第十章 采煤工作面矿山压力控制
浅析矿山压力与控制
浅析矿山压力与岩层控制0 引言由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中的支护物上所引起的力，就叫做“矿山压力”。
在矿山压力的作用下，会引起各种力学现象，如顶板下沉，底板鼓起，巷道变形后断面缩小，岩体破坏散离甚至大面积冒落，煤被压松产生片帮或突然抛出，支架严重变形或损坏，充填物受压缩，以及大量岩层移动地表发生塌陷等等，这些矿山压力显现都将严重影响矿山企业的采掘活动和经济效益。
如今我国煤矿的平均开采深度已经接近千米，个别矿区开采深度达到1300 多米。
随着开采日益向深部延深，矿山压力显现更加频繁。
如果矿山作业人员能够准确预测矿压显现的预兆，做出合理的判断及采取正确的预防措施，将会对井下人员的安全和减少矿山经济损失方面起到积极作用。
下面仅就矿山压力的理论发展作简要的介绍。
1 矿山压力理论发展压力拱假说，又名自然平衡拱，是在1908 年由M·M·普洛托雅柯诺夫提出的，它是一种岩石移动拱形说。
拱形假说适用于不稳定岩体，它将岩体视为松散岩体，以散体力学为理论依据，认为如无支护，则在上部覆岩的压力下，松散的岩石将从开采空间的两帮和顶部向下冒落，两帮塌落成斜面，顶部冒落成自然平衡拱。
如有支护，则作用在支护上的载荷仅只是冒落范围内的岩块重量，而与开采空间的埋藏深度无关。
铰接岩块假说，是苏联库兹涅佐夫于1950～1954 年提出，认为工作面上覆岩层的破坏可分两带，即不规则垮落带和其上的规则移动带。
假说认为工作面支架存在两种不同的工作状态：当规则移动带（相当于老顶）下部岩层变形小而不发生折断时，不规则垮落带岩层（相当于直接顶）和老顶间就可能发生离层，支架最多只承受直接顶折断岩层的全部重量，故称支架处于“给定载荷状态”；当直接顶受老顶移动影响折断时，支架所受载荷和变形取决于规则移动带下部岩块的相互作用，载荷和变形将随岩块的下沉不断增加，直到岩块受已垮落岩石的支承达到平衡为止，这种情况称为支架的“给定变形状态。
采煤工作面矿山压力基本规律
2、基本顶周期来压及矿压显现特征
（1）基本顶周期来压
当采煤工作面继续推进，基本顶悬臂跨度达到极限跨度时，基本顶 当采煤工作面继续推进，基本顶悬臂跨度达到极限跨度时， 在其自重及上覆岩层载荷的作用下，将沿工作面煤壁甚至煤壁之内发生 在其自重及上覆岩层载荷的作用下， 折断和跨落。随着采煤工作面的推进，基本顶这种“稳定—失稳—再稳定” 折断和跨落。随着采煤工作面的推进，基本顶这种“稳定—失稳—再稳定” 现象，将周而复始的出现，使采煤工作面矿山压力周期性明显增大。这 现象，将周而复始的出现，使采煤工作面矿山压力周期性明显增大。 种基本顶的周期性破断失稳对工作面产生的周期性的来压显现， 种基本顶的周期性破断失稳对工作面产生的周期性的来压显现，称为基 本顶的周期来压。 本顶的周期来压。
3、弯曲下沉带
裂隙带上方直至地表的岩层为弯曲下沉带， 裂隙带上方直至地表的岩层为弯曲下沉带，这部分岩层 不产生裂缝或仅产生极微小的裂缝，并在采空区上方的地表 不产生裂缝或仅产生极微小的裂缝， 形成一个比开采范围大的沉降区。 形成一个比开采范围大的沉降区。
三、采煤工作面四周支承压力显现规律
（一）采煤工作面四周支承压力显现规律
Kp=1.5时，则∑h=2hm，即冒落带高度为采高的2倍。一般 即冒落带高度为采高的2
认为开采后冒落带的高度为采高的2 认为开采后冒落带的高度为采高的2～4倍。
2、裂隙带
裂隙带位于冒落带之上，随冒落带岩石的跨落和逐渐压 裂隙带位于冒落带之上， 实，裂隙带岩层出现弯曲下沉，离层和断裂为排列整齐的岩 裂隙带岩层出现弯曲下沉， 块。裂隙带的范围，随冒落带上覆岩层的性质、开采高度变 裂隙带的范围，随冒落带上覆岩层的性质、 化而变化。 化而变化。
