頂板管理技術(shù)(09.11.5安培中心課件

1、頂板管理技術(shù)與 案例綜合分析星沙 明城酒店2009.11.5 提 綱 1、加強(qiáng)頂板管理的重要性和緊迫性 2、頂板管理的一些基本概念 3、頂板管理技術(shù)簡(jiǎn)介 4、我省煤礦頂板管理的實(shí)踐 1、加強(qiáng)頂板管理的 重要性和緊迫性 一、近年頂板事故情況 1、19952001年 （7年） 全省煤礦死亡事故中，頂板事故起數(shù) 和死亡人數(shù)分別占事故總量的44和28。 對(duì)比：瓦斯事故占30和51。 2、20022005年 （4年） 全省煤礦死亡事故中：頂板事故起數(shù)和死亡人數(shù)分別占事故總量的55和 39.9。 CK：瓦斯事故分別占20和 36.2。 3、20062008年 （3年） 全省煤礦死亡事故中：頂板事故起數(shù) 和

2、死亡人數(shù)分別占總量的56和43。 CK：瓦斯事故分別占17.3和 36。 4、2009年19月，全省煤礦死亡 事故 130起，死亡196人，頂板事故分別 占58和48。 44% 55% 56% 58% 28 40 43 48 5、20032008年，頂板較大事故 21起，死亡68人，平均每年3.5起死亡11.3人，幾乎每季度發(fā)生1次頂板較大事故，死亡人數(shù)占全部較大事故死亡人數(shù)的10.7。 09.3.18辰溪蔣家坪井堅(jiān)硬頂板下采煤柱冒頂，死亡6人。 頂板事故起數(shù)和死亡人數(shù)已穩(wěn)操第一 （達(dá)到4348），占比呈連續(xù)上升態(tài)勢(shì)，較大事故每年均有發(fā)生。 二、頂板事故案例綜合分析 1、支護(hù)技術(shù)和理念落后 支

3、護(hù)落后，全省仍以木支護(hù)為主。支護(hù)材料、性能不同，支護(hù)效果不同。 支護(hù)理念落后，多數(shù)煤礦不掌握頂板管理基本理論，以“不變（木支護(hù)、砌碹巷道）應(yīng)萬(wàn)變”。 支架與支護(hù)方式不同，控頂效果不同 。 現(xiàn)有煤礦數(shù)量 生 產(chǎn) 礦 井采用壁式采煤方法煤礦采面采用木支護(hù)煤礦2007年底2008年11月底2007年底2008年11月底全省合計(jì) 110912617310381008 長(zhǎng)沙市29242929株洲市11500114114湘潭市15111515衡陽(yáng)市96129694郴州市2701126259244永州市25232525婁底市2502952229222邵陽(yáng)市1082628104104益陽(yáng)市15001515常德

4、市28662828懷化市62666262張家界3110103131自治州14221414湘煤集團(tuán)5130331711 2、隨心所欲，不按規(guī)程規(guī)范作業(yè) （1）技術(shù)素質(zhì)低，作業(yè)不規(guī)范 采掘后不及時(shí)支護(hù)、空頂作業(yè)，超高、超前采掘，亂采亂挖放“浮煤”； 0544長(zhǎng)沙市澄潭江煤礦75生平452采區(qū)做回采面開(kāi)切眼，作業(yè)人員放炮后空頂作業(yè)，黃某被突然掉下來(lái)的矸石打中頭部死亡。 05718漣源市龍?zhí)拎l(xiāng)新騰煤礦一上山巷道式采煤，沒(méi)有及時(shí)支護(hù)，當(dāng)頭來(lái)壓發(fā)生冒頂，將2名作業(yè)人員掩埋致死。 進(jìn)入工作面作業(yè)前或放炮后不“敲幫問(wèn)頂”； 05710瀏陽(yáng)澄潭江鎮(zhèn)橋頭煤礦在小槽大巷南翼維修，進(jìn)班時(shí)發(fā)現(xiàn)偽頂有點(diǎn)裂縫，認(rèn)為裂縫不大

5、，沒(méi)有必要處理下來(lái)，于是開(kāi)始砍樹(shù)架棚。正在架棚時(shí)，一塊1千多斤的矸石從頂板掉下，砸死1人。 處在不安全地點(diǎn)冒險(xiǎn)作業(yè)或休息； 05421漣源安平鎮(zhèn)新萬(wàn)三煤礦325工作面機(jī)巷吳某在處理頂板松石過(guò)程中，二塊重約200公斤的巖石打中吳的頭部，當(dāng)場(chǎng)死亡。 0572湘潭韶山億德煤礦在南大巷砌拱裝模。8點(diǎn)進(jìn)班后拖出2個(gè)拱子，拆了模板準(zhǔn)備裝模，裝好一邊后，楊某出去掛鉤，郭某便在拱下休息，此時(shí)頂部矸石垮落下來(lái)，將郭埋住致死。 維修巷道不按操作規(guī)程要求作業(yè)； 054 6安化縣清塘鋪鎮(zhèn)新勝開(kāi)發(fā)煤礦在維修巷道時(shí)，高某想把舊支護(hù)敲掉再裝新支護(hù)，在拆舊支護(hù)時(shí)發(fā)生冒頂，將高掩埋致死。 05620冷水江市巖口鎮(zhèn)新紅煤礦三石門(mén)

6、維修，大工陽(yáng)某在沒(méi)有加固維修地點(diǎn)的支架時(shí)，就拆換已變形的支架造成冒頂，將大工掩埋致死。 支柱支在浮煤上，軟底不“穿鞋”； 回柱放頂錘打斧砍，不用回柱絞車(chē)。 漣源七星街鎮(zhèn)峽山煤礦05924回收四石門(mén)運(yùn)輸巷木支架， 用斧頭撤支架時(shí)頂板冒落死亡1人。 （2）不按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施工作業(yè) 支柱規(guī)格小，棚距過(guò)大，支架之間 無(wú)穩(wěn)定措施，支護(hù)質(zhì)量差； 辰溪縣煤礦肖家溪井05414事故就存在支護(hù)材料直徑過(guò)小、梁柱未親口連接等原因。 加禾縣蘿卜安煤礦05911在225采區(qū)10沿煤回風(fēng)上山修理，修好4架棚子后正準(zhǔn)備抬櫨，新架的棚子垮塌掩埋2人致死。 破碎頂板背頂背幫不嚴(yán)實(shí)，頂幫內(nèi)空，來(lái)壓時(shí)突然垮塌； 05713漣邵塘沖煤

