最新7第五章 回采工作面顶板控制设计7.30资料
回采工作面顶板管理制度范本
回采工作面顶板管理制度范本回采工作面顶板管理制度第一章总则第一条为规范回采工作面顶板管理行为，保障矿井生产安全和职工身体健康，制定本制度。
第二条本制度适用于矿井回采工作面的顶板管理工作。
第三条回采工作面顶板管理应遵循安全第一、预防为主的原则，根据矿井实际情况，制定详细的管理措施和操作规程。
第四条回采工作面顶板管理工作应由专业人员负责，具备相关技能和知识，并接受过相应的培训和考核。
第五条矿井公司应制定完善的回采工作面顶板管理制度，确保其安全可靠性和有效性，随时根据实际情况进行修订和完善。
第二章安全管理第六条矿井回采工作面顶板管理应强化安全管理，提高职工安全意识和紧急避险能力。
第七条回采工作面顶板管理人员应定期组织回采工作面的安全培训，提高职工安全意识和技能。
第八条回采工作面顶板管理人员应定期组织回采工作面的应急演练，提高职工紧急避险能力。
第九条矿井回采工作面顶板管理人员应加强班前安全教育，要求职工按规定佩戴个人防护装备，不穿拖鞋、不戴耳机等。
查，发现问题及时处理，并记录整改情况。
第三章工作流程第十一条回采工作面顶板管理应按照以下工作流程进行：（一）排摆顶板支架：做好顶板支架排摆工作，确保支架按规定位置排列、牢固可靠。
（二）检查顶板松动：定期对顶板进行检查，发现有松动的顶板及时加固。
（三）监测顶板变形：安装顶板变形监测系统，及时监测顶板的变形情况，密切关注有可能垮落的地点。
（四）防治顶板冒落：根据矿井实际情况制定防治顶板冒落的措施和方法，包括加固爆破带、加固采煤工作面等。
（五）定期维护保养：定期对顶板支架和监测系统进行检修和维护，确保其正常运行。
第四章监测和报警第十二条矿井回采工作面顶板管理人员应安装顶板变形监测系统，实时监测顶板的变形情况。
第十三条顶板变形监测系统应具备报警功能，一旦发现顶板变形超过安全阈值，应及时报警通知相关人员，采取相应措施。
第十四条矿井回采工作面顶板管理人员应在监测系统上设置短信通知功能，及时将监测数据和报警信息发送到相关人员手机上。
回采工作面顶板管理制度
回采工作面顶板管理制度一、目的本制度的目的是为了确保回采工作面顶板的安全稳定，保障矿井生产的连续性和高效性。
二、适用范围本制度适用于所有具有回采工作面的煤矿开采过程中的顶板管理。
三、职责与义务1. 担当工作面负责人应负责制定顶板管理计划，并指导和监督其执行。
2. 顶板管理人员应具备相关的技术和安全知识，并定期接受培训。
3. 矿方应提供必要的人力、物力和财力支持，确保顶板管理工作的顺利进行。
四、顶板管理计划1. 担当工作面负责人应在每月初制定顶板管理计划，并向矿方备案。
2. 顶板管理计划应明确工作面上的顶板情况，包括岩石性质、岩层倾向和倾角等。
3. 根据顶板情况，制定相应的支护方案，包括支架型号、数量和布置等。
4. 顶板管理计划应定期评估和调整，确保其与实际情况相匹配。
五、顶板支护工作1. 支架的选择应根据岩性、岩层厚度和顶部荷载等因素进行。
支架应稳定可靠，具备足够的承载能力。
2. 支架的布置应合理，采用密集支架或增加支柱数量的方式，确保对顶板的有效支撑。
3. 支护材料的选择应符合国家标准，质量可靠，使用过程中应不断检测和更新。
4. 支架的保养和维修应定期进行，损坏的支架应及时更换或修复。
六、顶板检测与监控1. 顶板的检测应在回采前和回采过程中进行，确保顶板的稳定性和安全性。
2. 检测方法应包括地面测评、钻孔测定和人工观察等多种手段，以获取准确和全面的顶板信息。
3. 顶板监控设备应进行定期维护和校准，确保其正常工作并及时发出报警信号。
七、应急措施1. 在发现顶板出现异常情况时，应立即停止回采工作，并采取必要的措施，确保人员撤离和安全疏散。
