煤矿顶板管理课件第二部分

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1、 周 财 宝 2017年5月 第一部分第一部分 煤矿顶板管理基本知识煤矿顶板管理基本知识 第二部分第二部分顶板支护技术与相关理论 第三部分第三部分顶板检测技术与装备 第四部分顶板第四部分顶板事故预防及案例分析课 程 大 纲矩形断面梯形断面一、一、巷道断面形状的选择 巷道断面形状按其轮廓线可分为折边形和曲边形两大类。前者如矩形、梯形；后者如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等。马蹄形断面半圆拱形断面椭圆形断面圆形断面 U型钢支架型钢支架 锚杆悬吊载荷确定与分析假设锚杆间排距为1m1m，长2.5m，悬吊岩层厚度2.5m， 岩层容重为2.3103Kg/m3则单根锚杆悬吊岩层，承受的总

2、重力为：锚杆杆体所能承受的拉断载荷为：n为了解决悬吊理论的局限性，1952年德国Jacobio等在层状地层中提出了组合梁理论。n该理论认为：在没有稳固岩层提供悬吊支点的薄层状岩层，可利用锚杆的拉力将层状地层组合起来，形成组合梁结构进行支护，n这就是所谓的锚杆组合梁作用。组合梁形成的力学条件：组合梁形成的力学条件：1、锚杆密度，锚杆抗剪切；、锚杆密度，锚杆抗剪切；2、锚杆预紧力，层面摩擦力；、锚杆预紧力，层面摩擦力； 锚杆的组合梁作用3、 组合拱理论力学机理u各个锚杆形成的压应力“橄榄形椭球体”相互交错，u并在岩体中形成一个“拱形”的连续压缩带，即承压拱。u这个承压拱可以承受其上部破碎岩石施加的

3、径向荷载。前提条件是：巷道断面为拱形 组合拱理论示意图4、最大水平应力理论 矿井岩层的水平应力通常大于垂直应力，水平应力具有明显的方向性。在最大水平应力作用下，顶底板岩层易于发生剪切破坏，出现错动与松动而膨胀造成围岩变形，锚杆的作用即是约束其沿轴向岩层膨胀和垂直于轴向的岩层剪切错动。ABCDr0 =1rr =3MPaABCD132333222111中松动圈（40150cm） 大松动圈（150cm）小松动圈（40cm）（4）、）、液压支架液压支架 液压支护具有支撑力大，支护性能好，架设移动速度快和安全可靠等优点。使用液压支护可提高采煤工作面的产量、回采率和工效；减轻人工劳动强度、降低成产成本。a、正悬梁布置b、倒悬梁布置齐梁式 错梁式 煤体 支架 垮落岩石老顶以上岩层为载荷；直接顶、底板的刚度直接影响支架特性的发挥；支架特性为插背物、顶梁、支柱、柱鞋的综合性质；当其它结构物刚度很大时，支撑系统的特性即为支柱的刚度；在整个支架群中，该支撑系统的特性影响到支架所受载荷的大小。老顶直接顶支架底板支架与围岩相互作用的特点1）支架与围岩间的作用是作用力与反作用力关系2）支架受力的大小与支架本身特性有关；3）支架支撑力在工作面的分布状态与支架性能有关；