顶板分类(2)

强度指数 D=δ.C1.C2

式中 δ——岩石单向抗压强度公斤/cm2 C1——节理裂隙影响系数 C2——分层厚度影响系数 ⑵直接顶分类各种指标的确定。

①各煤层顶板的岩层单向抗压强度δ。有局矿有关人员，用轻型岩石试验仪做出，并参考矿井地质报告原有资料。

②节理裂隙间距I，用肉眼在巷道或未回采的工作面测得，以测得有代表性的10~15个数据，进行加权平均，然后查表得节理裂隙影响系数C1见表2

表2

I（米） 0.1 0.2 C1 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 0.3 0.32 0.34 0.37 0.39 0.41 0.43 0.46 0.48 0.50 0.52 0.55 ③分层厚度h，是不同岩性的岩层之间和同一岩性内沿层理的离层面之间距。在巷道或工作面内观测有代表性的10~15个数据计算出平均值。然后查表。取得分层厚度影响系数C2。见表3

h（米） 0.1 C2 0.24 0.2 0.25 0.3 0.27 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 0.29 0.3 0.32 0.33 0.35 0.36 0.38 0.39 0.41 ④直接顶初次垮落步距L。以矿压观测资料为主，再参考各矿对各煤层198个工作面顶板初次垮落和顶板初次来压情况的调查分析而定。

2、老顶的分级和有关指标的确定。

（1）老顶分级。是根据顶板分类方案而进行的。规定指出老顶来压压强度主要根据直接顶厚度和采高的比值N?M（M—直接顶厚度（m）；m—m，采高（m））和老顶初次来压步距L，将老顶分为四级。见表4

分级 老顶来压显现 Ⅰ 不明显 Ⅱ 明显 Ⅲ 强烈 0.3＜N≤3～5 Ⅳ 极强烈 指标 N＞3～5 0.3＜N≤3～5 L=25～50 L＞50 N≤0.3 L=25～50 N≤0.3 L＞50

（2）、老顶分级各种数据的确定

①煤层直接顶厚度和各层采高，是根据地质柱状图和现场实测资

料，由局矿有关人员研究、分析而定，然后计算直接顶厚度与采高比值N。

②老顶初次来压步距L，是根据矿压观测和各矿统计资料，结合现

场实际情况，由有关人员共同研究，取得老顶初次来压步距L。 四、顶板分类结果和顶板管理主要技术措施

现将矿区10个开采煤层的顶板分类和顶板管理主要技术措施分述如下： （一）二层煤：

1、直接顶粉砂岩，厚度为3~3.2米。 2、老顶：中砂岩，厚度为5~27米。 3、采高:平均为1.2米。 顶板分类结果，见表5.

直接顶 顶 强度指数初次垮落类板 指 D=δ.C1.C2 步距L 别 数 老 顶 比值 N?Mm老顶来压步级 距L 25~50 24~32.5 12~29.7 别 Ⅱ Ⅱ Ⅱ 矿 别 31~70 一 47 9~18 11~24.5 7~25.7 二 二 二 0.3＜N≤3～5 国庄 查庄 2.3~3.3 1.6~2.7 统计分析了14个工作面的资料，直接顶初次垮落步距一般8~17米，老顶初次来压步距一般25~32米。所以该层煤直接顶属二类，老顶属Ⅱ级。 4、液压支架架型选择掩护式或支撑掩护式。

5、液压支柱支护强度：采高1.2米为40.3吨/m2（根据附表四用插值法求得，以下类同）

6、单体支柱支护强度：采高1.2米为22.1吨/m2

7、支护密度：使用单体液压支柱或摩擦金属支柱，排距1米，柱距0.6或0.7米，支护密度为1.5或1.3根/m2。

8、控顶区：3~4峒管理，使用单体液压支柱或摩擦金属支柱和铰接顶梁支护。

9、切顶线:每隔一家支设一颗戗柱，必要时加密戗柱或增设从柱。

10、采空区：全部垮落法管理，初采时和正常生产中，悬顶超过规定必须组织有关人员进行“会诊”，必要时，采区加强支护措施或人工强制放顶。 11、对二层煤顶板稳定性的评述：

该煤层老顶为中砂岩或细砂岩，比较坚硬，来压明显，属Ⅱ级顶板。直接顶多为粉砂岩，属二类中等稳定顶板。有时需要人工强制放顶，局部为泥质粉砂、煤线和炭质页岩互层，易脱落离层推倒支架，曾造成大面积冒顶，初采工作面需背好顶，支设好反戗柱，丛柱或木垛，保证支柱初撑力和支架牢固可靠。 （三）三层煤：

1、直接顶：粉砂岩，厚度为0~22.9米。 2、老顶：中砂岩。厚度为：0~22.42米。 3、采高：平均为2.2米。 顶板分类结果见表6

顶 板 直接顶 强度指数 D=老顶 比值 初压步距L 级别 初次垮类指 δ.C1.C2 标 矿 别 落步距L 别 N?Mm 9~18 12~23 8~18 4.2~18 6~11 11~84 二 0.3＜N≤3～5 二 0~12 二 0.4~1.1 二 0.04~4.3 二 4.8 二 0~0.9 25~50 31~32.5 18~30 15~36 10~27 14~56 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 31~70 曹庄 93 陶阳 47~53 国庄 23~28 查庄 - 白庄 - 统计分析了50个工作面的资料，直接顶初次垮落步距一般9～18m，老顶初次来压步距一般24～50m。所以该层煤直接顶属二类，老顶属Ⅱ级。