2. 在顶板垮落或变形时，应及时报告相关部门，协调人员和物资进行应急处置。
八、培训与教育1. 顶板管理人员应定期接受相关安全知识和技术培训，提高其专业素养和应对突发情况的能力。
2. 顶板管理人员应制定培训计划，并定期组织培训和考核。
九、违规处理1. 对违反顶板管理制度的行为，应根据情节轻重进行相应的处理，包括扣奖、罚款或纪律处分等。
回采工作面顶板管理制度(四篇)
回采工作面顶板管理制度是一套有关回采工作面顶板管理的规定和要求，旨在保障工作面的安全、高效运行。
以下是一份典型的回采工作面顶板管理制度的内容：一、总则1. 本制度适用于所有回采工作面的顶板管理。
2. 本制度的宗旨是确保回采工作面的顶板稳定，防止事故发生。
二、组织与责任1. 回采工作面顶板管理由矿上设立的专门部门负责。
2. 顶板管理部门应配备专业的技术人员，并向该部门的负责人汇报工作。
三、顶板稳定评估1. 在回采工作面顶板即将开采前，顶板管理部门应进行顶板稳定评估。
2. 评估内容包括地质构造、顶板岩性、顶板地应力等因素的分析和评估。
3. 评估结果应编制成报告并存档，作为决策依据。
四、顶板支护方案1. 根据顶板稳定评估的结果，顶板管理部门应制定详细的顶板支护方案。
2. 支护方案包括支护材料的选择、支护结构的布置等内容。
3. 支护方案应经过部门负责人审批后执行。
五、顶板支护施工1. 顶板支护施工应由专业的施工队伍进行。
2. 施工人员应符合相关的安全规定，严格执行工作面的安全制度。
3. 施工过程中应对支护工程进行监督和检查，确保支护质量。
六、顶板巡检和维护1. 顶板管理部门应定期进行巡检，发现问题及时处理。
2. 对于顶板出现裂缝、下沉等异常现象，应立即采取必要的补救措施。
3. 巡检和维护记录应进行存档，并定期向上级部门汇报。
七、培训和教育1. 针对顶板管理工作，顶板管理部门应开展培训和教育，提高员工的安全意识和技能水平。
2. 培训和教育内容包括顶板稳定知识、支护技术等。
八、违规行为处罚1. 对于违反顶板管理制度的行为，将进行相应的处罚，包括警告、罚款、停工停产等。
2. 对于造成严重后果的违规行为将追究相关责任人的法律责任。
以上是一份典型的回采工作面顶板管理制度的内容，具体的制度可以根据实际情况进行调整和补充。
回采工作面顶板管理制度（二）1、坚持工作面支护质量和顶板动态监测，开展安全隐患整改情况的班评估工作。
第五章-回采工作面顶板控制与支护
初撑力确定
实测初撑力为额定阻力的0.714 合理初撑力为额定阻力的0.6~0.85 1、2类顶板初撑力为额定阻力的0.75~0.85 2、3类顶板初撑力为额定阻力的0.6~0.75
木柱鞋抗压强度较低，不宜使用
第二节 采场支架类型与特性
一、支架类型：
单体支架
木支架——————木柱+木梁 摩擦金属支架———摩擦柱+铰接金属梁 单体液压支架———液压柱+铰接金属梁
液压支架
支撑式 掩护式 支撑掩护式
普通支架 端头支架 大采高支架 放顶煤支架
液压支架的应用范围正在逐步扩大
二、支架的工作特性：
第四节 综采面顶板控制设计 一、概述
1、选型步骤： 1）确定顶、底板类型（直接顶、老顶、直接底）； 2）估算支架所需支护强度（实测、来压步距）； 3）初定额定支护强度、初选架型； 4）修正架型及参数（断面、风量、倾角）； 5）确定顶梁、护帮及侧推结构； 6）确定底座参数； 7）进行支架参数优化。
重要内容：支架额定强度、架型
支撑系统特性——支撑系统受力作用而呈现的变形性质。
在对顶板的支撑中，实际是 支撑系统工作特性在起作用。
正常情况
支撑物的可缩性使支撑系统早期 发生较大变形，阻力上不去，顶板离 层。支柱插入底板可导致顶板管理恶 化。
插入底板
安全规程规定：