7、礦11237回采面補(bǔ)充風(fēng)巷掘進(jìn)，因當(dāng)頭空幫空頂，凌晨突然冒頂，將副隊(duì)長(zhǎng)吳某掩埋致死。 缺柱、折柱、無(wú)效支柱、斷梁等不及時(shí)補(bǔ)充更換； 傾斜巷道支架無(wú)迎山角（“順山棚”），壓力大的巷道不抬櫨，冒高巷道不接頂?shù)龋?分層開(kāi)采工作面不鋪假頂、不灑水灌黃泥漿； 不同類(lèi)型支架混合使用。 各種支架在頂板 下沉不同時(shí)期作用不相同，木柱一般允許最大下沉量為200毫米，若與單體液壓支柱混合使用，起初共同支撐頂板，中期木支柱發(fā)揮主要作用，當(dāng)頂板下沉量大于200毫米時(shí)，木支柱大部分折損。 3、管理上的缺陷 忽視必須的設(shè)計(jì)和有針對(duì)性的采、掘工作面作業(yè)規(guī)程； 巷道或回采工作面布置不合理，過(guò)于集中導(dǎo)致應(yīng)力集中，巷道上下重疊措

8、施不當(dāng)造成掉底； 04630慈利縣零陽(yáng)勝利煤礦在三號(hào)下山往礦車(chē)?yán)镅b煤的過(guò)程中突然底板垮落，致朱某死亡。 地質(zhì)、測(cè)量工作薄弱，巷道測(cè)量和填圖不及時(shí)，構(gòu)造變化和巷道位置不清； 有關(guān)頂板管理制度形同虛設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)章可循，工程質(zhì)量差，三違現(xiàn)象嚴(yán)重； 缺少頂板管理方面的安全教育和技術(shù)培訓(xùn)； 輕視巷道維修，巷道失修嚴(yán)重。 05426冷水江市漣溪礦業(yè)公司一工區(qū)270水平補(bǔ)二石門(mén) 5煤巷道失修嚴(yán)重，作業(yè)人員進(jìn)入巷道，李某的礦燈帶掛上斷梁引起冒頂，將李某掩埋致死。 4、環(huán)境條件制約 煤層賦存不穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜； 開(kāi)采造成圍巖應(yīng)力集中； 急傾斜煤層開(kāi)采、殘采、復(fù)采，環(huán)境條件差； 煤礦嚴(yán)重缺少采礦、地質(zhì)工程技術(shù)人員

9、； 06年全省煤炭行業(yè)采礦工程技術(shù)人員共2267人，其中采礦1064人，地質(zhì)241人；在煤礦企業(yè)的1622人，60分布在國(guó)有煤礦。攸縣150個(gè)煤礦，年產(chǎn)420萬(wàn)噸煤，其中148個(gè)非國(guó)有煤礦僅有1名科班的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。 采掘工人過(guò)度流動(dòng)，缺少熟練技術(shù)工人。 如：洪山殿公司05年末1890名工人，其中采掘778人，均無(wú)技術(shù)職稱(chēng)；初中及以下文化程度占75； 778名采掘工人中，從事采掘工作2年以下的占46；2004年招收476名采掘工人，到年底僅剩50人； 班組長(zhǎng)中30只有2年以下工作經(jīng)驗(yàn)。 09.10.16浦溪煤礦發(fā)生突出死亡8人，除1人31歲，其余均在38歲以上；3名采掘工人和一名抽放管子工均為

10、07.12以后入礦的。 礦井生產(chǎn)規(guī)模與百萬(wàn)噸死亡率之間的關(guān)系國(guó)有重點(diǎn)煤礦采煤機(jī)械化程度與百萬(wàn)噸死亡率關(guān)系 三、頂板管理從經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)的轉(zhuǎn)變 針對(duì)煤層賦存條件各異、工作面不斷推進(jìn)、構(gòu)造復(fù)雜多變的特點(diǎn)，進(jìn)行頂板控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。 1、頂板控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：研究和掌握各類(lèi)（個(gè)）具體煤層需要控制的上覆巖層范圍及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律（包括運(yùn)動(dòng)發(fā)生的時(shí)間和條件等）。 （1）不同類(lèi)型頂板事故往往與不同類(lèi)型的頂板結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)，分析頂板結(jié)構(gòu)特征，認(rèn)識(shí)和分析在該結(jié)構(gòu)下可能發(fā)生的頂板事故類(lèi)型和特點(diǎn)，是有針對(duì)性防治頂板事故的前提。 結(jié)構(gòu)面（弱面）對(duì)結(jié)構(gòu)的影響 （2）開(kāi)采引起的上復(fù)巖層破斷運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作面直接頂?shù)拿奥浠顒?dòng)有決定性影響。

11、 2、針對(duì)具體煤層條件選擇和用好支護(hù)手段：掌握各類(lèi)支架的特性及其在不同生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所能達(dá)到的有效支撐能力。 了解支護(hù)，選好支護(hù)，發(fā)展支護(hù)（單體液壓支柱、液壓切頂支柱、十字頂梁、前探梁等），用好支護(hù)，監(jiān)測(cè)支護(hù)（質(zhì)量）。 3、了解支架與頂板運(yùn)動(dòng)間的關(guān)系，確定支架對(duì)頂板的合理工作狀態(tài)，設(shè)計(jì)安全上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的頂板控制方案。 2. 頂板管理的一些基本概念 概念（礦山壓力控制，頂板管理） 概念的本質(zhì)特征描述 概念的適用條件 概念的特例 概念的例外 概念可能相互轉(zhuǎn)換及其轉(zhuǎn)化條件 如直接頂與老頂相互轉(zhuǎn)化基于以下原因：1、地質(zhì)條件變化。巖層厚度變小，原為老頂?shù)膸r層可能隨回柱冒落；巖層變厚，原垮落的巖層可能向老

