综合机械化采煤工艺培训课件讲义

本书目录一：综采工作面的生产准备（重点）二：综采工作面的矿压显现及监测三：综采工作面的采煤工艺（重点）四：综采工作面的顶板管理（重点）五：综采工作面的生产事故预防与处理六：特殊地质条件下的综采技术七：综采工作面的撤除与搬迁（重点）八：综采工作面的瓦斯与煤尘治理的综合治理（重点）九：综采工作面的生产管理模块一综采工作面的生产准备返回第一节采煤工作面生产组织管理一、采煤工作面的循环作业采煤工作面的“循环”就是完成工作面落煤、装煤、运煤、支护和放顶（或放顶煤）等工序的全过程，并且周而复始地进行下去。

第一节采煤工作面生产组织管理(一)循环方式循环方式是循环进度和昼夜循环次数的组合。1、循环进度2、昼夜循环次数3、正规循环作业4、正规循环率月正规循环率=第一节采煤工作面生产组织管理(二)作业方式作业方式是采煤工作面在一昼夜内生产班与准备班的相互配合关系。1、两采一准作业形式2、边采边准作业形式3、两班半采煤半班准备作业形式4、三采一准作业方式5、四班交叉三采一准作业方式第一节采煤工作面生产组织管理(三)工序安排1、安排工序时应注意问题2、工序流线图如下图所示第一节采煤工作面生产组织管理(四)劳动组织1、追机作业2、分段作业3、分段接接力追机作业4、分段综合作业第一节采煤工作面生产组织管理二、采煤工作面循环作业图表（一）循环作业图

表10-1采煤工面循环作业图常用符号第一节采煤工作面生产组织管理

综采工作面循环作业图第一节采煤工作面生产组织管理（二）劳动组织表劳动组织表是根据工作面的作业形式与循环作业各工种工作量和企业劳动定额规定，计算确定各工种所需定员数目，列表表示工作面个工作班不同工种应出勤人数、工时、各班及工作面所配备人员总数。（三）技术经济指标表

1、采煤工作面技术条件

2、采煤工作面地质条件

3、循环作业组织概况

4、主要技术经济指标第一节采煤工作面生产组织管理（四）工作面布置图工作面布置图是按一定的比例绘制工作面正常生产时支护设备布置的基本情况，利用断面图反映采煤工作面最大控顶距和最小控顶距断面特征的图件，是进行工作面风量分配、风速计算的基础。（五）采煤工作面循环图表编制示例第二节采煤工作面技术管理一、采煤工作面作业规程（一）采煤工作面作业规程主要内容1、工作面基本概况2、工作面的地质状况（1）煤层性质（2）围岩性质（3）地质构造特征（4）瓦斯、煤尘及煤炭自然发生状况（5）水文地质状况（6）工作面煤炭储量第二节采煤工作面技术管理3、采煤方法（1）工作面的巷道布置系统图（2）采煤工艺设计4、工作面主要生产系统5、工作面的循环图表6、安全管理制度7、安全技术措施8、灾害事故防治措施9、煤质管理措施第二节采煤工作面技术管理(二)作业规程编审步骤1、收集整理资料编制作业规程初稿2、集体研讨定稿3、作业规程审批4、作业规程的贯彻落实5、作业规程的修改与补充措施第二节采煤工作面技术管理(三)编制作业规程注意事项1、编制作业规程必须符合工作面的基本条件，切实可行。2、作业规程要文字简明易懂，图表清晰准确，计算规范无误，措施齐全可行。3、严格按《煤矿安全规程》的有关规定和设计规范的有关要求。4、选择合理的作业形式和劳动组织方式，各项指标要具有一定的先进性，使工作面的生产技术管理达到先进水平。第二节采煤工作面技术管理二、技术操作规程1、一般规定2、操作前准备与检查3、操作及注意事项4、收尾工作作业1、说明采煤工作面循环、正规循环作业和正规循环率的概念，正规循环率如何规定？2、何谓采煤工作面的作业形式？作业形式主要有哪些？说明各作业形式的主要特点。3、何谓采煤工作面的劳动组织？说明劳动组织的主要方式和特点。4、试绘制综采工作面循环作业图？工作面长度160m，采用三采一准作业形式，双向割煤，每班进3个循环。

第三节采煤工作面质量管理

一、产品质量管理(灰分、水分、含矸率、块煤率)1、采区及工作面设计时要有完善的排矸系统，实现煤矸的分采分运2、编制作业规程时，应制定合理的煤质管理措施。3、健全煤炭质量管理机制，定期对煤炭质量管理工作进行考核，确保煤炭产品质量，提高煤矿的经济效益。第三节采煤工作面质量管理二、安全工程质量管理(一)采煤工作面安全工程质量管理标准

1、质量管理工作；2、顶板管理；3、工作面支护；4、安全出口与端口支架；5、回柱放顶；6、煤壁机道；7、两巷与文明生产；8、假顶和煤炭回收；9、机电设备；10、安全管理第三节采煤工作面质量管理

考核评比结果优良品：十大项中前五项最低得分不低于本项总分的90%，后五项不低于本项总分的80%。合格品：十大项中前五项最低得分在本项的70%~90%，后五项最低得分不低于本项总分的60%。不及格品：十大项中前五项最低得分在本项总分70%及以下，后五项最低得分在本项总分60%以下。第三节采煤工作面质量管理(二)加强工作面安全工程质量管理措施1、提高职工工程质量管理意识2、健全工作面工程质量管理体系3、保证工作面物料储备4、严格质量事故追究制度5、采取激励机制搞好工作面的工程质量第四节采煤工作面安全管理

一、加强职工安全管理意识二、健全安全管理体制三、加强工作面工程质量管理四、严格执行安全管理制度五、采用先进的安全技术设备第四节采煤工作面安全管理六、健全完善安全技术措施1、灾害事故防治措施（1）瓦斯防治措施（2）煤尘防治措施（3）火灾防治措施（4）水灾防治措施（5）顶板事故防治措施第四节采煤工作面安全管理2、生产过程中的各项安全技术措施（1）工作面初采安全技术措施（2）工作面周期来压防治措施（3）工作面支架移设的安全措施（4）采煤机割煤时的安全措施（5）特殊条件开采安全技术措施第四节采煤工作面安全管理3、机械电器设备安全使用管理措施（1）液压泵站安全操作措施（2）工作面绞车使用、移设安全管理措施（3）矿车辅助运输的安全措施（4）电器设备检查维修安全管理措施第四节采煤工作面安全管理4、其他安全技术措施（1）严禁五种人（请假准备回家或刚从老家回来的人、没有经过专业技术培训的人、身体有病的人、情绪不正常的人、酗酒的人）下井。（2）严格执行“四不生产”（工作地点不安全不生产、事故隐患不排除不生产、整改措施不落实不生产、工程质量不达标不生产）规定。作业1、采煤工作面安全工程质量考核评比标准考核内容主要有哪几大项？考核等级如何划分？2、如何加强采煤工作面产品质量管理？3、采煤工作面安全管理的主要措施有哪些？本书目录模块一：综采工作面的生产准备（重点）模块二：综采工作面的矿压显现及监测模块三：综采工作面的采煤工艺（重点）模块四：综采工作面的顶板管理（重点）模块五：综采工作面的生产事故预防与处理模块六：特殊地质条件下的综采技术模块七：综采工作面的撤除与搬迁（重点）模块八：综采工作面的瓦斯与煤尘治理的综合治理（重点）模块九：综采工作面的生产管理课程引入1、采煤方法有哪些？2、采煤工作面有哪些采煤工艺？3、什么是综采工艺？4、综采工艺的特点是什么？5、综采工艺有哪些配套设备？相关概念：

