1、第五章第五章 采场顶板支护方法采场顶板支护方法第一节第一节 顶板分类与底板特征顶板分类与底板特征一、采场矿山压力控制的概念为了保证回采工作面的正常生产和人员安全，必须对工作面矿山压力加以控制。采场矿山压力控制采空区处理工作面支护对于全部冒落法处理采空区而采场支架并不是孤立存在的，而是处在一个由围岩组成的系统中：“老顶直接顶支架底板”。必须具备一定的可缩量；必须具备一定的支撑性能,即一定的支撑阻力 直接顶是支架直接维护的对象，支架通过它对老顶进行控制。直接顶的完整程度直接影响工作面安全和支护方式的选择。影响直接顶完整性的两个因素：岩层的力学性质：抗拉、抗压强度，弹模等岩层内节理裂隙的发育情况：原
2、生裂隙、构造裂隙、压裂裂隙。二、对直接顶的分类直接顶的分类直接顶的分类以直接顶的初次垮落步距L0作为分类指标，分为4类。1类 L08m 不稳定顶板2类8mL018m中等稳定顶板3类18mL028m 稳定顶板4类28mL050m非常稳定顶板 图图53 顶板端面破碎度顶板端面破碎度的计算示意图的计算示意图%100FFEAFA端面破碎面积F支架梁端到煤壁面积三、老顶的分类,e=e,老顶初次来压当量；N=h/m直接顶厚度与采高之比老顶初次来压当量将老顶分为如表5-2的4级。四、底板特征与分类图544 支架与围岩体系刚度模型整体剪切整体剪切局部剪切局部剪切其它剪切其它剪切第二节第二节 采场支架类型与支架
3、力学特性采场支架类型与支架力学特性一、几个概念一、几个概念木支柱金属摩擦支柱液压支柱图57 支柱的几种典型特性曲线工作阻力急增阻式微增阻式恒阻式增阻特性二、单体液压支柱的结构与特性二、单体液压支柱的结构与特性内注式外注式三、液压支架的分类三、液压支架的分类支撑式：支撑式：2、掩护式、掩护式3、支撑掩护式、支撑掩护式四、液压支架支护方式分析四、液压支架支护方式分析图图513 垛式支架垛式支架 支撑力分布状态支撑力分布状态图图514 在比较破碎的顶在比较破碎的顶 板条件下使用垛式支架板条件下使用垛式支架单铰式双铰式（四连式）五、单体支架支护方式分析五、单体支架支护方式分析图535 带帽点柱的布置方
4、式图539 机组工作面的悬臂支护图538 HDJA型金属顶梁正悬式倒悬式第三节第三节 采场支架与围岩采场支架与围岩相互作用原理相互作用原理一、回采面支架与围岩的相互作用一、回采面支架与围岩的相互作用煤层开采后，上覆岩层形成的“大结构”是由“煤壁支架采空区已冒落矸石”支撑体系所支撑。在煤壁和采空区冒落矸石条件一定时，支架的支撑性能将对支架受力及对“大结构”的控制效果起重要作用。而采场支架并不是孤立存在的，而是处在一个由围岩组成的系统中：“老顶直接顶支架底板”。图544 支架与围岩体系刚度模型支架与围岩体系刚度模型支架的性能和结构对支架受力和围岩运动是怎样影响的呢？以及在各种围岩条件下支架呈现什么
5、反映呢？这就是支架与围岩关系研究的内容.不同种类的支架对围岩的支护效果不一样，相同的支架在不同的围岩条件下，其受力状态和对围岩的支护效果也不同。（一）支架围岩相互作用的特点：支架围岩是相互作用的一对力。支架受力大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关。还与支架与围岩支撑系统的总体特性有关。支架结构及尺寸不同对顶板压力影响和维护效果不同。单体液压支柱工作面顶板压力测定81.24128.5182.6192.5050100150200250012345距煤壁/m平均载荷/kNPL（二）支架PL关系曲线从PL曲线可以得出一下结论：PL二、支架围岩支护系统的力学分析二、支架围岩支护系统的力学分析 该系统受力与变形的协调方程为：图544 支架与围岩体支架与围岩体系刚度模型系刚度模型SKPPPPSKSKSKPSSSSffssrrfsr00 K 系统的组合刚度系统的组合刚度S系统总变形量系统总变形量P系统阻力增量系统阻力增量 P0 系统初撑力系统初撑力fsrKKKK1111 第四节 采场支护设计一、支架规格的选定一、支架规格的选定支撑式掩护式支撑掩护式 二、支架合理工作阻力二、支架合理工作阻力 第五节 采场来压预测与支护质量监测一、老顶来压的预测预报一、老顶来压的预测预报图552 老顶来压预报道测站布置