禁止将支柱架设在浮煤、浮矸上。
技术要求：
柱顶要插严背实； 煤底或软岩底时，支柱要穿鞋（液柱铁鞋）
优点：通风断面大、行人方便、结构简单、重量轻；
适用于：顶板稳定，有来压，瓦斯大的工作面。
3、支掩式掩护支架分析：
工作特点： （支柱支撑在掩护梁上） 控顶距小，减少了对顶板的反复支撑次数 结构可承受一定水平推力； 适应破碎顶板（挡矸，冒顶时可不勾顶）
回采工作面矿压顶板控制设计
式中：KG——支柱缩量影响阻力的系数；
2）液压支架实际支撑能力
①影响单体支柱支护能力的因素
a直接顶底板稳定情况 b升架质量
（初撑力、初撑到恒阻时间）
c支架本身对顶板的支护特性 d支架增阻特性（邻架操作、辅助压缩等多次增阻） e承载不均匀
（卸载、前移、再支撑，邻架操作）
②综采支架实际支撑能力计算
R T K YB K YZ R B
式中
RT
K YB
—液压支架的实际支撑能力，N/架；
—液压支架承载不均匀系数； —液压支架增阻系数； —液压支架额定工作阻力，N/架。
K YZ
RB
公式中的几个参数应结合具体情况进行计算，可参考 单体支柱实际支撑能力的计算方法进行。
小 结
1、各类单体支架的工作特性及其实际支撑能力发挥的影 响因素，实际支撑能力确定方法
图 5.5
DW、DN型液压单体支柱
DWS型水压单体支柱
图5.6
顶梁与辅助支护物
(2) 液压支架
1）液压支架类型
① 按对顶板的支撑面积与掩护面积的比值分类 a.支撑式： 支架对顶板起支撑作用而无掩护作用。
b.支撑掩护式：支架对顶板的支撑部分长度大于掩护部 分的长度。 c. 掩护支撑式：支架对顶板的掩护部分大于支撑部分。 d.掩护式： 仅有掩护部分。
p (K N )
400
p2
300
200
p1
p1
100
p o'
po
0
100
200
300
s2 =
400mm
s1 =8~12mm
图5.2 HZWA型支柱特性曲线
S1-自由夹紧时的可缩量；S2-最大工作阻力时的可缩量
回采工作面顶板管理
回采工作面顶板管理是煤矿生产过程中的重要环节，对矿井安全稳定运行起着至关重要的作用。
本文将从顶板管理的意义、管理方法和存在的问题以及解决措施等方面进行详细介绍。
一、顶板管理的意义1.确保生产安全：顶板管理是矿井生产安全的重要保障措施之一。
通过对顶板进行管理，可以掌握顶板稳定的情况，及时采取措施，防止顶板失稳、塌方等危险事故的发生，保障人员和设备的安全。
2.提高生产效率：科学的顶板管理可以提高采掘效率。
通过对顶板进行合理的支护和处理，可以减少采掘过程中的阻力和困难，提高采煤机的运行效率，从而提高生产效率。
3.节约资源：合理的顶板管理可以减少支护材料的使用，降低成本，节约资源。
同时，通过善于利用煤矸石和煤层顶板的经济价值，还可以实现资源的再生利用，为企业带来经济效益。
二、顶板管理方法1.预测预报法：通过地质勘探和先进的测量技术，对顶底板的性质和结构进行预测和预报，从而制定合理的采煤方案，并采取相应的支护措施，保证顶板的稳定。
2.巡查巡控法：定期对工作面的顶板进行巡查巡控，及时发现顶板的异常情况，如裂隙、变形、下沉等，以便及时采取应急处理措施，防止顶板失稳导致的危险事故的发生。
3.科学支护法：采用合适的顶板支护方式，如钢拱支护、综放支护等，根据顶板的岩性和厚度进行合理的选择和布置，确保采煤过程中的顶板稳定。
4.监测监控法：采用先进的监测设备，对顶板进行实时监测和监控，及时收集和分析数据，对顶板的稳定性进行评估，为采煤过程中的控制和调整提供科学依据。
三、存在的问题及解决措施1.顶板失稳问题：工作面顶板的失稳是煤矿生产中常见的问题之一。
解决这个问题的关键是加强对顶板的巡查巡控，及时发现顶板的异常情况，并采取相应的支护和处理措施，保证顶板的稳定。