回采工作—在采煤工作面内，为采取煤炭所进行的各项工作。五大工序：破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。采煤工艺—在采煤工作面内，按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合。

采煤系统—回采巷道的掘进和回采工作之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系。

采煤方法—是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的配合。两者之间相互影响相互制约。

采煤方法分类

采煤方法分为：露天开采和井工开采。

井工开采可分为：柱式体系和壁式体系两种。

壁式体系采煤法壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产量的95%以上。

采煤方法分类壁式采煤法的特点：工作面的两端至少各布置一条回采巷道，用于通风和运输。工作面长度一般80-250米。随着工作面的推进及时处理采空区，一般采取全部垮落法管理顶板工作面通风状况良好。壁式体系采煤法的类型

按采煤工艺分类：爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤法

按采空区处理方法分:

全部垮落采煤法、煤柱支撑(刀柱)采煤法、充填采煤法

按工作面布置和推进方向分:

走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法（俯斜，仰斜）采煤方法分类柱式体系采煤法柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤法，是以房、柱间隔采煤为主要特征，常见的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。现代短壁机械化开采技术的成功应用，逐渐引起大家的关注。采煤方法分类采煤方法分类柱式采煤法的特点：工作面长度较短，一般10-30m,工作面数目较多。需要开掘大量的巷道，掘进率高。一般没有处理采空区工序。工作面通风条件较差，采出率低。水平分层采煤方法旱采水采壁式体系柱式体系柱式体系单一长壁放顶煤整层开采斜切分层水平分段放顶煤倾斜分层掩护支架分层开采整层开采整层开采房式房柱式倾斜短壁式走向短壁式走向长壁倾斜长壁走向长壁倾斜长壁下行垮落上行充填垮落刀柱2、采煤工作面有哪些采煤工艺？炮采工艺普通机械化采煤工艺高档普通机械化采煤工艺综合机械化采煤工艺三种采煤工艺：

①爆破采煤工艺方式

解放后至60年代初为主

②普通机械化采煤工艺方式

60年代初至70年代中期为主

③综合机械化采煤工艺方式

70年代中期以后为主长壁采煤法的采煤工艺长壁采煤工作面的工艺方式：炮采：爆破落煤、人工装煤、机械化运煤、单体支架支护。

普采：采煤机落煤装煤、机械化运煤、单体支架支护。

综采：破、装、运、支、处等主要工序全部采用机械化连续作业。

炮采工艺一、爆破落煤爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成。

炮眼布置：单排眼双排眼三排眼二、装煤与运煤1）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤壁，利于装煤。2）、人工装煤：人工攉煤。3）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤板。炮眼布置图a—单排眼b—对眼c—三角眼d—三花眼e—五花眼炮采工艺炮采工艺三、工作面支护主要采用金属支柱和铰接顶梁支护，单体液压支柱。主要有两种：正悬臂齐梁直线柱（图a）和正悬臂错梁三角柱（图b）普采工艺工艺过程：

采煤机破煤装煤——刮板输送机运煤——单体支柱加金属顶梁支护破煤和运煤滚筒采煤机：单滚筒、双滚筒采煤机结构：截割部、牵引部、动力部、辅助装置牵引方式：机械牵引、液压牵引、电牵引（传动）钢丝绳、有链牵引、无链牵引（行走）

普采工艺采煤机割煤方式：单向割煤，往返进一刀；双向割煤，往返进两刀；“∞”字形割煤、往返一刀普采工艺工作面运煤：一般采用刮板输送机运煤。每隔6m设一个液压千斤顶，机头机尾各3个。弯曲段长度15m。

普采工艺工作面支护：支架布置方式：带帽点柱、单体液压支柱或磨擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。按悬臂顶梁与支柱的关系分为正悬梁和倒悬梁两种；按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式两种，为了行人和工人作业方便，工作面支柱一般排成直线状。普采工艺单体支架正悬臂与倒悬臂布置

支架齐梁式和错梁式布置

普采工艺控顶距：当工作面推进一次或二次之后，工作空间达到允许的最大宽度，即最大控顶距。及时回柱放顶，使工作空间只保留回采工作所需要的最小宽度，即最小控顶距。最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距。普采工艺采空区处理：全部垮落法全部充填法局部充填法缓慢下沉法煤柱支撑法

综采工艺：长壁工作面用双滚筒采煤机割煤、装煤，用可弯曲刮板输送机运煤，自移式液压支架支护并控制顶板的采煤工艺方式。二、综采工艺及装备配套1—采煤机；

2—刮板输送机；

3—液压支架；

4—下端头支架；

5—上端头支架；

6—转载机；

7—胶带输送机；

8—配电箱；

9—移动变电站；

10—设备列车；

11—泵站；

12—喷雾泵站；

13—绞车；

14—集中控制台设备及布置综采工艺综采历史：自1974年从国外引进50套综采设备和78年引进的100套综采设备开始，至今已有30多年的历史。发展经历：经过了摸索起步、引进提高、仿制创新、国产与引进并重四个阶段。

综采工艺综采产量：七十年代综采面大致为20万吨/年-面左右八十年代综采面大致为100万吨/年-面左右2005年兖州东滩矿综采面生产了753万吨/年-面2005年神东上湾矿综采面生产了1145万吨/年-面（神东矿区目前有4个超千万吨的综采面，实现了一井、一面、安全、高效的生产目标。）

