。
第二节 采煤工作面顶板控制
一、顶板分类
按照岩层稳定性不同,将直接顶分为四类;按来压强度不同,将老顶分为四级。
(一)直接顶的分类
表4-1 直 接 顶 分 类
类 别 指 标 主要指标 参考指标 强度指数D 直接顶初次垮落步距p/m Ⅰ 不稳定 顶板 ≤30 ≤8 Ⅱ 中等稳 定顶板 31~70 9~18 Ⅲ 稳定顶板 71-120 19~25 >120 Ⅳ 坚硬顶板 无直接顶岩层厚度2~5m以上,Rc>~MPa,I和>25 h>1m的整体岩层 (二)老顶的分级 老顶的来压强度主要决定于直接顶厚度与采高的比值N以及老顶来压步距L0,将老顶分为四级。
老顶初次来压步距L0可根据现场实测或矿压显现特征确定。老顶的分级见表4—2。
分级 周期来压明显 指标
Ⅰ 不明显 N>3~5 表4-2 老顶分级方案
Ⅱ 明显 0.3<N≤3~5 L=25~50m Ⅲ 强烈 Ⅳ 极强烈 0.3<N≤3~5 L>50m或N≤N≤0.3 0.3 L<50m L=25~50m 二、采煤工作面顶板控制方法
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