12、頂轉(zhuǎn)化；大的斷層構(gòu)造，可以切割傳遞巖梁，使很大范圍的老頂向直接頂轉(zhuǎn)化。 2、采動(dòng)條件變化。增加采高，允許巖梁彎曲沉降的實(shí)際空間增大，老頂中的巖梁可能轉(zhuǎn)化為直接頂；降低采高，原直接頂可能轉(zhuǎn)化為老頂。 3、改變采空區(qū)頂板處理方法。采用充填，減少巖層彎曲沉降的運(yùn)動(dòng)空間，原直接頂轉(zhuǎn)化為老頂。 1、頂板和底板 煤層以上的巖層叫做頂板，煤層下 面的巖層叫做底板（直接在煤層下面的巖層叫直接底） 。 三種頂板： （1）偽頂：在煤層和直接頂之間， 有時(shí)存在一層厚度小于0.5米、隨采隨冒 的軟弱松散巖層。 常見(jiàn)的偽頂有炭質(zhì)頁(yè)巖，泥質(zhì)頁(yè)巖等。 （2）直接頂： 直接在煤層或偽頂上面，有一定強(qiáng)度， 并會(huì)隨回柱放頂而冒落

13、的巖層（在老塘已冒落、采場(chǎng)內(nèi)支架暫時(shí)支撐的頂板）。 常見(jiàn)的直接頂巖層有頁(yè)巖、砂頁(yè)巖等。 采煤工作面的直接維護(hù)對(duì)象是直接頂，直接頂?shù)姆€(wěn)定性對(duì)支架的選型、支護(hù)方式以 及對(duì)引起工作面冒頂常常起主導(dǎo)作用。 直接頂?shù)姆€(wěn)定程度取決于三個(gè)因素： 巖層本身的力學(xué)性質(zhì)； 直接頂巖層內(nèi)由于各種原因造成的層理和節(jié)理裂隙的發(fā)育程度； 直接頂?shù)姆€(wěn)定性（完整性）還受到上覆老頂來(lái)壓的影響。 綜合考慮前兩個(gè)因素，我國(guó)將直接頂 按穩(wěn)定性分為三種類(lèi)型： 不穩(wěn)定頂板 多數(shù)為分層厚度較?。?50mm）、強(qiáng)度低，原生裂隙發(fā)育，初次垮落步距小于8m，采空區(qū)內(nèi)形不成懸頂。 如頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、粉沙巖、再生頂板等。 對(duì)這種頂板如不及時(shí)支護(hù)，很

14、容易造成局部冒頂。 中等穩(wěn)定頂板 此類(lèi)直接頂多為分層厚度在250600mm的砂質(zhì)頁(yè)巖、厚層頁(yè)巖、粉砂巖、 泥質(zhì)石灰?guī)r等，巖層力學(xué)強(qiáng)度較大，有些巖層雖受到一系列裂隙所切割，但局部較完整，仍屬中等穩(wěn)定型。初次垮落步距一般為915（18）m。 這類(lèi)頂板，采前勿需提前支護(hù)，但采后必須及時(shí)支護(hù)；沿工作面分段放炮落煤。 穩(wěn)定（完整）頂板 分層厚度大（600mm），裂隙不發(fā)育，比較完整。這種頂板一般懸露面積大（初次垮落步距大于1518米），穩(wěn)定性好，不易發(fā)生局部冒頂，如砂巖、堅(jiān)硬的砂頁(yè)巖等。 這類(lèi)頂板采前勿需專(zhuān)門(mén)處理，采后也可不及時(shí)支護(hù)，可沿工作面全段放炮落煤。 （3）老頂（基本頂）：直接在直接頂上面、強(qiáng)度

15、比較大，厚度在1.5米以上，大面積暴露后才斷裂冒落的巖層。 老頂又指運(yùn)動(dòng)時(shí)采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)有明顯影響的傳遞巖梁的總合。它由明顯影響采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)的一組或幾組“傳遞巖梁”組成（該巖梁在工作面推進(jìn)中能始終保持向煤壁前方和老塘矸石上傳遞作用力）。 常見(jiàn)的老頂巖層有砂巖、石灰?guī)r、砂礫巖等。 老頂?shù)氖Х€(wěn)和來(lái)壓不僅對(duì)直接頂?shù)姆€(wěn)定性有直接影響，而且對(duì)支護(hù)強(qiáng)度、支架具備的可縮量以及選擇采空區(qū)處理方法等，都起著決定性作用。 在采用全部垮落法的工作面中，在相同采高時(shí)，一般情況下老頂對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)的影響，主要取決于老頂離煤層的距離、冒落的直接頂充填原來(lái)由直接頂和煤層所占空間的程度。老頂距煤層越遠(yuǎn)，采高越小，則老頂來(lái)壓越

16、不明顯。 通常，把直接頂厚度M與采高h(yuǎn)之比N（NM/h）作為衡量老頂對(duì)礦壓顯現(xiàn)影響程度的指標(biāo)，也是老頂分級(jí)的重要指標(biāo)。 一般認(rèn)為： 級(jí)基本頂，N5，稱(chēng)無(wú)周期來(lái)壓或周期來(lái)壓不明顯的頂板，這時(shí)老頂?shù)目迓渑c錯(cuò)動(dòng)對(duì)工作面的支架無(wú)多大影響。 級(jí)基本頂，2N5，為有周期來(lái)壓頂板，老頂?shù)氖Х€(wěn)對(duì)工作面支架有較為嚴(yán)重的影響。 級(jí)老頂，N2，甚至沒(méi)有直接頂，為周期來(lái)壓嚴(yán)重的頂板，這時(shí)老頂懸露與垮落都將對(duì)工作面支架有嚴(yán)重的影響。 級(jí)老頂，即特別堅(jiān)硬，又無(wú)直接頂，這時(shí)常出現(xiàn)采空區(qū)內(nèi)頂板上萬(wàn)平方米不冒落，當(dāng)其垮落時(shí)，常形成暴風(fēng)，頂板沿工作面煤壁切落，造成重大事故。 老頂無(wú)明顯周期來(lái)壓 三種情形：一是老頂巖梁強(qiáng)度低，初次