开切 眼 直接顶初次跨落步距
影响采煤工作面矿山压力主要因素
浅析影响采煤工作面矿山压力的主要因素【摘要】煤矿工作面体现了煤矿生产的综合能力，受矿山压力的影响较大。
本文介绍了矿山压力的基本概念，从顶板岩层、采高控顶距、开采深度、工作面推进速度四个方面分析了对采煤工作面矿山压力的影响。
【关键词】采煤工作面矿山压力因素矿山压力是采掘工程引起的，如果没有巷道开掘和采煤工作，就不存在矿山压力，采动前原岩应力是矿山压力产生的根源。
就中国煤矿采掘顶板事故来讲，据统计它占整个煤矿安全事故的比重超过了40%，每年由于顶板事故影响的产量约占总产量的5%左右。
随着采矿工业和其他科学技术的发展，人们越来越认识到矿山压力具有一定的规律，只要认真开展矿山压力研究，掌握矿山压力显现规律，遵循矿山压力显现规律，就能为矿井开拓、巷道布置、井巷支护及顶板管理提供切实可行的安全技术措施。
在矿山压力作用下，围岩和支架所表现出来的变形、离层、破坏和冒落等现象，称为矿山压力显现。
采煤工作面矿压显现的主要形式有工作面顶板下沉、支架变形和折损、顶板破碎或大面积冒落、片帮和底鼓等。
在采煤工作面岩层控制中，顶板是最主要的控制对象。
顶板中以基本顶的活动为重点，它不仅影响着上覆岩层的运动规律，同时是工作面岩层运动的主体。
回采过程中，工作面落煤、直接顶放顶、工作面的推进速度的变化以及基本顶的断裂与下沉等，都会对顶板的稳定性造成一定的影响。
1 矿山压力的基本概念1.1 矿山压力由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及采煤工作面周围煤、岩体中和其中的支护物上所施加的力，就叫做矿山压力。
1.2 矿山压力显现在矿山压力的作用下，会引起各种力学现象，如顶板下沉、底板鼓起、巷道变形后断面缩小、岩体破坏散离甚至大面积冒落、煤被压松产生片帮或突然抛出、支架严重变形或损坏、充填物收到压缩以及大量岩层移动地表发生塌陷等等。
这些由于矿山压力的作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现，简称矿压显现。
采煤工作面矿山压力显现规律
二、采煤工作面矿山压力显现规律
• 总之，在采空区四周都存在着应力集中现象。 （回风巷、溜子道几乎相等，煤壁明显大于老 塘。） • ⑸由此可见：回采工作面前方的支承压力主要 是由于工作面的采空区上方岩体的重力转移所造 成的。同时，顶板岩梁弯曲下沉作用也会引起工 作面前方煤体中产生应力升高现象（平时表现不 明显，当工作面来压时就会突然地表现出来，岩 层越硬越明显）。 • ⑹当垮落岩块被压倒一定程度后，回采工作面后 方的采空区，同样会出现支承压力。
二、采煤工作面矿山压力显现规律
④两次来压间隔的天数称为来压周期，在此期 间工作面推进的距离称为周期来压步距。 • 老顶初次来压步距与老顶岩层的力学性质、厚 度、破断岩层之间互相咬合的条件有关（一般为 20—35m，个别矿可达60—70m，甚至更大）。 • 由于周期来压时老顶岩梁处于悬臂状态，与初次 来压时老顶处于双支撑状态不同。周期来压步距 比初次来压步距小得多，一般约为5—20m左右， 少数坚硬顶板可达20—30m。 •
三、掘进工作面矿山压力显现规律
如果两帮岩石节理发育、岩性较软，则 在两帮支承压力作用下，两帮岩石沿着斜 面垮落下来，这就是片帮。 • C、巷道底压。巷道产生侧压，获得新 的平衡后，新的自然平衡拱仍然把压力传 给两帮，再传给底板。当底板岩石强度较 低时，底板岩石就会向上移动，形成底膨。 •