综采工艺综采现状：

2006年底全国有高产高效矿井197个共产煤6.352亿吨（占全国当年煤炭产量29%）平均产煤331万吨/矿。

2006年底全国有442个综采面（占全国2.5万个工作面1.8％）

2006年底全国有363个普采面（占全国2.5万个工作面1.5％）综采工艺综采参数：综采面长150m—400m

采煤机最大功率达2000kW，刮板输送机最大功率达3*1000kW，液压支架一般＞20t/架。工艺过程：

采煤机破煤装煤——刮板输送机运煤——液压支架支护顶板58综采工作面主要设备

液压支架双滚筒采煤机刮板运输机桥式转载机胶带输送机综采工艺采煤机的割煤方式：往返一次割两刀、往返一次割一刀液压支架类型：支撑式支架、掩护式支架、支撑掩护式支架液压支架的移架方式单架依次顺序式；分组间隔交错式；成组整体依次顺序式。

综采工艺综采工作面工序配合方式：综采面主要工序有三个：割煤、移架、推移输送机，按照不同顺序有两种配合方式，即及时支护方式和滞后支护方式。综采相对于炮采、普采而言，具有以下特点：1、机械化程度高，工人劳动强度大大降低。2、生产能力大。企业效益增加。3、顶板支护效果好，安全系数高。因此，目前新建矿井在条件允许下，尽量采用综采工艺。本节重点：1、读懂矿井巷道布置图2、理解矿井主要生产系统模块一综采工作面的生产准备利用自然条件作为井田边界划分井田煤田划分为井田井田边界划分方法

1－垂直划分；2－水平划分；3－以断层为界

煤田划分为井田

井田内再划分井田划分为阶段和水平井田内再划分

阶段划分为采区

井田内再划分

1—主井；2—副井；3—井底车场；4—阶段运输大巷；5—阶段回风大巷；6—回风井；7—运输上山；8—轨道上山；9—区段运输平巷；10—区段回风平巷；11—采煤工作面图1-1矿井巷道立体示意图1—主井；2—副井；3—井底车场；4—主要石门；5—阶段运输大巷；6—回风井；7—回风石门；8—回风大巷；9—采区运输石门；10—采区下部材料车场；11—上、中部车场甩车道；12—行人进风斜巷；13—采区煤仓；14—运输上山；15—轨道上山；16—上山绞车房；17—采区回风石门；18—采区上部车场；19—采区中部车场；20—区段运输平巷；21—下区段回风平巷；22—联络巷；23—区段回风平巷；24—开切眼；25—采煤工作面图1-2井下生产系统示意图巷道分类1．按巷道所处空间位置和形状分类

⑴垂直巷道

①立井：是指有直接通达地面出口的垂直巷道。立井一般位于井田中部，担负全矿煤炭提升任务称为主立井，担负人员升降和材料、设备、矸石等辅助提升任务的为副立井。

②暗立井：是指没有直接通达地面出口的立井，装有提升设备，有主、副暗立井之分。

③溜井：是指担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。⑵倾斜巷道

①斜井：是指有直接出口通达地面的倾斜巷道。担负全矿井下煤炭提升任务的斜井称为主斜井。只担负矿井通风、行人、运料等辅助提升任务的斜井称为副斜井。

②暗斜井：是指没有直接通达地面的出口、用作相邻的上下水平联系的倾斜巷道，其任务是将下部水平的煤炭运到上部水平，将上部水平的材料、设备等运到下部水平。

③上山：是指服务于一个采区(或盘区)的倾斜巷道，也称采(盘)区上山。上山用于开采其开采水平以上的煤层。按上山的用途和装备可分为运输上山、轨道上山、通风上山和人行上山等。运输上山内的煤炭运输方向为由上向下运到水平大巷。

④下山：是指由运输大巷向下，沿煤岩层开掘的为一个采区(或盘区)服务的倾斜巷道，也称采(盘)区下山。按其用途和装备分为运输下山、轨道下山、通风下山和人行下山。⑶水平巷道

①平硐：是指有出口直接通到地面的水平巷道。一般以一条主平硐担负全矿运煤、出矸、运材料设备、进风、排水、供电和行人等任务。专作通风用的平硐称为通风平硐。

②石门：是指与煤层走向正交或斜交的水平岩石巷道。服务于全阶段、一个采区、一个区段的石门，分别称为阶段石门、采区石门、区段石门。用作运输的石门称为运输石门。用作通风的石门称为通风石门。

③煤门：是指开掘在煤层中并与煤层走向正交或斜交的水平巷道。煤门的长度取决于煤层的厚度，只有在厚煤层中才有必要掘进煤门。④平巷：是指没有出口直接通达地面，沿煤层走向开掘的水平巷道。开掘在岩层中的叫岩石平巷，开掘在煤层中的称为煤层平巷。根据平巷的用途，可将平巷分为运输平巷、通风平巷等。按平巷服务范围，将为全阶段、分段、区段服务的平巷分别称为阶段平巷、分段平巷、区段平巷。2．根据巷道服务范围及其用途分类根据巷道服务范围及其用途，矿井巷道可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三类。

⑴开拓巷道为全矿井或一个开采水平服务的巷道称为开拓巷道。

⑵准备巷道为一个采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道称为准备巷道。

⑶回采巷道形成采煤工作面及为其服务的巷道称为回采巷道。

一、采区巷道布置1、采区巷道掘进顺序2、区段平巷布置方式：单巷布置双巷布置分巷布置瓦斯尾巷布置二、生产系统通风系统运输系统：运煤系统辅助运输系统排水系统供电系统压气、供水系统矿井安全监测系统通风系统新鲜风流从地面－2－3－4－5－10－15－19－20－25；污风－23－17－8－7－6－排入大气。运煤系统25－20－14－13－5－4－3－1－地面运料排矸系统2－3－4－5－9－11－15－23－25排水系统采掘工作面涌水，由区段运输平巷、采区上山排到采区下部车场，经水平运输大巷、主要运输石门等巷道的排水沟，自流到井底车场水仓，由中央水泵房排到地面。模块二综采工作面矿压显现规律

及监测返回

提纲

1、加强顶板管理的重要性和紧迫性

2、顶板管理的一些基本概念

3、顶板管理技术简介

4、我省煤矿顶板管理的实践

§1、加强顶板管理的重要性和紧迫性

一、近年顶板事故情况

1、1995－2001年（7年）全省煤矿死亡事故中，顶板事故起数和死亡人数分别占事故总量的44％和28％。

对比：瓦斯事故占30％和51％。

2、2002－2005年（4年）全省煤矿死亡事故中：顶板事故起数和死亡人数分别占事故总量的55％和39.9％。

CK：瓦斯事故分别占20％和36.2％。

3、2006－2008年（3年）全省煤矿死亡事故中：顶板事故起数和死亡人数分别占总量的56％和43％。

CK：瓦斯事故分别占17.3％和36％。

4、2009年1－9月，全省煤矿死亡事故130起，死亡196人，顶板事故分别占58％和48％。

44%－55%－56%－

58%28％－40％－43％－48％

5、2003－2008年，顶板较大事故21起，死亡68人，平均每年3.5起死亡11.3人，几乎每季度发生1次顶板较大事故，死亡人数占全部较大事故死亡人数的10.7％。