17、來(lái)壓步距25m，周期來(lái)壓步距小于8m；其二是厚煤層下分層開(kāi)采；三是冒高大，充填效果好，允許老頂運(yùn)動(dòng)空間小。（N35） 老頂周期來(lái)壓明顯 （N 0.335） 老頂初次來(lái)壓步距一般為2545m，周期來(lái)壓步距為815m，組成老頂巖梁數(shù)目一般12個(gè)。堅(jiān)硬巖梁位于上方時(shí)，須避免堅(jiān)硬巖梁對(duì)對(duì)下位巖梁產(chǎn)生動(dòng)壓沖擊。 老頂周期來(lái)壓強(qiáng)烈 組成這類(lèi)老頂巖梁多為厚層砂巖、中粒石英砂巖等，強(qiáng)度高，初次來(lái)壓步距45m，老頂為一個(gè)或多個(gè)巖梁組成。日常頂板管理中，必須進(jìn)行來(lái)壓及頂?shù)装迩闆r的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。 頂板管理主要是管好直接頂和老頂。當(dāng)直接底過(guò)于軟弱時(shí)，會(huì)給頂板管理帶來(lái)一定的困難。 2、上覆巖層運(yùn)動(dòng)形成的三種力 （1）礦山壓

18、力 煤（巖）體采出以后，形成采動(dòng)空間，圍巖就要向采動(dòng)空間運(yùn)動(dòng)（變形和位移）。這種采動(dòng)后存在于圍巖之中（圍巖內(nèi)部 應(yīng)力）又促使圍巖運(yùn)動(dòng)（作用于圍巖邊界上的外力）的力叫做礦山壓力。 礦山壓力的形成是由于采動(dòng)引起的，采動(dòng)引起礦山壓力的存在是絕對(duì)的。 在礦山壓力作用下，圍巖發(fā)生運(yùn)動(dòng)（包括兩幫、頂板和底板位移、變形和破壞），以及由此產(chǎn)生的支架受力或變形等明顯的壓力現(xiàn)象叫礦山壓力顯現(xiàn)。 例如：頂板下沉、垮落，底板隆起，片幫；支架變形和折損等。 礦山壓力顯現(xiàn)是礦山壓力作用的結(jié)果和外部表現(xiàn)，是相對(duì)的、有條件的。存在礦山壓力不一定有明顯顯現(xiàn)。如圍巖因承受壓力大小、自身強(qiáng)度、受力狀態(tài)不同而運(yùn)動(dòng)發(fā)展程度不同；支架受

19、力與變形 程度也與支架的力學(xué)性質(zhì)、支架對(duì)圍巖運(yùn)動(dòng)的抵抗程度以及圍巖來(lái)壓時(shí)間和支架所處地點(diǎn)有關(guān)。 衡量礦壓顯現(xiàn)程度的指標(biāo)： 頂板下沉量：指煤壁到采空區(qū)邊緣裸露的頂?shù)装宓南鄬?duì)移近量。 實(shí)際測(cè)定是在回采工作面煤壁剛剛懸露的頂板處設(shè)置測(cè)桿。 頂板下沉速度：指單位時(shí)間內(nèi)的頂?shù)装逡平?，該指?biāo)反映頂板活動(dòng)的劇烈 程度。 支柱變形與折損。隨著頂板的下沉，采煤工作面支柱受載也逐漸增加，柱帽變形和支柱折損多少。 頂板破碎情況。常以單位面積中冒落頂板面積所占的百分?jǐn)?shù)表示頂板破碎情況。 局部冒頂：工作面出現(xiàn)的局部塌落。 采煤工作面頂板沿煤壁切落（大面積冒頂）。 此外，還有煤壁片幫、支柱插入底板、底鼓等一系列反映礦壓

20、顯現(xiàn)的現(xiàn)象。 采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的基本規(guī)律： 直接頂?shù)目迓洌撼Ｖ该案邽?1.5米、范圍超過(guò)工作面全長(zhǎng)一半的冒落。自開(kāi)切眼起，直接頂?shù)牡谝淮慰迓浣兄苯禹敵醮慰迓?。此時(shí)工作面煤壁至開(kāi)切眼的距離稱(chēng)作直接頂初次垮落步距。直接頂初次垮落步距 一般為620米。 直接頂初次垮落以后，隨著工作面不斷向前推進(jìn)，新暴露出的頂板要及時(shí)支護(hù)，工作面采空側(cè)的支柱要不斷回撤，直接頂將不斷垮落，這一過(guò)程叫回柱放頂。 老頂初次來(lái)壓： 當(dāng)老頂?shù)谝淮螒衣哆_(dá)到極限跨距，發(fā)生失穩(wěn)斷裂而產(chǎn)生的工作面頂板大規(guī)模來(lái)壓，稱(chēng)為老頂?shù)某醮蝸?lái)壓。老頂初次來(lái)壓一般比較突然。 老頂初次垮落時(shí)，工作面煤壁距開(kāi)切眼的距離（由開(kāi)切眼到初次來(lái)壓時(shí)工作面推進(jìn)的

21、距離）叫做老頂?shù)某醮蝸?lái)壓步距。 一般為2035米，有的礦區(qū)可達(dá)到5070m，甚至更大。 老頂初次來(lái)壓實(shí)現(xiàn)之后的模型 老頂?shù)闹芷趤?lái)壓： 老頂初次來(lái)壓后，隨著工作面的繼續(xù)推進(jìn)，老頂巖梁周期性折斷下沉，工作面周期性地出現(xiàn)頂板下沉加快，下沉量變大，支柱載荷普遍增加，煤壁可能?chē)?yán)重片幫，支柱折斷，以及頂板臺(tái)階下沉等來(lái)壓現(xiàn)象，叫做老頂?shù)闹芷趤?lái)壓。 老頂巖梁周期折斷的距離叫做老頂周期來(lái)壓步距，一般為老頂初次來(lái)壓步距的1/4 1/2。 （2）支承壓力 巷道開(kāi)掘后在其周邊會(huì)形成應(yīng)力集中，集中系數(shù)介于23之間。 作用于采場(chǎng)四周煤（巖）體上垂直方向上的壓力稱(chēng)為支承壓力。即在煤層內(nèi)開(kāi)掘開(kāi)切眼或進(jìn)行回采而形成的垂直方向上