• • 2、影响采场矿压显现的岩层组成 对采场矿压显现有明显影响的岩层，由直接顶 和老顶两部分组成。 • A、直接顶 其作用力必须由支架完全承担， 它由泥质页岩、页岩、矿质页岩等组成。 • B、老顶 由一层或几层岩层（岩梁）组成，它 对采场矿压显现有明显影响，其运动的作用力 （岩层重量）不由支架全部承担（支架承担老顶 作用力的大小，由对岩梁位态控制要求决定）， 它由砂岩、石灰岩、砂砾岩等组成。
采场矿山压力及其控制方法
采场矿山压力及其控制方法采场矿山是指在地下采取矿石时，形成的暴露在地面上的一系列维护通道、采矿立方体、空间和巷道。
在采场矿山中，由于地质构造不同、采矿方法不同、矿石库存量不同以及自然缘由，都会产生各种各样的地质应力和压力变化，这些压力变化对矿山的稳定性和安全生产造成重要影响，需加以及时的监测和控制。
采场矿山压力来源在采场矿山中，不同的地形、矿体、采矿方法和采矿历史等因素都会产生不同来源的压力，主要有以下几种：1.自重应力:采场矿山所处地质环境的自重引起的压力是不可避免的，这种压力是采场矿山最基本的应力来源。
2.采矿压力:既指未支护的采空区和不完全支护的采空区的矿体所产生的压力，也指对支架支护不足的采掘面空间所产生的应力。
3.地震应力:矿区位于地质活动带，有可能有小到地面震摇的小地震甚至中等地震，这些地震越来越成为矿山稳固性的一个威慑因素。
4.渗透应力:矿山地下水渗透也会产生压力，当水与矿体接触时会使内部应力增大，所以矿山中的水压很大程度上影响着矿山的稳定性。
采场矿山压力控制方法为使采场矿山能够稳定长期的开采矿物，必须采取各种适当有效的控制压力方法，这些方法包括：1.合理采矿方法:根据矿体性质及运用能力，确定与之相符合的采矿方法，科学制定运行荷载和支撑方式以及采矿节奏。
2.防止供水爆破:根据矿山地下水源的情况、水压情况以及水的性能，针对矿山水源，实行人为控制，在采矿时防止水压波动，预防供水爆破。
3.支护加强:根据不同的地质环境，对采空区进行严格的支护措施，通常采用不同类型的顶梁、支架或者预制混凝土等来加强支撑作用。
4.控制矿面稳定性:定期监测矿面的稳定性，估算矿体初始应力和应力异向性以及矿体内部空隙部位发生塌陷的情况，及时采取控制措施完善支架系统。
5.安全排水:在矿山采掘工作中，要经常对矿山地下水情况进行监测和处理，并适当增加一些安全排水工程，排除水患。
总之，采场矿山作为矿山开采的最初阶段，其稳定性对矿山开采的成功至关重要，因而必须建立一个长期有效的压力控制体系以保证矿山的稳定性和安全生产。
矿山压力与岩层控制第十章 煤矿动压现象及其控制
第十章煤矿动压现象及其控制煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应。
这些现象统称为煤矿动压现象。
它具有突然爆发的特点，其效果有的如同大量炸药爆破，有的能形成强烈暴风，危害程度比一般矿山压力显现程度更为严重，在地下开采中易造成严重的自然灾害。
第一节冲击矿压现象形成特点及分类一、冲击矿压现象冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏等。
冲击矿压还会引发或可能引发其它矿井灾害，尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，干扰通风系统，严重时造成地面震动和建筑物破坏等。
因此，冲击矿压是煤矿重大灾害之一。
二、冲击矿压的特点①突发性②瞬时震动性③巨大破坏性④复杂性三、冲击矿压分类冲击矿压按其显现强度、释放的能量等进行分类。
根据冲击的显现强度，可分为四类：（1）弹射。
一些单个碎块从处于高压应力状态下的煤或岩体上射落，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。
（2）矿震。
它是煤、岩内部的冲击矿压，即深部的煤或岩体发生破坏。