4、液压支架架型选择：掩护式或支撑掩护式。

5、液压支架支护强度：采高2.2m，支护强度为48.1吨/m2。 6、单体支柱支护强度：采高2.2m，为35.1吨/m2。

7、支护密度：使用单体液压支柱，排距1米，柱距0.7或0.6m，支护密度为1.3或1.5根/m2。

8、控顶区：3～4峒管理，使用单体液压支柱和金属铰接顶梁支护顶板。 9、切顶线：每隔一架支设一颗戗柱，必要时加密戗柱或增设丛柱。 10、采空区：全部垮落法管理，来压前后悬顶超过规定，必要时组织人员进行“会诊”。根据现场情况，采取行之有效的的措施。

11、对三层煤顶板稳定性的评述：

该层煤直接顶多为粉砂岩，属二类中等稳定顶板，局部有伪顶，直接顶和伪顶较薄，老塘冒落矸石充填不到柱顶，老顶没来压时，控顶区直接顶易离层下沉，有推倒支架造成冒顶的可能。遇此情况，必须采取支设正反戗柱、丛柱或木垛等措施。老顶为中砂岩，局部为粗砂岩，比较坚硬难冒，属Ⅱ级来压明显顶板，该层煤老顶局部位于煤层之上，也为直接顶，如白庄、曹庄、国庄等矿常见，开采此类煤层时既要采取加强支护措施，还要注意人工强制放顶。加强支护可采取支设丛柱或木垛的办法。

（三）三Ⅱ层煤：

1、直接顶：粉砂岩，厚度为0.3～22米。

2、老顶:直接顶以上岩层，多数为三层煤开采所破坏。 3、采高：1.5～2.1米，一般为2米左右。 顶板分类结果见表7.

顶 板 直接顶 强度指数初次垮落类 别 老顶 比值 N?Mm指 矿 标 别 老顶来压级 别 步距L ＜25 15～17 17～43.5 Ⅰ Ⅰ Ⅰ D=δ.C1.C2 步距L D≤30 57 69.7 L≤8 0～5 8～10 一 一 一 N≥3～5 0.2～5.9 10～10.5 国庄 查庄 统计分析了5个工作面的资料，直接顶初次垮落步距一般在8m及以内，老顶初次来压步距一般在17m及以内。所以该层煤直接顶属一类，老顶属Ⅰ级，局部老顶属Ⅱ级。

4、液压支架架型选择：掩护式。

5、液压支架支护强度：采高1.5～2.1m，为42.25～46.8吨/m2。 6、单体支柱支护强度：采高1.5～2.1m，为26～33.8吨/m2。 7、支护密度：排距1米，柱距0.7或0.65m，支护密度为1.3或1.4根/m2。

8、控顶区：3～4峒管理，使用单体液压支柱或金属摩擦支柱和金属铰接顶梁支护顶板。

9、切顶线：每隔一架支设一颗戗柱或对柱，必要时支设丛柱。 10、采空区：全部垮落法管理。 11、对三Ⅱ层煤顶板稳定性的评述：

该层煤直接顶多为粉砂岩，少数为砂页岩互层，属一类不稳定顶板，直接顶板以上多数为三Ⅰ层煤采空区，岩层已破坏，来压不明显，属Ⅰ及老顶；部分块段，直接顶以上有厚度6m左右的细砂岩，如查庄矿六采区等，有时局部砂岩顶板直接位于煤层之上，成为直接顶，查庄、国庄均有。属来压明显的Ⅱ老顶。直接顶以下局部有伪顶。开采该煤层时，要根据顶板具体情况，采取相应措施。

（四）四层煤：

1、直接顶：粉砂岩，厚度为4.5～7.6米。 2、老顶:中砂岩，厚度为2.97～36米。 3、采高：1.5～2.2米。 顶板分类结果见表8.

顶 板 直接顶 强度指数初次垮落类 别 老顶 比值 N?Mm指 矿 标 别 初次来压级 别 步距L 25～50 40 30 Ⅱ Ⅱ Ⅱ D=δ.C1.C2 步距L 31～70 39 -- 9～18 14 15 二 二 二 ＜3～5 3.5～5 4.5 国庄 隆庄 统计分析了2个工作面的情况，直接顶初次垮落步距14～15m，老顶初次来压步距30～40m。所以该层煤直接顶属二类，老顶属Ⅰ级，局部老顶属Ⅱ级。

4、液压支架架型选择：掩护式或支撑掩护式。

5、液压支架支护强度：采高1.5～2.2m，为42.25～48.1吨/m2。 6、单体支柱支护强度：采高1.5～2.2m，为26～35.1吨/m2。 7、支护密度：排距1米，柱距0.75或0.7m，支护密度为1.2或1.3根/m2。

8、控顶区：采取3～4峒管理，使用单体液压支柱或金属摩擦支柱和金属铰接顶梁支护顶板。

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