22、的集中應(yīng)力（它是礦山壓力的組成部分）。 煤體邊緣在支承壓力作用下，按其變形特征可分為以下四個(gè)區(qū)域： 小于原巖應(yīng)力的松弛區(qū)（減壓區(qū)）。松弛區(qū)的寬度視煤層厚度、煤質(zhì)軟硬及圍巖性質(zhì)而不同，一般在5m以?xún)?nèi)。 應(yīng)力升高的塑性變形區(qū)（增壓區(qū)）。塑性變形區(qū)的寬度取決于開(kāi)采深度、回采引起的支承壓力集中系數(shù)、煤層厚度和煤質(zhì)軟硬等因素，并隨著工作面推進(jìn)和采動(dòng)影響時(shí)間的延續(xù)而發(fā)展，一般為512m。 彈性變形區(qū)。彈性變形區(qū)是由最大壓力逐漸過(guò)渡到壓力穩(wěn)定的區(qū)段，其范圍可由2025m 變化至3540m。 原巖應(yīng)力區(qū)（穩(wěn)壓區(qū)）。再進(jìn)一步深入煤體， 支承壓力受采動(dòng)影響極小，甚至可忽略不計(jì)，一般視為處于原巖應(yīng)力狀態(tài)。 支承壓力

23、對(duì)開(kāi)采煤層、頂?shù)装?、相?煤層及其應(yīng)力范圍內(nèi)的巖層都會(huì)產(chǎn)生很大影響。通常，支承壓力會(huì)引起底鼓、片幫、冒頂?shù)龋ㄖС袎毫︼@現(xiàn)）。在開(kāi)采煤層群時(shí)，支承壓力的影響更大。在時(shí)間和空間上，支承壓力的顯現(xiàn)和變化非常復(fù)雜。如何根據(jù)工作面的圍巖和開(kāi)采條件，研究支承壓力，選擇合理的巷道布置（位置、時(shí)間）和支護(hù)方式，是頂板管理的重要內(nèi)容之一。 （3）頂板壓力 頂板壓力是指由頂板重量或下沉等原因，在支架上反映出來(lái)的力。 工作面支架的工作阻力是用來(lái)對(duì)付頂板壓力的。如果支架不讓頂板下沉，則頂板壓力有時(shí)會(huì)很大很大，既不經(jīng)濟(jì)也不可能；因此支架除了必須具備一定的支撐能力外，還必須有一定的可縮性，以適應(yīng)頂板的下沉。 目前較普遍用

24、經(jīng)驗(yàn)法來(lái)確定頂板壓力，即頂板壓力P為4至8倍采高巖重： P（48）Mr 噸/米 式中：M煤層采高，米 r 頂板平均容重，噸/米 應(yīng)用此公式要考慮直接頂?shù)暮穸?，直接?厚時(shí)取小的系數(shù)，直接頂薄時(shí)取大的系數(shù)。頂板壓力的大小還與采用的采空區(qū)處理方法有關(guān)系，用充填法或緩慢下沉法時(shí)比用垮落法時(shí)小。 （4）支柱的初撐力、有效支撐力 支柱的初撐力是指支柱對(duì)頂?shù)装宓闹鲃?dòng)支撐力。如人工打緊支柱（摩擦式） 一般為200公斤，絲桿升柱器一般為800 公斤，液壓升柱器（液壓槍?zhuān)?5噸。主動(dòng)預(yù)緊力，用來(lái)增加頂板層間接觸應(yīng)力防止頂板過(guò)早離層。 有效支撐力是指支柱在支護(hù)期間，即頂板下沉期間支柱的實(shí)際工作阻力。 3. 頂板

25、管理技術(shù)簡(jiǎn)介 隨著工作面的不斷推進(jìn)，頂板暴露面積不斷擴(kuò)大。為了控制采場(chǎng)礦山壓力和頂?shù)装鍑鷰r移動(dòng)，必須進(jìn)行安全可靠且經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)。對(duì)其余那部分不需要的采空區(qū)，也必須進(jìn)行及時(shí)處理，以減輕頂板對(duì)工作面的壓力。因此，回采工作面的支護(hù)和采空區(qū)處理是頂板管理的主要內(nèi)容。 一、適用礦山壓力控制技術(shù) 回采工作面頂板控制設(shè)計(jì)（思路） 1、回采工作面頂板信息采集和分析 強(qiáng)度、厚度、裂隙情況，來(lái)壓情況 2、支架工作特性及實(shí)際支撐能力分析 木支護(hù)各向異性：縱向比橫向剛性大，可縮量小； 單體液壓支柱初撐力大，恒阻 3、單體支柱工作面頂板控制設(shè)計(jì) （1）頂板處理方法選擇 全部垮落法、頂板強(qiáng)度弱化法（深孔爆破強(qiáng)制放頂、頂

26、板預(yù)注水軟化）、采空區(qū)充填法、刀柱式管理、緩慢下沉 （2）支架設(shè)計(jì)工作狀態(tài)的確定 支架對(duì)頂板可處于“給定變形”和“限定變形”兩種工作狀態(tài)。 如：對(duì)直接頂采用“定載荷”設(shè)計(jì)工作狀態(tài)，即要求支架能完全承擔(dān)住直接頂運(yùn)動(dòng)時(shí)的作用力，保證直接頂與老頂巖梁之間不離層。 又如：老頂為單一巖梁，若其運(yùn)動(dòng)使工作面內(nèi)的最大頂板下沉量比較小時(shí)，應(yīng)對(duì)巖梁運(yùn)動(dòng)采取“讓”的“給定變形”工作狀態(tài)； 如果老頂運(yùn)動(dòng)使頂板最大下沉量比較大時(shí)，若不限制巖梁運(yùn)動(dòng)，則工作面支架會(huì)因活柱縮量超限而被壓死，直接頂會(huì)因下沉過(guò)大加劇破碎，工作面可能會(huì)出現(xiàn)動(dòng)壓沖擊，在這種頂板條件下，應(yīng)對(duì)巖梁運(yùn)動(dòng)采取“限定變形”工作狀態(tài)設(shè)計(jì)。 （老頂為兩個(gè)巖梁的

27、見(jiàn)下圖） 支架工作狀態(tài)設(shè)計(jì)是決定控制頂板效果的關(guān)鍵。 要求：工作面上位巖梁在工作面上前方裂斷前，下位巖梁應(yīng) 處于 “貼緊狀態(tài)” （安全阻力原則） 下位巖梁來(lái)壓完成后支架不被壓死 （安全縮量原則） （3）控頂距的選擇 正確選擇控頂距是控頂區(qū)內(nèi)頂板維護(hù)狀況的核心問(wèn)題。控頂距大小除首先滿(mǎn)足行人、運(yùn)輸和通風(fēng)要求外，還需考慮： 控頂方式的影響：若支架按“給定變形”狀態(tài)工作，支架主要承擔(dān)直接頂重量，這時(shí)應(yīng)縮小控頂距，以減小直接頂對(duì)支架的作用力。若按“限定變形”則適當(dāng)加大控頂距，使支護(hù)反力合力點(diǎn)后移（向老塘移），提高對(duì)老頂運(yùn)動(dòng)控制效果。 對(duì)于支柱初撐力較低的工作面，直接頂放頂期間適當(dāng)加大控頂距，有利于提高控