但煤、岩并不向已采空间抛出，只有片帮或塌落现象，但煤或岩体产生明显震动，伴有巨大声响，有时产生煤尘。
较弱的矿震称为微震，也称为“煤炮”。
（3）弱冲击。
煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不很大，对支架、机器和设备基本上没有损坏，围岩产生震动，一般震级在2.2级以下，伴有很大声响，产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。
（4）强冲击。
部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在2.3级以上，伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。
根据震级强度和考虑抛出的煤量，可将冲击矿压分为三级：（1）轻微冲击(I级)。
抛出煤量在10t以下，震级在1级以下的冲击矿压。
矿山压力及其控制概述
矿山压力及其控制概述矿山作为一种特殊的工作环境，其压力问题一直备受关注。
矿山压力是指矿山开采过程中由于地质条件、采矿方式、采场布置等因素所形成的对地表、井筒和巷道等构筑物以及人员作业产生的压力。
矿山压力不仅对工程结构的稳定性和机械设备的正常运行产生影响，而且还对矿工的健康和安全造成威胁。
因此，矿山压力的控制是保证矿山正常、安全、高效开采的重要前提。
矿山压力的控制可以通过以下几个方面来实现：1.合理的采场布局和采矿方式：合理的采场布局和采矿方式可以减小岩层顶板的压力，并降低地表和井筒等构筑物受到的压力。
例如，在岩层顶板稳定条件较差的区域，可以采用长壁工作面或房柱工作面等相对稳定的采矿方式，减小岩层顶板的位移和压力。
2.巷道支护和岩层顶板管理：对于巷道来说，合理的支护方式和材料可以增强巷道的稳定性，减小巷道受到的压力。
岩层顶板的管理包括进行岩层控制、降低巷道高度、提高巷道顶板强度等措施，以减小岩层顶板的位移和压力。
3.水文地质调查和水压力控制：通过水文地质调查，了解地下水位、水头和水文地质条件等，采取适当的排水措施，控制水位和水压力的变化，减小对巷道和井筒等构筑物的压力。
4.地应力测量和监测：地应力测量和监测是评估岩层压力和地层压力的重要手段，能够提供有关矿山内部地应力分布的准确数据，为矿山压力的控制提供科学依据。
可以通过测量地应力来确定巷道和井筒等构筑物的支护压力，以及确定开采影响范围和区域压力分布，从而合理安排支护措施和工作面进度。
5.人员密闭和防灾避险：在煤矿开采中，为了保证矿工的安全，可以采取人员密闭和防灾避险等措施，减小不安全因素的影响。
总之，矿山压力的控制是矿山开采过程中的关键问题，控制矿山压力有利于保证矿山的稳定和人员的安全，提高矿山的生产效率。
通过合理的采场布局、巷道支护、岩层顶板管理、水压力控制和地应力测量等措施，可以减小矿山压力的影响，实现矿山的正常、安全、高效开采。
矿山压力及其控制
Ⅱ类基本顶——初次和周期来压很明显，来压的大小相 当于8～12倍采高的顶板岩层重量。初次来压步距大于 25m～50m。
Ⅲ类基本顶——初次和周期来压强烈，来压的大小相当 于12～14倍采高的顶板岩层重量。初次来压步距大于 25m～50m。
Ⅳ类基本顶——平时顶板无压力，采空区悬露面积达几
千甚至上万m2不垮落，初次和周期来压时，顶板垮落常
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第二节 工作面矿山压力的显现规律
煤体内开掘切割眼后应力重新分布
a—切眼宽度；Q—切眼上部岩体重量；H—煤层距地面 深度；γ—上覆岩层的容重