09.3.18辰溪蒋家坪井坚硬顶板下采煤柱冒顶，死亡6人。顶板事故起数和死亡人数已稳操第一（达到43％－48％），占比呈连续上升态势，较大事故每年均有发生。

二、顶板事故案例综合分析

1、支护技术和理念落后

支护落后，全省仍以木支护为主。支护材料、性能不同，支护效果不同。支护理念落后，多数煤矿不掌握顶板管理基本理论，以“不变（木支护、砌碹巷道）应万变”。支架与支护方式不同，控顶效果不同。

现有煤矿数量

生产矿井采用壁式采煤方法煤矿采面采用木支护煤矿2007年底2008年11月底2007年底2008年11月底全省合计110912617310381008

长沙市29242929株洲市11500114114湘潭市15111515衡阳市96129694郴州市2701126259244永州市25232525娄底市2502952229222邵阳市1082628104104益阳市15001515常德市28662828怀化市62666262张家界3110103131自治州14221414

湘煤集团5130331711

2、随心所欲，不按规程规范作业

（1）技术素质低，作业不规范

①采掘后不及时支护、空顶作业，超高、超前采掘，乱采乱挖放“浮煤”；

05·4·4长沙市澄潭江煤矿－75生平452采区做回采面开切眼，作业人员放炮后空顶作业，黄某被突然掉下来的矸石打中头部死亡。

05·7·18涟源市龙塘乡新腾煤矿一上山巷道式采煤，没有及时支护，当头来压发生冒顶，将2名作业人员掩埋致死。

②进入工作面作业前或放炮后不“敲帮问顶”；

05·7·10浏阳澄潭江镇桥头煤矿在小槽大巷南翼维修，进班时发现伪顶有点裂缝，认为裂缝不大，没有必要处理下来，于是开始砍树架棚。正在架棚时，一块1千多斤的矸石从顶板掉下，砸死1人。

③处在不安全地点冒险作业或休息；

05·4·21涟源安平镇新万三煤矿325工作面机巷吴某在处理顶板松石过程中，二块重约200公斤的岩石打中吴的头部，当场死亡。

05·7·2湘潭韶山亿德煤矿在南大巷砌拱装模。8点进班后拖出2个拱子，拆了模板准备装模，装好一边后，杨某出去挂钩，郭某便在拱下休息，此时顶部矸石垮落下来，将郭埋住致死。

④维修巷道不按操作规程要求作业；

05·4·6安化县清塘铺镇新胜开发煤矿在维修巷道时，高某想把旧支护敲掉再装新支护，在拆旧支护时发生冒顶，将高掩埋致死。

05·6·20冷水江市岩口镇新红煤矿三石门维修，大工阳某在没有加固维修地点的支架时，就拆换已变形的支架造成冒顶，将大工掩埋致死。

⑤支柱支在浮煤上，软底不“穿鞋”；

⑥回柱放顶锤打斧砍，不用回柱绞车。

涟源七星街镇峡山煤矿05·9·24回收四石门运输巷木支架，用斧头撤支架时顶板冒落死亡1人。

（2）不按质量标准施工作业

①支柱规格小，棚距过大，支架之间无稳定措施，支护质量差；辰溪县煤矿肖家溪井05·4·14事故就存在支护材料直径过小、梁柱未亲口连接等原因。加禾县萝卜安煤矿05·9·11在225采区＋10沿煤回风上山修理，修好4架棚子后正准备抬栌，新架的棚子垮塌掩埋2人致死。

②破碎顶板背顶背帮不严实，顶帮内空，来压时突然垮塌；

05·7·13涟邵塘冲煤矿11237回采面补充风巷掘进，因当头空帮空顶，凌晨突然冒顶，将副队长吴某掩埋致死。

③缺柱、折柱、无效支柱、断梁等不及时补充更换；④倾斜巷道支架无迎山角（“顺山棚”），压力大的巷道不抬栌，冒高巷道不接顶等；

⑤分层开采工作面不铺假顶、不洒水灌黄泥浆；

⑥不同类型支架混合使用。各种支架在顶板下沉不同时期作用不相同，木柱一般允许最大下沉量为200毫米，若与单体液压支柱混合使用，起初共同支撑顶板，中期木支柱发挥主要作用，当顶板下沉量大于200毫米时，木支柱大部分折损。

3、管理上的缺陷

①忽视必须的设计和有针对性的采、掘工作面作业规程；

②巷道或回采工作面布置不合理，过于集中导致应力集中，巷道上下重叠措施不当造成掉底；

04·6·30慈利县零阳胜利煤矿在三号下山往矿车里装煤的过程中突然底板垮落，致朱某死亡。

③地质、测量工作薄弱，巷道测量和填图不及时，构造变化和巷道位置不清；

④有关顶板管理制度形同虚设，现场无章可循，工程质量差，三违现象严重；

⑤缺少顶板管理方面的安全教育和技术培训；

⑥轻视巷道维修，巷道失修严重。

05·4·26冷水江市涟溪矿业公司一工区＋270水平补二石门5煤巷道失修严重，作业人员进入巷道，李某的矿灯带挂上断梁引起冒顶，将李某掩埋致死。

4、环境条件制约

①煤层赋存不稳定，地质构造复杂；

②开采造成围岩应力集中；

③急倾斜煤层开采、残采、复采，环境条件差；

④煤矿严重缺少采矿、地质工程技术人员；06年全省煤炭行业采矿工程技术人员共2267人，其中采矿1064人，地质241人；在煤矿企业的1622人，60％分布在国有煤矿。攸县150个煤矿，年产420万吨煤，其中148个非国有煤矿仅有1名科班的专业技术人员。

⑤采掘工人过度流动，缺少熟练技术工人。如：洪山殿公司05年末1890名工人，其中采掘778人，均无技术职称；初中及以下文化程度占75％；778名采掘工人中，从事采掘工作2年以下的占46％；2004年招收476名采掘工人，到年底仅剩50人；班组长中30％只有2年以下工作经验。09.10.16浦溪煤矿发生突出死亡8人，除1人31岁，其余均在38岁以上；3名采掘工人和一名抽放管子工均为07.12以后入矿的。矿井生产规模与百万吨死亡率之间的关系国有重点煤矿采煤机械化程度与百万吨死亡率关系

三、顶板管理从经验到科学的转变

针对煤层赋存条件各异、工作面不断推进、构造复杂多变的特点，进行顶板控制设计，实现科学管理。

1、顶板控制设计基础：研究和掌握各类（个）具体煤层需要控制的上覆岩层范围及其运动规律（包括运动发生的时间和条件等）。

（1）不同类型顶板事故往往与不同类型的顶板结构对应，分析顶板结构特征，认识和分析在该结构下可能发生的顶板事故类型和特点，是有针对性防治顶板事故的前提。结构面（弱面）对结构的影响（2）开采引起的上复岩层破断运动，对工作面直接顶的冒落活动有决定性影响。

2、针对具体煤层条件选择和用好支护手段：掌握各类支架的特性及其在不同生产现场所能达到的有效支撑能力。了解支护，选好支护，发展支护（单体液压支柱、液压切顶支柱、十字顶梁、前探梁等），用好支护，监测支护（质量）。

3、了解支架与顶板运动间的关系，确定支架对顶板的合理工作状态，设计安全上可靠、经济上合理的顶板控制方案。

§2.

