山东科技大学2014—2015学年第二学期
一、填空
基本顶存在类拱式、拱梁式和梁式三种基本结构
基本顶的平衡结构
1）拱结构；
2）铰接岩梁；
3）传递岩梁和砌体梁
4）岩板。
巷道围岩分为内层围岩和外层围岩两部分
放顶煤采煤方法分类
1）按工作面布置方式分类
（1）整层放顶煤采煤法
（2）预采顶分层采煤法
（3）预采中间分层放顶煤采煤法
（4）水平分段放顶煤采煤法
2）按支护方式的放顶煤技术分类
（1）综采放顶煤（综放）
（2）轻型综采放顶煤（轻放）
（3）悬移支架放顶煤（简放）
简易支架的典型架型
1）滑移顶梁支架
1、单列节式滑移顶梁液压支架
2、单列带燕尾夹板节式滑移顶梁液压支架
3、并列左右梁式滑移顶梁液压支架
4、主次梁式滑移顶梁液压支架
2）单体组合式支架
放顶煤采场的顶板结构
1）“煤—煤”结构；2）“岩-矸”结构；3）岩梁结构
稳定性系数：
巷道附近的最大原始地应力或者开挖后的最大应力与围岩综合强度的比值Ky
二、名词解释
直接顶
——能够在采空区内不规则冒落、不能向煤壁前方和老塘矸石上永久传递力的、其作用力必需由支架全部承担的那部分岩层的总和。
基本顶
——自身能够形成平衡结构、能永久地向煤壁前方和老塘矸石上传递力的、其运动对采场矿压有明显影响的、其作用力无需由支架全部承担的那部分岩层的总和。
稳定性系数：
巷道附近的最大原始地应力或者开挖后的最大应力与围岩综合强度的比值Ky
关键层
——对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动期到控制作用的岩层。
三、
移架和放煤工序为：采煤机割上刀煤→铺金属顶网→支架伸出探梁→采煤机割下刀煤→将后
梁前1柱提起向前斜撑，提起后梁前2柱→移工作面SGW-150C型刮板输送机→收前探梁，提前梁支柱→移前梁→支好前梁前后柱→提后梁前1、2和后柱移后梁→支好后梁前后3根支柱→打眼开机窝→剪网放顶煤
围岩支护特性曲线
（1）AA’—支护完全刚性或者刚度很大，支护承受的荷载太大，被破
坏，然后，围岩破坏，垮落。
（2）AC—支护刚度适中，，C点平衡。
（3）AeE—支护提前屈服；
（4）AH—支护柔度大，在H点平衡，围岩已经开始松动；
（5）AF—支护柔度太大，失稳；
（6）GH—滞后支护，围岩已坏
沿空留巷的围岩变形
Ⅰ.在煤体内开掘巷道后，破坏了原始应力状态，巷道围岩出现应力集
中，在围岩塑性破坏发展过程中，巷道周边发生显著移近。
随着掘进时间延
长，围岩移近速度将逐渐降低。
Ⅱ.掘巷引起的应力重新分布趋向稳定后，由于煤层一般具有流变性质，
巷道围岩仍保持一定变形速度。
Ⅲ.在上区段工作面超前支承压力作用下，围岩塑性区进一步扩大，围岩
变形增长较快。
Ⅳ.在工作面后方岩梁断裂前弯曲下沉及岩梁断裂后显著运动过程中，基
本顶岩梁运动迫使巷道顶板快速下沉，将造成很大的下沉量。
Ⅴ.在基本顶触矸后，随着采空区矸石压实，巷道围岩移近速度逐渐趋于
稳定。
Ⅵ.回采引起的顶板活动和应力分布趋向稳定后，巷道围岩保持一定的流
变速度。
Ⅶ.受下区段工作面回采影响时，由于支承压力叠加使煤柱塑性区显著增
大，引起巷道围岩变形。
留巷在整个服务期间的围岩变形量为：
u = u 0+ u1 + u 2+ u 3+ u4 +u5
u0一因掘巷破坏了原始平衡状态所产生的变形量，占总变形量的比例很小;
u1一超前支承压力作用下的巷道变形量，一般占总变形量的10%左右;
u2:一工作面后方岩梁弯曲沉降和显著运动过程的变形量，占总变形量的60%~70%左右，u3:一基本顶显著运动后压实矸石过程中的巷道变形量，一般占总变形量的5%~8%;
u4一巷道复用时工作面超前支承压力作用下的巷道变形量，一般占总变形量的20%左右; u5一巷道存在期间围岩流动变形总和
（2）沿空送巷(基本顶触矸后在内应力场中送巷)
基本顶触矸后在内应力场中送巷，巷道只受采空区矸石压缩和下区段工
作面回采的影响，其变形量为：u =u0+u3+u4+u5
计算题1、某采场直接顶厚度5.2m，初次垮落步距12.8m，悬顶距1m，采高2m，倾角12°，老顶厚6.4m，拱梁结构，初次来压步距25m，周压步距10 m，采场控顶距4m，试按照支的准则求各推进阶段的合理支护强度（给定变形）。
按照上面实例的条件，如果工作面采用单体支柱加铰接顶梁支护方式，支柱实际支撑能力为203kN/根，计算工作面正常推进期间支护密度和单体支柱的柱距（排距为1m）
支护密度：n = Pt/Rt= 248.6/203 = 1.22根/m2；
支柱柱距为：e = 1/(g·n) = 1/(1.22×1) ≈0.8m。
2、已知某工作面顶板来压前夕，顶板下沉量为200mm，来压结束时顶板下沉量为500mm，相对稳定步距6m，来压步距8m，控顶距为4.5m，采高为2.2m，KA=1.25，试求直接顶厚度？
Δh=500mm ；Δh’=200mm ；b=6m；C=8m；Lk=4.5m；h=2.2m；K A
=1.25
3、某综采工作面坚硬直接顶厚度4m，最大悬顶长5m，密度25kN/m，控顶距4m，支架合力作用点距煤壁3m。
顶板在支架处于初撑状态时在煤壁处断裂，实测初撑力沿倾斜合800 kN/m，求支架沿倾向每米承受的最大冲击载荷及动载系数。
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4、某采煤工作面直接顶厚度4m，由分层厚度200~300mm的页岩和粉砂岩组成，随采随冒。
实测基本顶岩梁为4m厚的细砂岩，周期来压步距9m，来压时没有明显的动压冲击。
直接底为页岩，厚度3m，较软。
煤层平均厚度为2m（一次采全高）。
来压前夕顶板下沉量为Δh0´=100mm，支架承载为p0´=0.11MPa，来压时顶板下沉量为Δh0=300mm（支柱钻底量为100mm），p0为0.225MPa。
工作面采用单体液压支柱支护，每根支柱额定工作阻力为245kN，工作面最大控顶距为4.0m。
试确定合适的工作面支护密度。