28、頂效果。 直接頂穩(wěn)定狀況的影響：控頂距大小的選擇取決于直接頂?shù)姆€(wěn)定狀況。 直接頂比較松軟，分層厚度小，或開(kāi)采厚煤層下分層時(shí)，應(yīng)縮小控頂距，提高對(duì)靠近煤壁端面頂板的支撐能力；直接頂較堅(jiān)硬，應(yīng)適當(dāng)加大控頂距（最大控頂距45.5m），在靠老塘排加密集支柱，有利于直接頂在采空區(qū)內(nèi)冒落。 （4）支護(hù)選擇（包括支柱的特性參數(shù)、支護(hù)方式等） 主要取決于工作面上復(fù)頂板巖層的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)幅度、穩(wěn)定狀況以及支架對(duì)頂板運(yùn)動(dòng)所采取的工作狀態(tài)。 支柱類(lèi)型：其工作特性應(yīng)與支架控頂狀態(tài)相協(xié)調(diào)。在“給定變形”狀態(tài)下，支柱的可縮量應(yīng)大于控頂區(qū)內(nèi)最末排處的最大頂板下沉量；在“限定變形”狀態(tài)下，應(yīng)提高支柱初撐力和工作阻力，以有效

29、限制控頂區(qū)上方直接頂與老頂間的離層，促使懸頂在控頂區(qū)后方裂斷垮落。 木支護(hù)對(duì)管理來(lái)壓比較明顯的工作面頂板是極不利的。 支護(hù)方式：以直接頂?shù)姆€(wěn)定狀況為依據(jù)。 直接頂完整、不受裂隙切割可帶帽點(diǎn)柱； 直接頂中等穩(wěn)定及以下時(shí)可棚子支護(hù)； 直接頂強(qiáng)度較高、懸頂周期性裂斷時(shí)應(yīng)選用密集切頂支護(hù)。 （5）合理支護(hù)密度計(jì)算 n = PT / RT 棵/m PT 合理支護(hù)強(qiáng)度，噸/ m RT 支架在工作面的實(shí)際支撐能力， 噸/棵 確定各類(lèi)頂板的合理支護(hù)強(qiáng)度 對(duì)一般類(lèi)型頂板（直接頂和老頂同時(shí)存在），支護(hù)設(shè)計(jì)必須同時(shí)滿(mǎn)足對(duì)直接頂和老頂?shù)目刂埔蟆?A、按直接頂?shù)谝淮慰迓洳骄喙浪闼柚ёo(hù)強(qiáng)度； B、按老頂初次來(lái)壓估算所

30、需支護(hù)強(qiáng)度； C、按正常推進(jìn)階段估算所需支護(hù)強(qiáng)度。 步驟： A、提高實(shí)測(cè)取得下列參數(shù)： 老頂來(lái)壓前夕支架承載值MPa，老頂來(lái)壓完成時(shí)刻最大承載值，老頂來(lái)壓前夕頂板下沉量mm，老頂來(lái)壓結(jié)束時(shí)最大頂板下沉量； B、確定直接頂厚度（可采用經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或利用冒高公式推算）、老頂巖梁數(shù)目及各巖梁厚度（結(jié)合鉆孔確定）； C、確定位態(tài)常數(shù)KA（或K0）； D、寫(xiě)出位態(tài)方程； E、根據(jù)控頂要求，結(jié)合具體頂板條件，利用位態(tài)方程計(jì)算合理支護(hù)強(qiáng)度。 支架在井下的實(shí)際支撐能力 支柱在支護(hù)過(guò)程中的實(shí)際支撐能力，是指把頂板控制在要求的“位態(tài)”（以最大控頂距處的沉量表示）時(shí)， 所有支柱能夠達(dá)到的工作阻力平均值。由于受直接頂?shù)装?/p>

31、抗壓入強(qiáng)度（如鉆底）、輔助支護(hù)結(jié)構(gòu)壓縮（如柱帽）、支設(shè)質(zhì)量（如支柱漏液、初撐力小、升柱時(shí)間不足），支柱承載不均等因素影響，支柱有效支撐能力遠(yuǎn)比支柱額定工作阻力（單體支柱一般都在30噸左右）小。 一般建議考慮系數(shù)：木支護(hù)為6070，微增阻支柱6575，恒增阻（單體液壓支柱）8090。 二、頂板事故防治技術(shù) （一）常見(jiàn)的頂板事故 1、漏垮型冒頂：已破碎的頂板沒(méi)有得到有效支護(hù)而冒落導(dǎo)致的冒頂。包括局部漏冒型冒頂，大面積漏冒型冒頂?shù)取?局部冒頂事故的原因及實(shí)現(xiàn)條件分析： 原因：未及時(shí)支護(hù)已破壞的直接頂板發(fā)生冒落。 實(shí)現(xiàn)條件： 存在破碎、復(fù)合頂板；存在內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)；未及時(shí)支護(hù)。 發(fā)生時(shí)間及地點(diǎn)：采煤過(guò)程中，

32、特別是爆破后出煤；單體支柱工作面回柱放頂過(guò)程中。 2、推垮型冒頂 由平行于層面方向 的頂板力推倒采煤工作面支架而導(dǎo)致的冒頂。 包括復(fù)合頂板推垮型冒頂；金屬網(wǎng)下推垮型冒頂；采空區(qū)冒矸沖入采煤工作面的推垮型冒頂。 推垮型事故分析： 原因 a.直接頂離層，沿工作面斷裂； b.支護(hù)初撐力不足，方式不合理。 實(shí)現(xiàn)條件 游離“自由六面體”的形成且支撐結(jié)構(gòu)不穩(wěn) a.特別當(dāng)煤層傾角較大時(shí)； b.頂板離層； 表現(xiàn)在產(chǎn)生一定的頂?shù)装逡平?c.頂板裂斷來(lái)壓； D.傾斜方向斷層切割，下方發(fā)生局部冒頂； E.支護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)。如不順山勢(shì)、無(wú)支架穩(wěn)定性措施 發(fā)生時(shí)間及地點(diǎn) 直接頂板第一次裂斷或周期性裂斷時(shí)刻。直接頂運(yùn)動(dòng)引起