2.顶板控制难题：采煤过程中顶板的控制是一个复杂的工程问题，需要根据具体的矿井条件和顶板性质进行科学的分析和计算。
解决这个问题的关键在于加强科学研究和技术创新，探索出适合本矿井的顶板控制方法。
回采工作面顶板管理制度范本
回采工作面顶板管理制度范本第一章总则第一条为了规范回采工作面顶板管理工作，确保矿井安全生产，保护人身财产安全，制定本制度。
第二条本制度适用于矿井企业回采工作面顶板管理工作。
第三条本制度的制定依据国家相关法律法规、行业规范以及安全生产管理要求。
第四条回采工作面顶板指回采工作面上部的岩层，包括煤层顶板和顶板支护设施。
第五条回采工作面顶板管理是指对回采工作面上部的岩层进行监测、支护、治理等一系列管理措施的实施。
第六条回采工作面顶板管理应遵循安全第一的原则，确保矿井生产过程中不发生顶板事故。
第七条矿井企业应建立完善回采工作面顶板管理制度，明确责任分工，确保制度的执行。
第二章岩层监测第八条回采工作面顶板管理应进行岩层监测，及时获取岩层变形、开裂、湿润度等信息。
第九条岩层监测应包括定期监测和异常监测。
第十条定期监测应按照规定时间进行，记录监测数据并做好档案管理。
第十一条异常监测应及时响应，采取措施防范顶板事故的发生。
第十二条监测数据应及时上报相关部门，并记录在矿井安全监测档案中。
第三章顶板支护第十三条回采工作面顶板支护应采取科学合理的支护措施，确保顶板的稳定和安全。
第十四条顶板支护设施应符合国家和行业的相关规定和标准。
第十五条顶板支护设施的安装应由专业人员进行，并进行验收。
第十六条顶板支护设施应定期检修、维护和更换。
第十七条顶板支护设施有损坏或失效时应立即停止回采作业，并进行紧急处理。
第四章顶板治理第十八条回采工作面顶板治理是指对顶板进行加固、修复等措施，防止顶板的破坏和坍塌。
第十九条顶板治理应根据岩层的性质和实际情况，采用适当的治理方法。
第二十条顶板治理应由专业人员操作，确保施工安全。
第二十一条顶板治理完成后，应进行验收，确保治理效果。
第五章顶板事故应急处理第二十二条发生顶板事故时，矿井企业应立即启动应急预案，组织人员进行救援和处理。
第二十三条顶板事故应急预案应包括人员疏散、救援装备准备、通信设备保障等内容。
回采工作面顶板控制及支护方法_OK
回采工作面顶板控制及支护方法_OK回采工作面是煤矿开采过程中需要进行顶板控制和支护的重要环节，它直接关系到矿井的安全和生产效益。
在回采工作面的顶板控制和支护中，我们需要采取一系列的措施来保证工作面的稳定和安全。
下面将介绍回采工作面顶板控制以及支护方法。
一、回采工作面顶板控制方法1.预防顶板事故的发生预防顶板事故的发生是回采工作面顶板控制的首要任务。
具体措施包括：（1）进行顶板探测，及时发现和处理顶板变形、裂隙、支架沉降等问题。
（2）制定合理的回采速度，过快的回采速度容易引起顶板松动和垮塌。
（3）加强对于矿井构造、地质条件等方面的掌握，尽可能避免回采工作面在地质应力集中区域。
2.采取适当的掘进方式掘进方式的选择对于顶板控制具有重要的影响。
常用的掘进方式有窄巷工作面、矩形工作面和全煤工作面等，具体的选择应根据地质条件和工作面的特点来进行。
3.合理设置支架支架的设置对于顶板控制至关重要。
支架的选择要符合煤层厚度、煤层性质和顶板岩性等因素，以确保支架的稳定性和承载能力。
二、回采工作面支护方法1.采用合适数量和合理布局的支架支架的设置应根据煤层厚度、煤层性质和地质条件等因素来确定。
支架数量要足够，并且布局要合理，以保证顶板的稳定性和承载能力。
2.加强锚杆支护在支架设置的基础上，可以采用锚杆支护来增强顶板的稳定性。
通过锚杆的固定，可以有效地控制顶板的变形和裂隙扩展。
3.应用液压支架液压支架具有调整方便、承载能力大等优点，适合于回采工作面的顶板控制和支护。