顶板管理的一些基本概念

概念（矿山压力控制，顶板管理）

概念的本质特征描述概念的适用条件概念的特例概念的例外概念可能相互转换及其转化条件

如直接顶与老顶相互转化基于以下原因：1、地质条件变化。岩层厚度变小，原为老顶的岩层可能随回柱冒落；岩层变厚，原垮落的岩层可能向老顶转化；大的断层构造，可以切割传递岩梁，使很大范围的老顶向直接顶转化。2、采动条件变化。增加采高，允许岩梁弯曲沉降的实际空间增大，老顶中的岩梁可能转化为直接顶；降低采高，原直接顶可能转化为老顶。3、改变采空区顶板处理方法。采用充填，减少岩层弯曲沉降的运动空间，原直接顶转化为老顶。

1、顶板和底板煤层以上的岩层叫做顶板，煤层下面的岩层叫做底板（直接在煤层下面的岩层叫直接底）。

三种顶板：（1）伪顶：在煤层和直接顶之间，有时存在一层厚度小于0.5米、随采随冒的软弱松散岩层。

常见的伪顶有炭质页岩，泥质页岩等。

（2）直接顶：

直接在煤层或伪顶上面，有一定强度，

并会随回柱放顶而冒落的岩层（在老塘已冒落、采场内支架暂时支撑的顶板）。

常见的直接顶岩层有页岩、砂页岩等。

采煤工作面的直接维护对象是直接顶，直接顶的稳定性对支架的选型、支护方式以及对引起工作面冒顶常常起主导作用。

直接顶的稳定程度取决于三个因素：

①岩层本身的力学性质；

②直接顶岩层内由于各种原因造成的层理和节理裂隙的发育程度；

③直接顶的稳定性（完整性）还受到上覆老顶来压的影响。

综合考虑前两个因素，我国将直接顶按稳定性分为三种类型：

①不稳定顶板多数为分层厚度较小（＜250mm）、强度低，原生裂隙发育，初次垮落步距小于8m，采空区内形不成悬顶。

如页岩、炭质页岩、粉沙岩、再生顶板等。对这种顶板如不及时支护，很容易造成局部冒顶。

②中等稳定顶板此类直接顶多为分层厚度在250～600mm的砂质页岩、厚层页岩、粉砂岩、泥质石灰岩等，岩层力学强度较大，有些岩层虽受到一系列裂隙所切割，但局部较完整，仍属中等稳定型。初次垮落步距一般为9－15（～18）m。这类顶板，采前勿需提前支护，但采后必须及时支护；沿工作面分段放炮落煤。

③稳定（完整）顶板分层厚度大（＞600mm），裂隙不发育，比较完整。这种顶板一般悬露面积大（初次垮落步距大于15－18米），稳定性好，不易发生局部冒顶，如砂岩、坚硬的砂页岩等。这类顶板采前勿需专门处理，采后也可不及时支护，可沿工作面全段放炮落煤。

（3）老顶（基本顶）：直接在直接顶上面、强度比较大，厚度在1.5米以上，大面积暴露后才断裂冒落的岩层。老顶又指运动时采场矿压显现有明显影响的传递岩梁的总合。它由明显影响采场矿压显现的一组或几组“传递岩梁”组成（该岩梁在工作面推进中能始终保持向煤壁前方和老塘矸石上传递作用力）。常见的老顶岩层有砂岩、石灰岩、砂砾岩等。老顶的失稳和来压不仅对直接顶的稳定性有直接影响，而且对支护强度、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。

在采用全部垮落法的工作面中，在相同采高时，一般情况下老顶对工作面矿压显现的影响，主要取决于老顶离煤层的距离、冒落的直接顶充填原来由直接顶和煤层所占空间的程度。老顶距煤层越远，采高越小，则老顶来压越不明显。通常，把直接顶厚度M与采高h之比N（N＝M/h）作为衡量老顶对矿压显现影响程度的指标，也是老顶分级的重要指标。一般认为：

Ⅰ级基本顶，N>5，称无周期来压或周期来压不明显的顶板，这时老顶的垮落与错动对工作面的支架无多大影响。

Ⅱ级基本顶，2<N<5，为有周期来压顶板，老顶的失稳对工作面支架有较为严重的影响。

Ⅲ级老顶，N<2，甚至没有直接顶，为周期来压严重的顶板，这时老顶悬露与垮落都将对工作面支架有严重的影响。

Ⅳ级老顶，即特别坚硬，又无直接顶，这时常出现采空区内顶板上万平方米不冒落，当其垮落时，常形成暴风，顶板沿工作面煤壁切落，造成重大事故。

①老顶无明显周期来压

三种情形：一是老顶岩梁强度低，初次来压步距＜25m，周期来压步距小于8m；其二是厚煤层下分层开采；三是冒高大，充填效果好，允许老顶运动空间小。（N＞3～5）

②老顶周期来压明显（N＞0.3－3～5）

老顶初次来压步距一般为25～45m，周期来压步距为8～15m，组成老顶岩梁数目一般1～2个。坚硬岩梁位于上方时，须避免坚硬岩梁对对下位岩梁产生动压冲击。

③老顶周期来压强烈

组成这类老顶岩梁多为厚层砂岩、中粒石英砂岩等，强度高，初次来压步距＞45m，老顶为一个或多个岩梁组成。日常顶板管理中，必须进行来压及顶底板情况的预测预报。

顶板管理主要是管好直接顶和老顶。当直接底过于软弱时，会给顶板管理带来一定的困难。2、上覆岩层运动形成的三种力

（1）矿山压力煤（岩）体采出以后，形成采动空间，围岩就要向采动空间运动（变形和位移）。这种采动后存在于围岩之中（围岩内部应力）又促使围岩运动（作用于围岩边界上的外力）的力叫做矿山压力。