33、推垮型頂板事故發(fā)生原因及實(shí)現(xiàn)條件分析 3、壓垮型冒頂 由垂直于層面方向 的頂板力壓壞采煤面支架而導(dǎo)致的冒頂。 包括老頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂，厚層 難冒頂板大面積冒頂，直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂。 此外，也有可能出現(xiàn)綜合型冒頂。 壓垮型事故分析： 原因 a.支護(hù)阻抗力不足 b.支護(hù)縮量不夠 實(shí)現(xiàn)條件 a.老頂來(lái)壓前，直接頂或下位巖梁離層 （支護(hù)阻抗力不足） b.老頂沿煤壁切斷（在內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)支承） c.老頂來(lái)壓沖擊 發(fā)生時(shí)間及地點(diǎn) 堅(jiān)硬上位巖梁裂斷來(lái)壓時(shí)刻壓垮型頂板事故發(fā)生原因及實(shí)現(xiàn)條件分析回采工作面頂板事故分類(lèi)小范圍局部冒頂大 面 積 切 頂直 接 頂 破 碎直 接 頂 運(yùn) 動(dòng)老 頂 運(yùn) 動(dòng)推 垮 型壓

34、 垮 型采煤過(guò)程中事故放頂過(guò)程中事故沿 傾 斜 方 向向 煤 壁 方 向向 老 塘 方 向向 煤 壁 方 向向 老 塘 方 向沖擊推垮型（砸垮型）壓 垮 型 （二）控制頂板的“三字”支護(hù)要訣 支、護(hù)、穩(wěn) 1、支得起。 就是要求支架在工作全過(guò)程中能夠支 撐住頂板所施加的壓力，這里包括支撐力和可縮量?jī)煞矫妗Ｈ绻Ъ苤瘟Σ粔?，支撐不了頂板壓力而被損壞，就無(wú)法再支撐頂板；如果支架可縮量不夠，適應(yīng)不了頂板下沉而被損壞，也無(wú)法再支撐頂板，從而導(dǎo)致壓冒型冒頂。 老頂來(lái)壓時(shí)，頂板施加在支架上的壓力比平時(shí)大得多，頂板下沉量也比平時(shí)大，因此，支得起主要是對(duì)直接頂而言，而對(duì)老頂，要利用支架的可縮量來(lái)適應(yīng)。單體液壓

35、支柱和微增阻式摩擦金屬支柱的可縮量大，只要選型合理和密度合適，一般就能支得起頂板。木支柱由于可縮量太小，不能適應(yīng)老頂來(lái)壓時(shí)頂板下沉量大而被破壞（集中載荷大的支柱首先被壓斷，然后載荷轉(zhuǎn)移，各個(gè)擊破），從而失去對(duì)頂板的支撐能力（直徑16cm以上的木支柱，其最大工作阻力也可達(dá)到350kN以上，支撐力并不比單體摩擦金屬支柱低）。因此，使用木支架的工作面，當(dāng)老頂來(lái)壓，要特別注意防止工作面被壓垮的問(wèn)題。 2、護(hù)的好 所謂護(hù)得好，一方面要求采煤工作面 支架能控制住采煤工作面的頂板使其一點(diǎn)都不冒落；另一方面應(yīng)保證回柱工人在有支護(hù)的地點(diǎn)進(jìn)行工作，既護(hù)頂又護(hù)人。 如果護(hù)不好，則可能發(fā)生漏冒型冒頂。直接頂破碎的煤層

36、，以及靠煤壁附近、工作面上下出口、斷層破碎帶附近，應(yīng)特別注意漏冒問(wèn)題。 當(dāng)采用單體支架時(shí)，對(duì)完整的直接頂使用戴帽頂柱即可； 對(duì)中等穩(wěn)定的直接頂，應(yīng)使用棚子（頂梁應(yīng)垂直裂隙布置）； 對(duì)破碎的直接頂，則頂梁上要加背板，甚至要背嚴(yán)； 對(duì)于特別破碎的直接頂，用炮采時(shí)還需要掏梁窩超前支護(hù)。 3、穩(wěn)得住 所謂穩(wěn)得住，就是要求采面支架具有 抵抗來(lái)自層面方向推力的能力。一旦頂板要沿層面方向運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，支架能抵抗得住，不至于被推垮。通常，煤層傾角越大，對(duì)支架穩(wěn)定性的要求也越高。穩(wěn)得住主要是針對(duì)直接頂?shù)?，也有針?duì)老頂?shù)摹Ｈ绻€(wěn)不住，則可能導(dǎo)致推冒型冒頂。提高支架的初撐力，防止下位巖層與上位巖層離層，是實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)得住

37、”的重要措施。 以下幾種情況，要特別注意支架的穩(wěn)定性： 復(fù)合型頂板，且煤層傾角又較大。 頂板中存在由斷層、裂隙、層理等切割而形成的大塊游離巖塊，回柱后游離巖塊就會(huì)旋轉(zhuǎn)，從而推倒采煤工作面支架導(dǎo)致冒頂。 在金屬網(wǎng)假頂下回柱放頂時(shí)，若網(wǎng)上有大塊游離巖塊。 當(dāng)老頂急劇下沉?xí)r，可能迫使直接頂推倒采煤面支架而冒頂。在斷層帶附近也有類(lèi)似情況。 4、從不同的煤層頂板條件和傾角條件考慮支、護(hù)、穩(wěn) 當(dāng)老頂來(lái)壓比較強(qiáng)烈、直接頂很完整、煤層傾角又很小時(shí)，注意考慮支得起問(wèn)題。 對(duì)于來(lái)壓不明顯，直接頂比較破碎、煤層傾角又不大時(shí)，注意考慮護(hù)好直接頂。 當(dāng)老頂來(lái)壓比較強(qiáng)烈，直接頂比較 破碎，煤層傾角又很小時(shí)，既要考慮支，又