在顶板控制中，可以采用液压支架来进行局部支护，提高顶板的稳定性。
4.强化顶板打浆顶板打浆是在回采工作面顶板控制和支护中常用的方法。
通过将水泥浆注入顶板中，形成硬化压力，增强顶板的稳定性和承载能力。
总结：回采工作面顶板控制及支护方法包括预防顶板事故的发生、采取适当的掘进方式、合理设置支架、加强锚杆支护、应用液压支架和强化顶板打浆等措施。
这些方法能够有效地控制顶板的变形和垮塌，提高回采工作面的安全性和生产效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
针对上覆岩层的赋存条件及其可能的运动情况进行控制设计，将工作面内矿压显现控制在要求的范围内，是实现矿井安全生产的重要保证。
回采工作面顶板控制设计的内容包括：回采工作面支架与围岩关系、合理支护强 度的确定、支架工作特性及实际支撑能力的确定以及常见顶板事故的控制的 控制设计。
回采工作面顶板控制设计§5.1 回采工作面支架与围岩关系5.1.1 支架对顶板的工作状态 5.1.2 支架围岩的一般关系 5.1.3 采场支护的原理 §5.2 合理支护强度的确定5.2.1 直接顶初次垮落期间 5.2.2 基本顶初次来压期间5.2.3 正常推进阶段 5.2.4 合理支护强度的确定§5.3 支架工作特性及实际支撑能力的确定5.3.1 支架分类5.3.2 支架的工作特性 5.3.3 支架的实际支撑能力 §5.4 控制设计5.4.1 单体支柱工作面支护设计 5.4.2 综采综放工作面支架选型 §5.5 常见顶板事故的控制5.5.1 概述 5.5.2 回采工作面区域性切冒事故 5.5.3 回采工作面局部冒顶 5.5.4 底板失稳与破坏引起的顶板事故 5.5.5 应力集中型顶板事故5.1.1 支架对顶板的工作状态（1）支架对直接顶的工作状态—“给定载荷”方案 第 五 章由于直接顶在采空区内已经垮落，所以顶板控制设计时，必须按最危险状态（沿煤壁处切断）考虑。
理论与实践已证明，在顶板岩层沉降过程中，支架对直接顶的工作状态按“给定载荷”考虑是接近实际的。
亦即无论顶板沉降到什么位置，直接顶给支架的作用力可以近似地看成是恒定的。
其值可由下式表达：z zz A m f γ= （5.1）式中 A —直接顶给支架的作用力；z f —直接顶悬顶系数。
其它符号含义同前。
（2）支架对基本顶的工作状态—“给定变形”和“限定变形”基本顶岩梁断裂后，给支架的作用力，由支架对岩梁运动的抵抗程度（或对岩梁位态控制的要求）决定。
因此，岩梁运动结束时支架可在以下两种状态下工作：①“给定变形”工作方案采场支架对基本顶岩梁的运动处于“给定变形”工作状态时，岩梁运动稳定时的位置状态（即“位态”）由岩梁的强度及两端支承情况决定。
在岩梁由端部断裂到沉降至最终位态的整个运动过程中，支架只能在一定范围内降低岩梁运动速度，但不能对岩梁的运动起到阻止作用。
在“给定变形”工作状态下，岩梁运动全过程中支架作用力与顶板压力之间的关系为：i i Q R >或者 i i k Q PL > （5.2） 式中 i Q —沿倾斜每米顶板给支架的作用力，/N m ；i R —沿倾斜每米支架阻抗力，/N m ； i P —采场支架平均承载能力，2/N m ；k L —控顶距，m 。
显然，在这种情况下岩梁从运动到重新进入稳定的全过程中，都无法建立起支架受力与顶板压力之间的直接关系方程。
在这种工作状态下岩梁运动至最终状态时的顶板下沉量（即岩梁无阻碍最终沉降值，见图5.1）为：（5.3）式中 A h ∆—岩梁无阻碍最终沉降值，即岩梁处于最低位态条件下最大控顶距处的顶板下沉量。