矿山压力的形成是由于采动引起的，采动引起矿山压力的存在是绝对的。

在矿山压力作用下，围岩发生运动（包括两帮、顶板和底板位移、变形和破坏），以及由此产生的支架受力或变形等明显的压力现象叫矿山压力显现。例如：顶板下沉、垮落，底板隆起，片帮；支架变形和折损等。矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现，是相对的、有条件的。存在矿山压力不一定有明显显现。如围岩因承受压力大小、自身强度、受力状态不同而运动发展程度不同；支架受力与变形程度也与支架的力学性质、支架对围岩运动的抵抗程度以及围岩来压时间和支架所处地点有关。

衡量矿压显现程度的指标：

①顶板下沉量：指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量。实际测定是在回采工作面煤壁刚刚悬露的顶板处设置测杆。

②顶板下沉速度：指单位时间内的顶底板移近量，该指标反映顶板活动的剧烈程度。

③支柱变形与折损。随着顶板的下沉，采煤工作面支柱受载也逐渐增加，柱帽变形和支柱折损多少。④顶板破碎情况。常以单位面积中冒落顶板面积所占的百分数表示顶板破碎情况。

⑤局部冒顶：工作面出现的局部塌落。

⑥采煤工作面顶板沿煤壁切落（大面积冒顶）。此外，还有煤壁片帮、支柱插入底板、底鼓等一系列反映矿压显现的现象。

采煤工作面矿压显现的基本规律：

①直接顶的垮落：常指冒高为1－1.5米、范围超过工作面全长一半的冒落。自开切眼起，直接顶的第一次垮落叫直接顶初次垮落。此时工作面煤壁至开切眼的距离称作直接顶初次垮落步距。直接顶初次垮落步距一般为6－20米。直接顶初次垮落以后，随着工作面不断向前推进，新暴露出的顶板要及时支护，工作面采空侧的支柱要不断回撤，直接顶将不断垮落，这一过程叫回柱放顶。

②老顶初次来压：当老顶第一次悬露达到极限跨距，发生失稳断裂而产生的工作面顶板大规模来压，称为老顶的初次来压。老顶初次来压一般比较突然。老顶初次垮落时，工作面煤壁距开切眼的距离（由开切眼到初次来压时工作面推进的距离）叫做老顶的初次来压步距。一般为20~35米，有的矿区可达到50～70m，甚至更大。

老顶初次来压实现之后的模型

③老顶的周期来压：老顶初次来压后，随着工作面的继续推进，老顶岩梁周期性折断下沉，工作面周期性地出现顶板下沉加快，下沉量变大，支柱载荷普遍增加，煤壁可能严重片帮，支柱折断，以及顶板台阶下沉等来压现象，叫做老顶的周期来压。老顶岩梁周期折断的距离叫做老顶周期来压步距，一般为老顶初次来压步距的1/4－1/2。

（2）支承压力巷道开掘后在其周边会形成应力集中，集中系数介于2～3之间。作用于采场四周煤（岩）体上垂直方向上的压力称为支承压力。即在煤层内开掘开切眼或进行回采而形成的垂直方向上的集中应力（它是矿山压力的组成部分）。煤体边缘在支承压力作用下，按其变形特征可分为以下四个区域：

①小于原岩应力的松弛区（减压区）。松弛区的宽度视煤层厚度、煤质软硬及围岩性质而不同，一般在5m以内。

②应力升高的塑性变形区（增压区）。塑性变形区的宽度取决于开采深度、回采引起的支承压力集中系数、煤层厚度和煤质软硬等因素，并随着工作面推进和采动影响时间的延续而发展，一般为5－12m。

③弹性变形区。弹性变形区是由最大压力逐渐过渡到压力稳定的区段，其范围可由20－25m变化至35－40m。

④原岩应力区（稳压区）。再进一步深入煤体，支承压力受采动影响极小，甚至可忽略不计，一般视为处于原岩应力状态。

支承压力对开采煤层、顶底板、相邻煤层及其应力范围内的岩层都会产生很大影响。通常，支承压力会引起底鼓、片帮、冒顶等（支承压力显现）。在开采煤层群时，支承压力的影响更大。在时间和空间上，支承压力的显现和变化非常复杂。如何根据工作面的围岩和开采条件，研究支承压力，选择合理的巷道布置（位置、时间）和支护方式，是顶板管理的重要内容之一。

（3）顶板压力

顶板压力是指由顶板重量或下沉等原因，在支架上反映出来的力。工作面支架的工作阻力是用来对付顶板压力的。如果支架不让顶板下沉，则顶板压力有时会很大很大，既不经济也不可能；因此支架除了必须具备一定的支撑能力外，还必须有一定的可缩性，以适应顶板的下沉。

目前较普遍用经验法来确定顶板压力，即顶板压力P为4至8倍采高岩重：

P＝（4－8）M

r吨/米²

式中：M－煤层采高，米

r－顶板平均容重，吨/米³

应用此公式要考虑直接顶的厚度，直接顶厚时取小的系数，直接顶薄时取大的系数。顶板压力的大小还与采用的采空区处理方法有关系，用充填法或缓慢下沉法时比用垮落法时小。

（4）支柱的初撑力、有效支撑力支柱的初撑力是指支柱对顶底板的主动支撑力。如人工打紧支柱（摩擦式）一般为200公斤，丝杆升柱器一般为800公斤，液压升柱器（液压枪）为3－5吨。主动预紧力，用来增加顶板层间接触应力防止顶板过早离层。

有效支撑力是指支柱在支护期间，即顶板下沉期间支柱的实际工作阻力。

§3.

顶板管理技术简介

随着工作面的不断推进，顶板暴露面积不断扩大。为了控制采场矿山压力和顶底板围岩移动，必须进行安全可靠且经济合理的支护。对其余那部分不需要的采空区，也必须进行及时处理，以减轻顶板对工作面的压力。因此，回采工作面的支护和采空区处理是顶板管理的主要内容。

一、适用矿山压力控制技术

回采工作面顶板控制设计（思路）

1、回采工作面顶板信息采集和分析强度、厚度、裂隙情况，来压情况

2、支架工作特性及实际支撑能力分析木支护各向异性：纵向比横向刚性大，可缩量小；单体液压支柱初撑力大，恒阻

3、单体支柱工作面顶板控制设计（1）顶板处理方法选择

全部垮落法、顶板强度弱化法（深孔爆破强制放顶、顶板预注水软化）、采空区充填法、刀柱式管理、缓慢下沉

（2）支架设计工作状态的确定支架对顶板可处于“给定变形”和“限定变形”两种工作状态。如：对直接顶采用“定载荷”设计工作状态，即要求支架能完全承担住直接顶运动时的作用力，保证直接顶与老顶岩梁之间不离层。

