首页

采煤工作面上覆岩层在工作面推进方向的发展规律

发布时间:

2022-12-22

作者:

来源:

1.直接顶初次垮落

长壁采煤工作面从切眼开始采煤后，直接顶的悬露跨度不断增加，在自重作用下的弯曲下沉也不断增大。一般在直接顶跨距达 6～20m 后，直接顶开始垮

落。当直接顶的垮落厚度达到采高的 1.5～2 倍（达不到时可采用人工强制放顶的措施）、垮落长度达到采煤工作面长度一半以上时，称为直接顶初次垮落。

直接顶初次垮落时的跨距称为初次垮落步距如图 3-6 所示。

图 3-6 直接顶初次垮落

直接顶本身的岩层强度有大有小，直接顶内还可能存在各种裂隙，所以初次垮落步距的大小相差比较大。

2.基本顶初次来压

直接顶初次垮落后，采煤工作面继续向前推进，随着每次回柱放顶，采空区上方的直接顶也就随着垮落下来。顶板垮落破碎后体积要增大，破碎后的体

积与原体积的比值称为岩石的碎胀系数。岩石刚破碎时的碎胀系数一般为 1.25～1.5。如果直接顶厚度等于或大于采高的 2～4 倍，直接顶垮落后就能

把采空区填满，如图 3-7 所示。

随着垮落的直接顶被压实，基本顶岩层会下沉、弯曲、断裂，但这些活动对工作面影图 3-7 直接顶垮落后填满采空区

响很小，即基本顶来压的显现在工作面不明显。

如果直接顶垮落后填不满采空区，开始时基本顶在采空区上方呈双固定支点梁状态，基本顶岩梁把自身及其上覆岩层的质量都压到工作面周围的煤柱上，这时工作面还不会受到基本顶压力的影响。随着工作面的继续推进，基本顶岩梁的跨度越来越大，基本顶就会逐渐弯曲下沉，当双固定支点梁达到极限跨距时会断裂下沉，如图 3-8a 所示。

这时工作面顶板下沉加快，煤壁片帮严重，支柱受力增大，当采煤工作面过基本顶断裂线时，甚至会发生顶板出现台阶下沉的现象，如图 3-8b 所示。这是工作面自开始采煤以来基本顶的第一次来压，称为基本顶初次来压。切眼到基本顶初次来压时工作面推进的距离称为基本顶初次来压步距，一般为 20～35m。此后，工作面进入正

常采煤时期。

a 一基本顶断裂下沉；

b 一顶板台阶下沉

图 3-8 基本顶初次来压

3.基本顶周期来压

基本顶初次来压后，随着工作面的继续推进，基本顶岩梁会发生周期性的断裂下沉，工作面内也周期性出现顶板下沉加快、煤壁片帮严重、支柱受力增大，甚至顶板出现台

阶下沉等现象，称为基本顶周期来压（图 3-9）。基本顶岩梁周期性断裂的距离称为老顶周期来压步距，一般为基本顶初次来压步距的 1／2～1／4。

a—基本顶断裂下沉；

b—顶板台阶下沉

图 3-9 基本顶周期来压

关键词:

前一页