图5.1A h ∆计算图在这种工作状态下，为了防止支架在岩梁运动过程中被压死，所要求的最大允许缩量须满足下式max A h εδ=∆-∑ （5.4）式中 max ε—支架最大允许缩量；δ∑—支柱破顶钻底及辅助支护物压缩量。
岩梁运动结束时采场支架实际受力值（T R ），在不发生破顶钻底的理想条件下，将由支架的综合刚度（支架力学特性）所决定，即A T T h E R ∆⋅= （5.5） 式中 T E —支架的综合刚度。
②“限定变形”工作方案采场支架对岩梁运动采取“限定变形”，是指采场支架对岩梁运动进行必要的限制。
即在支架阻力的作用下，岩梁不能沉降至最低位态。
岩梁进入稳定时的位态（岩梁运动稳定时既定控顶距的采场顶板下沉量）由采场支架的阻抗力所限定。
支架在“限定变形”状态下工作时，支架阻力与取得平衡的岩梁位态之间存在着一定的力学关系，可以建立两者间的力学方程。
在支架刚度一定的条件下，要求控制的位态愈高，所需支架的阻抗力越大。
5.1.2 支架围岩的一般关系支护强度是指单位面积上支架给予顶板的支撑力。
从安全角度出发，除易碎直接顶采场外，支护强度是越大越好，但从经济角度出发，应该在保证安全的前提下，尽可能减小支护强度，因为支护强度的提高是以增加材料的投入为代价的。
既安全又经济的支护强度称为合理的支护强度。
由此也可看出，针对不同的控制要求，支护强度是不同的，通常我们说的某一个采场的支护强度是多少，是针对一定的顶板控制状态而言的，因而不能笼统地认为该采场的顶板压力就等于测得的支护强度。
合理的支护强度应该能杜绝下列顶板事故：剪切冒落、滑动冒落、冲击冒落；应该尽可能抑制下列顶板压力显现：台阶下沉、破碎、离层、大悬顶、冲击载荷。
人们通过实验室和现场的调压试验，很早就提出了顶板下沉量与支护强度之间存在双曲线关系（见图5.2），该关系指出：要减小顶板下沉量，就必须提高支护强度。
图5.2 支架围岩的双曲线关系“传递岩梁”理论注意到上述双曲线只能定性地描述支架围岩关系，而且基于梁式结构的力学模型，提出了位态方程的概念和表达式（见式5.6）：iAT h h KA P ∆∆+= （5.6） 式中 A —直接顶作用力；A h ∆—控顶末排最大顶板下沉量； i h ∆—要控制的顶板下沉量；K —位态常数，由岩梁参数和控顶距决定。
该公式阐明了支架围岩之间双曲线关系外，还进一步指明了直接顶在位态方程中的作用。
在具体采场，可计算出A h ∆，K 则不能定量计算，因为：（5.7）式中 E M 、E γ、c —分别为基本顶厚度、容重和运动步距；k L —控顶距；T K —岩重分配系数。
式（5.7）中，只有T K 是不定量的，因为T K 与岩梁断裂位置、结构形式、物理性质、支架性能等都有关系，只有搞清这些关系后，T K 才能定量计算，然而，要搞清这些关系几乎是不可能的。
因为很多参数无法准确得到，支架、煤壁、矸石与基本顶岩层之间是一种超静定关系，因此解决这个问题也只能用相应的半定量分析，配合量化控制准则和现场经验相结合的方法。
由于支架与多种形式基本顶结构的作用原理是一致的，因此多种形式基本顶结构与支架的作用关系可用一种有代表性的抽象模型表示。
图5.3所示即为支架围岩的一般关系抽象模型。
hh AAP P图5.3 支围关系图图5.3中，阴影部分为非法工作区，'b c 段为梁式结构给定变形（A h ∆）工作段，bc 段为拱梁或类拱结构分层压实时的工作段，S ∆为离层压实量，K 为直接顶与基本顶的接触应力。
ab 或'ab 段为限定变形工作段。
cd 段表示支架不能支撑直接顶的重量，因此，是非法工作区。
5.1.3 采场支护的原理（1）对直接顶—“支”与“护”两重性因为直接顶在老塘已垮落，在工作面需由支架全部承担其重量，因此，支架要有足够的支撑能力，在采场支护住直接顶，使其不垮落；同时，由于直接顶比较破碎，支架还必须能够护住顶板，使破碎岩块不能进入工作面。