又如：老顶为单一岩梁，若其运动使工作面内的最大顶板下沉量比较小时，应对岩梁运动采取“让”的“给定变形”工作状态；如果老顶运动使顶板最大下沉量比较大时，若不限制岩梁运动，则工作面支架会因活柱缩量超限而被压死，直接顶会因下沉过大加剧破碎，工作面可能会出现动压冲击，在这种顶板条件下，应对岩梁运动采取“限定变形”工作状态设计。（老顶为两个岩梁的见下图）

支架工作状态设计是决定控制顶板效果的关键。

要求：工作面上位岩梁在工作面上前方裂断前，下位岩梁应

处于“贴紧状态”（安全阻力原则）

下位岩梁来压完成后支架不被压死（安全缩量原则）

（3）控顶距的选择正确选择控顶距是控顶区内顶板维护状况的核心问题。控顶距大小除首先满足行人、运输和通风要求外，还需考虑：

①控顶方式的影响：若支架按“给定变形”状态工作，支架主要承担直接顶重量，这时应缩小控顶距，以减小直接顶对支架的作用力。若按“限定变形”则适当加大控顶距，使支护反力合力点后移（向老塘移），提高对老顶运动控制效果。

对于支柱初撑力较低的工作面，直接顶放顶期间适当加大控顶距，有利于提高控顶效果。

②直接顶稳定状况的影响：控顶距大小的选择取决于直接顶的稳定状况。

直接顶比较松软，分层厚度小，或开采厚煤层下分层时，应缩小控顶距，提高对靠近煤壁端面顶板的支撑能力；直接顶较坚硬，应适当加大控顶距（最大控顶距4～5.5m），在靠老塘排加密集支柱，有利于直接顶在采空区内冒落。

（4）支护选择（包括支柱的特性参数、支护方式等）

主要取决于工作面上复顶板岩层的运动形式、运动幅度、稳定状况以及支架对顶板运动所采取的工作状态。

①支柱类型：其工作特性应与支架控顶状态相协调。在“给定变形”状态下，支柱的可缩量应大于控顶区内最末排处的最大顶板下沉量；在“限定变形”状态下，应提高支柱初撑力和工作阻力，以有效限制控顶区上方直接顶与老顶间的离层，促使悬顶在控顶区后方裂断垮落。木支护对管理来压比较明显的工作面顶板是极不利的。

②支护方式：以直接顶的稳定状况为依据。

直接顶完整、不受裂隙切割可带帽点柱；直接顶中等稳定及以下时可棚子支护；直接顶强度较高、悬顶周期性裂断时应选用密集切顶支护。

（5）合理支护密度计算

n=PT/RT

棵/m²PT－合理支护强度，吨/m²

RT－支架在工作面的实际支撑能力，吨/棵

①确定各类顶板的合理支护强度

对一般类型顶板（直接顶和老顶同时存在），支护设计必须同时满足对直接顶和老顶的控制要求。

A、按直接顶第一次垮落步距估算所需支护强度；

B、按老顶初次来压估算所需支护强度；

C、按正常推进阶段估算所需支护强度。

步骤：

A、提高实测取得下列参数：老顶来压前夕支架承载值MPa，老顶来压完成时刻最大承载值，老顶来压前夕顶板下沉量mm，老顶来压结束时最大顶板下沉量；

B、确定直接顶厚度（可采用经验估计或利用冒高公式推算）、老顶岩梁数目及各岩梁厚度（结合钻孔确定）；

C、确定位态常数KA（或K0）；

D、写出位态方程；

E、根据控顶要求，结合具体顶板条件，利用位态方程计算合理支护强度。

②支架在井下的实际支撑能力支柱在支护过程中的实际支撑能力，是指把顶板控制在要求的“位态”（以最大控顶距处的沉量表示）时，所有支柱能够达到的工作阻力平均值。由于受直接顶底板抗压入强度（如钻底）、辅助支护结构压缩（如柱帽）、支设质量（如支柱漏液、初撑力小、升柱时间不足），支柱承载不均等因素影响，支柱有效支撑能力远比支柱额定工作阻力（单体支柱一般都在30吨左右）小。

一般建议考虑系数：木支护为60－70％，微增阻支柱65－75％，恒增阻（单体液压支柱）80－90％。

二、顶板事故防治技术

（一）常见的顶板事故

1、漏垮型冒顶：已破碎的顶板没有得到有效支护而冒落导致的冒顶。包括局部漏冒型冒顶，大面积漏冒型冒顶等。

局部冒顶事故的原因及实现条件分析：

原因：未及时支护已破坏的直接顶板发生冒落。

实现条件：

①存在破碎、复合顶板；②存在内应力场；③未及时支护。

发生时间及地点：采煤过程中，特别是爆破后出煤；单体支柱工作面回柱放顶过程中。

2、推垮型冒顶由平行于层面方向的顶板力推倒采煤工作面支架而导致的冒顶。包括复合顶板推垮型冒顶；金属网下推垮型冒顶；采空区冒矸冲入采煤工作面的推垮型冒顶。

推垮型事故分析：

①原因

a.直接顶离层，沿工作面断裂；

b.支护初撑力不足，方式不合理。

②实现条件游离“自由六面体”的形成且支撑结构不稳

a.特别当煤层倾角较大时；

b.顶板离层；表现在产生一定的顶底板移近量

c.顶板裂断来压；

D.倾斜方向断层切割，下方发生局部冒顶；

E.支护结构不稳。如不顺山势、无支架稳定性措施

③发生时间及地点

直接顶板第一次裂断或周期性裂断时刻。直接顶运动引起推垮型顶板事故发生原因及实现条件分析

3、压垮型冒顶由垂直于层面方向的顶板力压坏采煤面支架而导致的冒顶。包括老顶来压时的压垮型冒顶，厚层难冒顶板大面积冒顶，直接顶导致的压垮型冒顶。

此外，也有可能出现综合型冒顶。

压垮型事故分析：

①原因

a.支护阻抗力不足

b.支护缩量不够

②实现条件

a.老顶来压前，直接顶或下位岩梁离层（支护阻抗力不足）

b.老顶沿煤壁切断（在内应力场支承）

c.老顶来压冲击

③发生时间及地点

坚硬上位岩梁裂断来压时刻压垮型顶板事故发生原因及实现条件分析回采工作面顶板事故分类小范围局部冒顶大面积切顶直接顶破碎直接顶运动老顶运动推垮型压垮型采煤过程中事故放顶过程中事故沿倾斜方向向煤壁方向向老塘方向向煤壁方向向老塘方向冲击推垮型（砸垮型）压垮型

