有关于力学以岩石地质力学角度分析老顶类别及制约设计

论文导读：们可以用下面数学关系式来判别是否进入裂隙带。如果Hⅰ是裂隙带中的第ⅰ层老顶的高度，则：ⅰ=1Hⅰ≥M-+（1.5～2.0）0式中：Hⅰ——第ⅰ层老顶的分层厚度，m；M——煤层采高；k——老顶及其附加岩层的碎胀系数，摘自：毕业论文格式下载www.7ctime.com建议取1.1；h——直接顶岩层厚度m；a——直接顶
摘要：煤层顶板分为伪顶，直接顶，老顶。伪顶较薄厚度在0.1m～0.2m；开采后很容易冒落；而直接顶开采后也容易冒落；老顶很厚且岩石坚硬开采后很难冒落。因此必须掌握老顶的活动规律，采取针对性的措施，才能控制和管理好顶板实现安全生产。
关键词：老顶类别及控制；岩石地质力学
16723198（2013）22019001
当采煤工作面回采后，采用全部陷落法管理顶板，其顶板有时候不能够及时垮落，造成大面积悬顶，给安全生产带来隐患。
当工作面从开切眼沿走向向前推进后，其上面的顶板岩层随着工作面的放顶必然会出现岩层接近采空区的部分开始垮落、垮落层上面的没能落下的岩石在应力作用下出现裂缝、在裂缝的岩层上面的岩层出现弯曲下沉三种情况。从科学角度看，工作面中的支护的作用应能支撑住垮落带岩层的重量，综采液压支架或单体液压支柱的可缩量应能适应岩层的裂缝下沉作用。
通过长期的井下现场实践，直接顶的岩石厚度比3倍采高大或者和3倍采高相等时，老塘中只要冒下的直接顶岩石等于3倍采高厚时，采煤工作面上部的老顶或直接顶岩层已开始出现裂缝，形成裂隙带。
如果直接顶的厚度比3倍采高小时，则它上面的老顶可能出现以下两种情况：
（1）如果直接顶上面的岩石分层厚度超过6m的老顶。工作面开采后，其也会断开被破坏，因块大，之间挤压力大容易被压实，下降量少，由于直接顶岩层块大互相挤压上降量少和老顶岩石有一个自由空间；如果工作面沿走向推进到一定距离后，老顶达到极限垮落步距必将大范围垮落，必然产生撞击和暴风，危险性大。这种老顶可定为厚度大不容易冒落顶板。
（2）如果直接顶上面的岩石分层厚度不超过6m的老顶。当工作面开采后，其也会断开，转动下沉，下沉落到浮矸上，整个变化过程中，老顶断块间从开始到结束不失水平方向力的互相制约，并且能形成平衡结构，即这类老顶已进入裂隙带。如果这个过程中断块间没有水平力的联系，不能形成平衡，那么老顶是在垮落带里。
关于煤层被采动后其上覆顶板岩层会出现垮落和裂隙现象，我从长期的生产实践中总结出来的规律看出，老顶岩层的高度如果只比其下面自由空间高度大一点点时，是形成不了裂隙带的，老顶岩层的高度要比自由空间高度超过1.5m-2.0m，这样才能形成稳定的平衡结构，才能产生裂隙带。我们可以用下面数学关系式来判别是否进入裂隙带。
如果Hⅰ是裂隙带中的第ⅰ层老顶的高度，则：
ⅰ=1
Hⅰ≥M-[∑Hⅰ（K-1）+h（a-1）]+（

1.5～

2.0）

0 式中：Hⅰ——第ⅰ层老顶的分层厚度，m；
M——煤层采高；
k——老顶及其附加岩层的碎胀系数，摘自：毕业论文格式下载www.7ctime.com
建议取1.1；
h——直接顶岩层厚度m；
a——直接顶岩层的碎胀系数，建议取1.33。
这个数学关系式从顶板最底下到上面能判断出各个老顶分层，很容易判别出处在哪个带中。
对难冒落的老顶和比较容易冒落的老顶要用不同的方法去处理。难冒落的要采取打眼放炮方法处理，用炮崩落实现人工强制落顶，消除隐患。实现安全生产。
对垮落带老顶，要用以下措施解决：
（1）如果直接顶高度比1倍采高大时，可以对老顶的断裂块采用支撑的措施。生产实践过程看，厚1.5m的老顶，块度长6m左右；2m厚的，岩块长度10m左右；厚2.5m的老顶，块度大小在长14m左右。用增加切顶支柱的办法解决这个问题，是因为老顶断裂是在工作面煤壁里切断，随着采煤工作面的向前推进，老顶断裂线进入采煤工作面上方，必须增加切顶支柱来支撑断裂的老顶。
（2）当直接顶厚度比1倍采高小时，有时煤层直接和老顶接触，可考虑沿切顶线直接切断的方式，为此，必须使老顶岩梁在切顶线处处于固支条件，同时所采用的支柱必须能支得住断裂的老顶的重量。为了使老顶岩梁正好在切顶线处形成固支条件，要求从以下两个方面做起：①工作面切顶支柱的初撑力能平衡工作面上方垮落的岩石的重量，切顶液压支柱初撑力能支住最大悬顶距时老塘上方垮落带岩层的重量。②工作面切顶液压支柱的初撑力与切顶支柱初撑力所形成的反力矩应能支住岩梁由重量所产生的力矩。当选择用大初撑力的单体液压支柱，尤其是选择初撑力大的切顶支柱时，完全能沿切顶线切断垮落带老顶，从而实现安全生产。
参考文献
钱鸣高，刘听成.矿山压论文导读：力及其的控制.武汉：煤炭工业出版社出版.上一页12
力及其的控制[M].武汉：煤炭工业出版社出版.