只有这样才能保证采场安全。
（2）对基本顶控制状态的选择由图5.3的支围关系图知，根据采场的需要来选择支架的工作状态，是“给定变形”还是“限定变形”。
由前述可知，支护强度的计算是一个超静定问题，企图仅依靠解析方法几乎是不可能的，只能采用半定量的支围关系、量化控制准则和成功经验相结合的方法。
下面按工作面不同推进阶段，介绍支护强度的计算方法。
5.2.1 直接顶初次垮落期间（1）支的准则：把直接顶安全地切落。
如基本支护达不到要求，则考虑其它措施。
（2）力学保证条件：支架至少能承担起直接顶初次垮落步距一半的重力。
（3）支护强度：P ≥KZZ Z L L M 2γ （5.8）式中 k L —控顶距；z γ—直接顶容重。
5.2.2 基本顶初次来压期间（1）支的准则①防止直接顶向采空区推垮；②让基本顶缓慢沉降到要求的位态（防止冲击）； ③保证支架不被压死；④对可能发生剪切的采场，应采取特殊的处理方法，并进行采场来压预报。
（2）力学保证条件①增加支柱初撑力和工作阻力，使直接顶和基本顶紧贴（加大泵压，穿鞋或用大吨位升柱器等措施）；②支架能在不被压死的情况下，承担起基本顶的部分作用力和全部直接顶的作用力。
支护强度用式（5.9）计算。
（5.9）式中 E M ，E γ，0c —分别为基本顶厚度、容重和初次来压步距；T K —岩重分配系数，受直接顶厚度与采高之比N 的控制。
大量研究证明，采空区充填得越密实，支架承受的基本顶作用力越小。
根据现场控制的经验，一般条件采场的T K 可按表5.1选取。
表5.1T K 选取表N ≤1时，表明直接顶很薄，坚硬基本顶来压猛烈，支架必须承担初次来压步距内1/4的岩重。
如基本支护达不到要求，则采取特种支护或其它措施。
1<N ≤2.5时，表明采空区充填一般，顶板下沉量和来压强度随N 的增加而线性减小，需承担的基本顶作用力也越来越小。
2.5<N ≤5时，表明采空区基本充填满，几乎可以不考虑基本顶的作用力。
N >5时，表明垮落直接顶与基本顶接实，支架可完全不考虑基本顶的作用力。
式（5.9）中，直接顶作用力A 的计算由式（5.10）、式（5.11）给出。
当悬顶距2S L m <时，22)(KK Z Z Z L L L M A +=γ （5.10） 当悬顶距2S L m ≥时，)1(KSZ Z L L M A +=γ （5.11） 式（5.10）表明，当悬顶距较小时，悬顶与采空区已垮矸石很难接触以传递直接顶的重力，所以，应按力矩平衡来求A 。
式（5.11）表明当悬顶距较大时，自身有一定支承能力，其作用力无须支架全部承担，悬顶断裂后，在沉降过程中，根据静力平衡，支架必须承受悬顶的全部重力（不考虑力矩的作用）。
长悬顶触矸后，直接顶给支架的作用力由式（5.12）给出。
KK S K Z Z Z L L L L L M A )2()(2++=γ （5.12）对比式（5.11）和式（5.12），可得出前者计算出的A 大于后者，前者考虑了长悬顶没触矸时的静力平衡，所以计算的结果较安全，一般情况下我们用式（5.11）计算A 。
5.2.3 正常推进阶段（1）支的准则①在类拱结构采场，防止类拱在煤壁处切落（沿图5.4中AB 、CD 线）；图5.4 类拱在煤壁处的切落位置②梁式结构采场防止基本顶来压时出现大的台阶下沉和冲击； ③多岩层结构采场防止上位岩梁对下位岩梁的冲击； ④防止支架压死。
（2）力学保证条件①类拱结构采场保证支架能支撑直接顶和悬垮度一半的重量；②支架在“给定变形”状态工作时，必须能支撑直接顶并能承担部分基本顶的作用力，以减缓基本顶的来压速度；③支架在“限定变形”状态下工作时，必须能支撑与要求控制的顶板下沉量i h ∆对应的基本顶悬垮度i L 的部分及直接顶的全部作用力。