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第二节 工作面矿山压力的显现规律
由于“压力拱”的存在，切割眼
处于减压状态。随着工作面推进，
在工作面前方的煤体中产生支承
当在煤体内开掘切眼后，破坏了应力的平衡状态，引起 应力重新分布。这时在切割眼上部顶板内形成了自然平 衡“压力拱”。切眼上部岩体重量Q由两侧煤壁平均分担。 因此，在切割眼两帮煤体中，产生了应力集中现象，这 种集中应力称为支承压力。它的大小为原始应力γH的 1.25～2.5倍，最大值可为原始应力的2～4倍或更大。
由于顶板预先下沉，可能产生裂隙，因而增加了工作 面和工作面前方区段平巷的压力。为了防止区段平巷 的支架压坏，事先必须采取措施，如增设斜撑支架等。
工作面的煤壁，在支承压力作用下，产生变形破坏， 导致煤壁破碎片帮成斜面；破碎范围与煤质硬度和支 承压力大小有关，一般为1m～3m。
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矿山压力及其控制
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主要内容
煤层围岩分类 工作面矿山压力的显现规律
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循环式浅孔放顶（1.5—2m）
②步距式深孔爆破 （5—9m甚至更长）
开切眼切槽处理 、顺槽超前预爆破方案
切眼炮孔布置图
炮眼与顺槽及工作面关系
(三)采煤工作面支护方式的选择
5．特殊支护
三、采煤工作面顶板控制设计
采煤工作面顶板控制设计一般应遵循以下原则： (1)尽可能保证工作面顶板的完整性。 (2)应避免采煤工作面发生大面积切顶事故，支架的支撑能力应足以阻 止直接顶和老顶之间的离层。 (3)顶板的最大下沉量控制在活柱可缩量的范围内。 (4)选择合理的采空区处理方法和控顶距，使坚硬的直接顶在控顶区后 方进行周期性垮落，以防止直接顶在控顶区上方断裂时摧垮工作面支架。 (5)要有合理的初撑力和采用合理的支护方式，防止直接顶运动时支架 失稳。
(二)顶板控制方法分类
1．全部垮落法 2．全部充填法
3．局部充填法
4．煤往支撑法
5．缓慢下沉法
坚硬难垮落顶板的控制技术
坚硬难垮落顶板是指顶板岩石强度和弹性模数高、节理裂隙不发育、厚 度大、整体性强、自承能力强、煤层开采后大面积悬露而在采空区短期 内不垮落的顶板。
坚硬难垮落顶板工作面与普通工作面矿压显现的主要区别是一次垮落的面积大， 高度大；有强烈的周期性来压，来压时有明显的动压冲击现象，常造成支护设 备损坏，人身伤亡等恶性事故。 我国的大同、晋城、鹤岗、枣庄、通化、神东、乌鲁木齐等矿区都有坚硬难垮 落顶板，也都存在着对该类顶板控制的技术和工艺。我国从20世纪50年代起开 始研究坚硬难垮落顶板的控制 。 为解决此问题，多年来，国内外都进行了采煤方法的改进试验和顶板弱化处理 试验研究，将难垮落顶板改变为较易垮落的顶板，从而实现了长壁机械化开采。 与此相适应，需采用强力液压支架，并配以特殊结构，包括大流量安全阀。
老顶分级指标
老顶分级 老顶来 压显现 Ⅰ 不明显
DL≤895
Ⅱ 明显
895<DL≤975
Ⅲ 强烈
975<DL≤1075
Ⅳ 非常强烈 Ⅳa
1075<DL≤1145
Ⅳb
DL>1145
分级指标
第二节 采煤工作面顶板控制设计
(一)顶板控制方式选择的原则 随着采煤工作面的不断推进，顶板悬露面积不断扩大，为了保证采煤工 作的顺利进行，采煤工作面只需控制有限工作空间。为此，必须及时地对 采空区进行处理。采空区处理应遵循安全性、经济性和可操作性的原则。 根据不同的煤层赋存条件及顶底板岩石性质、地面的特殊要求(水体、铁路、 建筑物下采煤)等因素，采取不同的采空区处理方法。