（二）控制顶板的“三字”支护要诀支、护、稳

1、支得起。就是要求支架在工作全过程中能够支撑住顶板所施加的压力，这里包括支撑力和可缩量两方面。如果支架支撑力不够，支撑不了顶板压力而被损坏，就无法再支撑顶板；如果支架可缩量不够，适应不了顶板下沉而被损坏，也无法再支撑顶板，从而导致压冒型冒顶。

老顶来压时，顶板施加在支架上的压力比平时大得多，顶板下沉量也比平时大，因此，支得起主要是对直接顶而言，而对老顶，要利用支架的可缩量来适应。单体液压支柱和微增阻式摩擦金属支柱的可缩量大，只要选型合理和密度合适，一般就能支得起顶板。木支柱由于可缩量太小，不能适应老顶来压时顶板下沉量大而被破坏（集中载荷大的支柱首先被压断，然后载荷转移，各个击破），从而失去对顶板的支撑能力（直径16cm以上的木支柱，其最大工作阻力也可达到350kN以上，支撑力并不比单体摩擦金属支柱低）。因此，使用木支架的工作面，当老顶来压，要特别注意防止工作面被压垮的问题。2、护的好所谓护得好，一方面要求采煤工作面支架能控制住采煤工作面的顶板使其一点都不冒落；另一方面应保证回柱工人在有支护的地点进行工作，既护顶又护人。如果护不好，则可能发生漏冒型冒顶。直接顶破碎的煤层，以及靠煤壁附近、工作面上下出口、断层破碎带附近，应特别注意漏冒问题。

当采用单体支架时，对完整的直接顶使用戴帽顶柱即可；对中等稳定的直接顶，应使用棚子（顶梁应垂直裂隙布置）；对破碎的直接顶，则顶梁上要加背板，甚至要背严；对于特别破碎的直接顶，用炮采时还需要掏梁窝超前支护。3、稳得住所谓稳得住，就是要求采面支架具有抵抗来自层面方向推力的能力。一旦顶板要沿层面方向运动或旋转，支架能抵抗得住，不至于被推垮。通常，煤层倾角越大，对支架稳定性的要求也越高。稳得住主要是针对直接顶的，也有针对老顶的。如果稳不住，则可能导致推冒型冒顶。提高支架的初撑力，防止下位岩层与上位岩层离层，是实现“稳得住”的重要措施。

以下几种情况，要特别注意支架的稳定性：

①复合型顶板，且煤层倾角又较大。

②顶板中存在由断层、裂隙、层理等切割而形成的大块游离岩块，回柱后游离岩块就会旋转，从而推倒采煤工作面支架导致冒顶。

③在金属网假顶下回柱放顶时，若网上有大块游离岩块。

④当老顶急剧下沉时，可能迫使直接顶推倒采煤面支架而冒顶。在断层带附近也有类似情况。4、从不同的煤层顶板条件和倾角条件考虑支、护、稳

①当老顶来压比较强烈、直接顶很完整、煤层倾角又很小时，注意考虑支得起问题。

②对于来压不明显，直接顶比较破碎、煤层倾角又不大时，注意考虑护好直接顶。

③当老顶来压比较强烈，直接顶比较破碎，煤层倾角又很小时，既要考虑支，又要考虑护。④当老顶来压比较强烈，直接顶比较破碎，煤层倾角又比较大时，则对采煤面支架的支、护、稳都要考虑。

5、从采煤工作面中的不同地点考虑三者要求。

①靠煤壁附近的空间应特别注意护。

②放顶线附近应特别注意支与稳。

③对上下出口处同时要注意支、护、稳。

§4.

我省煤矿顶板管理实践

防治顶板事故是一项系统工程１、巷道布置和采煤方法的改革２、全面推行支护改革发展支护（1）岩石巷道：光面爆破＋锚喷网（2）回采巷道：三局一矿1988年U型钢可缩支架为０，90年33344架，支护20244米，另金属棚73826米（3）软岩巷道和压力大的巷道：先柔（可缩）后刚（4）回采工作面：三局一矿1985年末139个回采面，单体油柱１个，摩支53个，木支84个；91年末140个面，单体油柱116个，在籍油柱118600根。

３、矿压观测，老顶来压预测预报４、技术管理，规范作业规程的编制，作业规程竞赛评比５、开展质量标准化工作：工程质量、支护质量、工作质量－旅馆化宿舍－花园式矿山，和工资、奖励挂钩６、职工培训、班前会教育和交接班制度７、技术比武－技术能手－技术等级８、现场检查

三、掘进巷道的顶板控制技术采掘工作面是在地下移动的工作空间。随着采掘工作面的推进，工作面上覆岩层发生变形和移动，采场应力重新分布。为了保证工作面作业的安全，必须对周围围岩进行支护，对工作面采动以后所形成的矿山压力加以控制。如何根据工作面的围岩和开采条件，研究支承压力，选择合理的巷道布置和支护方式，是顶板管理的重要内容之一。

1、“支架－围岩”原理从力学性质看，岩石兼有弹性和塑性。开掘巷道后，如果岩石还处在弹性变形或塑性变形阶段，而没有被破坏的时候，本身还能承载，并和巷道支架一起来维护所需要的巷道空间，这就是所谓的巷道围岩与支架共同承载。在“支架－围岩”力学平衡系统中，围岩通常承受着大部分的岩层压力，而支架却只承担其中的一小部分。

因此，只靠支架的支撑力，欲使巷道围岩一点也不向巷道空间挤压，既不经济也不可能。巷道支架必须有一定可缩性，允许围岩有一定变形而减轻支架所受的力，同时支架还必须有一的支撑力，使围岩不至于破坏，以充分利用围岩的承载能力。当然，支架可缩性的大小，应因情况而异。如果巷道围岩只处在弹性变形阶段，不需要支架有多大的可缩性；如果巷道围岩比较软弱，塑性变形量较大，就需要可缩性比较大的支架。

2、巷道围岩对巷道维护的影响

①在坚硬的岩石中开掘巷道，由于岩石本身处在弹性变形阶段，承载能力大，支架所受的力很小，甚至可以不用支架支护。

②在软弱的岩石中开掘巷道，由于岩石多处在塑性变形阶段，会不断向巷道空间挤压，本身承载能力又不大，因此支架受力就比较大。③如果巷道周围岩石已经破坏，本身无承载能力，需要靠支护抵抗全部因围岩破坏、松脱而形成的挤压力，则支架受力将很大，巷道维护困难。

④由于巷道围岩岩性的不均一性，构造应力的复杂性，有些巷道顶压大，有些巷道侧压大，有些巷道还有底鼓现象，还可能是上述几种压力的组合。因此，支架还必须适应不同的情况，既要有足够的支撑力，又要有适宜的可缩性，即“刚柔”并存，“柔刚”适度。

3、选择巷道