38、要考慮護(hù)。 當(dāng)老頂來(lái)壓比較強(qiáng)烈，直接頂比較破碎，煤層傾角又比較大時(shí)，則對(duì)采煤面支架的支、護(hù)、穩(wěn)都要考慮。 5、從采煤工作面中的不同地點(diǎn)考慮 三者要求。 靠煤壁附近的空間應(yīng)特別注意護(hù)。 放頂線(xiàn)附近應(yīng)特別注意支與穩(wěn)。 對(duì)上下出口處同時(shí)要注意支、護(hù)、穩(wěn)。 4. 我省煤礦頂板管理實(shí)踐 防治頂板事故是一項(xiàng)系統(tǒng)工程 、巷道布置和采煤方法的改革 、全面推行支護(hù)改革 發(fā)展支護(hù)（1）巖石巷道： 光面爆破錨噴網(wǎng)（2）回采巷道：三局一礦1988年U型鋼可縮支架為，90年33344架，支護(hù)20244米，另金屬棚73826米（3）軟巖巷道和壓力大的巷道：先柔（可縮）后剛（4）回采工作面：三局一礦1985年末139個(gè)回采

39、面，單體油柱個(gè)，摩支53個(gè)，木支84個(gè)；91年末140個(gè)面，單體油柱116個(gè)，在籍油柱118600根。 、礦壓觀(guān)測(cè)，老頂來(lái)壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) 、技術(shù)管理，規(guī)范作業(yè)規(guī)程的編制，作業(yè)規(guī)程競(jìng)賽評(píng)比、開(kāi)展質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作：工程質(zhì)量、支護(hù)質(zhì)量、工作質(zhì)量旅館化宿舍花園式礦山，和工資、獎(jiǎng)勵(lì)掛鉤、職工培訓(xùn)、班前會(huì)教育和交接班制度、技術(shù)比武技術(shù)能手技術(shù)等級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)檢查 謝 謝 ！ 三、掘進(jìn)巷道的頂板控制技術(shù) 采掘工作面是在地下移動(dòng)的工作空間。隨著采掘工作面的推進(jìn)，工作面上覆巖層發(fā)生變形和移動(dòng)，采場(chǎng)應(yīng)力重新分布。為了保證工作面作業(yè)的安全，必須對(duì)周?chē)鷩鷰r進(jìn)行支護(hù)，對(duì)工作面采動(dòng)以后所形成的礦山壓力加以控制。如何根據(jù)工作面的圍巖和

40、開(kāi)采條件，研究支承壓力，選擇合理的巷道布置和支護(hù)方式，是頂板管理的重要內(nèi)容之一。 1、“支架?chē)鷰r”原理 從力學(xué)性質(zhì)看，巖石兼有彈性和塑性。開(kāi)掘巷道后，如果巖石還處在彈性變形或塑性變形階段，而沒(méi)有被破壞的時(shí)候，本身還能承載，并和巷道支架一起來(lái)維護(hù)所需要的巷道空間，這就是所謂的巷道圍巖與支架共同承載。在“支架?chē)鷰r”力學(xué)平衡系統(tǒng)中，圍巖通常承受著大部分的巖層壓力，而支架卻只承擔(dān)其中的一小部分。 因此，只靠支架的支撐力，欲使巷道 圍巖一點(diǎn)也不向巷道空間擠壓，既不經(jīng)濟(jì)也不可能。巷道支架必須有一定可縮性，允許圍巖有一定變形而減輕支架所受的力，同時(shí)支架還必須有一的支撐力，使圍巖不至于破壞，以充分利用圍巖的承

41、載能力。當(dāng)然，支架可縮性的大小，應(yīng)因情況而異。如果巷道圍巖只處在彈性變形階段，不需要支架有多大的可縮性；如果巷道圍巖比較軟弱，塑性變形量較大，就需要可縮性比較大的支架。 2、巷道圍巖對(duì)巷道維護(hù)的影響 在堅(jiān)硬的巖石中開(kāi)掘巷道，由于巖石本身處在彈性變形階段，承載能力大，支架所受的力很小，甚至可以不用支架支護(hù)。 在軟弱的巖石中開(kāi)掘巷道，由于巖石多處在塑性變形階段，會(huì)不斷向巷道空間擠壓，本身承載能力又不大，因此支架受力就比較大。 如果巷道周?chē)鷰r石已經(jīng)破壞，本身無(wú)承載能力，需要靠支護(hù)抵抗全部因圍巖破壞、松脫而形成的擠壓力，則支架受力將很大，巷道維護(hù)困難。 由于巷道圍巖巖性的不均一性，構(gòu)造應(yīng)力的復(fù)雜性，有

42、些巷道頂壓大，有些巷道側(cè)壓大，有些巷道還有底鼓現(xiàn)象，還可能是上述幾種壓力的組合。 因此，支架還必須適應(yīng)不同的情況，既要有足夠的支撐力，又要有適宜的可縮性，即“剛?cè)帷辈⒋妫叭釀偂边m度。 3、選擇巷道支護(hù)的基本思路 合理的支護(hù)方式應(yīng)充分利用圍巖的自承力，既經(jīng)濟(jì)又可靠。 要在保證安全的前提下合理利用圍巖的自承力。 為了利用圍巖的自承力，就要允許圍巖產(chǎn)生某種變形，這種變形會(huì)使圍巖中的能量得到一定釋放，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)摹靶遁d作用”，這將有利于減少支架承載。同時(shí)，這種變形又應(yīng)當(dāng)是有限制的，不能允許它發(fā)展到有害或危險(xiǎn)的程度。 合理利用圍巖的自承力的途徑是使支架與圍巖在相互約束的狀態(tài)下共同承載。 為充分利用圍巖的自承力，同時(shí)又要保證不導(dǎo)致圍巖松動(dòng)破壞，可行的辦法之一就是使巷道支架向圍巖提供一定的阻力，使得圍巖在承受一定支架阻力的條件下有限制地向巷道空間內(nèi)變形（受控變形）；與此同時(shí)，支架本身也將受到圍巖抗力的作用而產(chǎn)生一定的變形。 即：巷道支架可以起到調(diào)節(jié)與控制圍巖變形的作用，但它應(yīng)在圍巖松動(dòng)和破壞以前安設(shè)，以便使支架在圍巖尚保持自承能力的情況下與圍巖共同承載，而不是等圍巖已發(fā)生松散、