因此，为了达到工作面安全、高效生产，必须对顶板进行处理，改变顶板岩体的 物理力学性质，以减小顶板悬露面积，防止或减弱这种大面积顶板来压。经过多 年的研究和实践，发展了以下几种主要处理坚硬顶板的措施：
（1）注水弱化（软化）坚硬顶板 ①顶板高压注水 顶板高压注水是从工作面顺槽或专用巷道（工艺巷）向顶板打深孔，进 行高压注水。利用高压水对顶板进行压裂，其作用是增加和扩展顶板原 始裂隙，高压水在岩体中形成压力坡降，使水更好地在岩体中透过裂隙、
第十章 采煤工作面矿山压力控制
第一节 顶板分类
一、直接顶的分类
据缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类（中华人民共和国煤炭行业标准MT554—1996）
直接顶分类指标及参考要素
1类(不稳定)
类别 1a(极不稳定) 1b(较不稳定) 指标 2a(中下稳定) 8<Lz0≤12 2b(中上稳定) 12<Lz0≤18 18<Lz0≤28 28<Lz0≤50
放顶和步距式深孔爆破的方案不可取。
地面深孔爆破从地面垂直向下打孔至采区顶板位置，其钻孔深度较大，打 孔工程量大，同时，由于地面打孔，钻孔经过地面表土层，因此钻孔成孔
率相对较低（甚至无法成孔），孔易变形，影响装药质量，可能出现装药
不连续，甚至无法爆破到煤层顶板。 超前深孔预裂爆破在上、下顺槽或专用巷道（工艺巷）进行施工，实现了 生产与顶板处理平行作业，不影响工作面正常生产，有利于工作面生产能 力的实现。同时，在专用巷道进行施工具有方便、简单等优点。
2．液压支架规格的选择液压支架规格的选择
3．液压支架初撑力的确定
液压支架初撑力是由泵站压力提供的。提高支架初撑力可迅速地压缩浮煤、浮矸等 中间介质，增加支架与围岩系统的总体刚度，使支架的工作阻力尽快地发挥作用， 减少顶底板移近量，改善直接顶岩层内的应力分布状态，抑制直接顶的挠曲离层。 一般情况下，把初撑力定为额定工作阻力的50％以上是比较适宜的。确定支架初撑 力的大小通常有两种方法： (1)按防止直接顶与老顶之间离层的要求确定初撑力。支架初撑力强度Po(kN／ m2)应能支撑直接顶的重力，即
5．液压支架架型选择和额定支护强度的确定
(二)液压支架工作方式
液压支架的工作方式包括支护方式和移步方式两个方面。
1．液压支架的支护方式
(1)及时支护方式。在采煤机割煤后，先移支架，再移输送机，使暴露的顶板得 到及时支护，如图10—50(a)。 特点是：在移架前，必须在底座与输送机之间保持一个截深的距离，待采煤机割 煤后及时移架；支架具有较长的顶梁，一般超过输送机宽度与支架移动步距之和3 采煤机割煤以后，可立即支护新暴露的顶板。空顶时间缩短，因而减少顶板的沉 降量；采煤机割煤所引起的顶板下沉与移架过程产生的顶板下沉相互作用，使顶 板岩层活动较为剧烈。 (2)滞后支护方式。在采煤机割煤以后，先推移输送机，然后再移支架的支护方式， 如图10—50(b)。 特点是：采煤机割煤以后，先移输送机再移支架，因而空顶时间较长，空顶面积 较大，可能引起顶板大量下沉，割煤移架引起的顶板下沉相互作用较弱；顶梁长 度相对较短。
水性强，且吸水后其强度明显降低，否则不能应用。
（2）爆破弱化坚硬顶板
爆破弱化是用爆破的方法人为将顶板切断，使一定厚度的顶板冒落形成矸石垫层。 切断顶板可以减小顶板冒落面积，减弱顶板冒落时产生的冲击力；形成的矸石垫层 则可以缓和顶板冒落时产生的冲击波及风暴。目前爆破弱化的方法有以下几种： ①循环式浅孔放顶 循环式浅孔放顶主要作用是，爆破后破坏了顶板的完整性，形成矸石垫层，缓和顶 板冒落时产生的冲击。具体做法是，每1～2个循环，在工作面切顶线处打一定深度 的浅孔，装药进行爆破。缺点是对生产的影响较严重，对高推进速度的综采工作面 不适合。 ②步距式深孔爆破 步距式深孔爆破主要作用是，切断顶板，避免顶板大面积冒落。具体做法是，在顶 板周期来压前，沿工作面向顶板偏向采空区方向打2～3排深孔，装药爆破，爆破后 使在顶板内形成一道一定高度的沟槽，坚硬顶板就沿这条沟槽折断。 ③超前深孔预裂爆破 超前深孔松动爆破主要作用是，切断坚硬顶板，减小顶板冒落面积。具体做法是在 上、下顺槽或特殊巷道(工艺巷)向顶板打深孔，在工作面前方一定距离进行爆破， 预先破坏顶板的完整性。 ④地面深孔放顶 地面深孔放顶的主要作用是从地面打钻孔爆破，在采空区后方切断坚硬顶板，避免 顶板大面积冒落，具体做法是在采空区上方的地面打垂直钻孔，达到已采区顶板的 适当位置，然后装药进行爆破，将大面积悬露的顶板崩落。
2．按支架结构特点进行分类
按支架结构特点，各种类型液压支架的基本结构如图10—47所示。液压支架命名方法 既考虑了支架的支撑特点，又考虑了支架的结构特点，具体如下：
1．影响架型选择的因素
(1)顶板条件。直接顶的分层厚度大小，节理、裂隙间距大小，发育程度，将决定支 架合力作用点位置和支撑力的分布状态。老顶的坚硬程度、岩梁厚度和所处状态，格决 定顶板运动时给支架的作用力大小，以及支架所必须具有的支撑力和可缩量。根据综采 的实践经验，支架选型的一般原则为：在直接顶中等稳定以下、老顶来压不明显的顶板 条件下，宜选用掩护式支架，确定支架顶梁长短；在直接顶中等稳定、老顶来压较明显 的顶板条件下，宜选用支撑掩护式支架，确定支架工作阻力；在老顶来压强度大、有动 压冲击危险的顶板条件下，宜选用支撑式支架，确定支架工作阻力；在坚硬的岩梁直接 位于煤层之上的顶板条件下，宜选用支撑式或支撑掩护式支架，支架后方如出现大面积 的悬顶，必须采取深孔爆破人工强制放顶、高压注水弱化顶板和放震动炮等措施。 (2)底板条件。底板坚硬，抗压强度大，支架与围岩力学系统中的总刚度就大，支架 的设计性能发挥就越好。 (3)煤层倾角。当煤层倾角大于12°。时，支架必须装有防倒、防滑装置，并要求端 头支架有足够的锚固力以防支架下滑、倾倒以及发生偏心载荷等。工作面全长中倾角变 化幅度不能太大，否则将会因倾角变化带来工作面长度的变化，造成支架在排列上时挤 时松，影响正常生产。 除上述因素外，还应考虑到煤层厚度变化、地质构造、瓦斯涌出量等影响因素。
综采工作面顶板控制设计
一、自移式液压支架的类别 1．根据支架与围岩的相互作用力分类 (1)支撑式液压支架。如图10—46(a)，支架对顶板只起支撑 作用而不起掩护作用适用于支撑稳定和坚硬的顶板。 (2)支撑掩护式液压支架。如图10—46(b)，支架顶部对顶板 的支撑部分长度大于掩护部分的长度，支架对顶板兼有支撑和 掩护两种作用，适用于较稳定的顶板。 (3)掩护支撑式液压支架。如图10叫6(c)，支架对顶板的掩 护部分大于支撑部分，支架顶梁较短、支撑能力较弱，支撑力 集中靠近煤帮附近，主要起掩护作用，适用于松软顶板的采煤 工作面。 (4)掩护式液压支架。如图10—46(d)，支架没有顶梁，只有 掩护梁，起掩护作用，适用于松软顶板的采煤工作面。
基本顶矿压显现强度分为四级，DL为基本顶初次来压当量， 计算公式为：
DL 241.3Ln (L f ) 15.5N 52.6M
，
Lf
N
—基本顶初次来压步距；
h —直接顶充填系数， N M
h —直接顶厚度，m，
M
—煤层采高，m 。
Hale Waihona Puke 据缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类（中华人民共和国煤炭行业标准MT554—1996）
节理、层理及其他弱面而渗流，从而在岩体中产生水力的、机械的、物