平顶山矿区综采面顶板稳定性的沉积模式

本文讨论平顶山矿区综采工作面顶板的沉积特征、稳定性及二者关系。研究表明，煤层顶板的沉积环境控制综采工作面顶板的整体稳定性及其展布规律，构造条件等因素影响顶板稳定性的局部变化。在三角洲平原沉积构成的顶板中，分流河道砂岩是稳定性最好的顶板类型，属稳定顶板；厚层分流间湾泥岩顶板的稳定性次之，为中等稳定类型；越岸砂泥互层顶板和薄层分流间湾泥岩－分流河道砂岩顶板相对较差，前者属不稳定顶板，后者以不稳定至极不稳定为特征。在碎屑障壁海岸沉积构成的顶板中，厚层泻湖泥岩顶板相对较好，属中等稳定类型，泻湖泥岩－小型潮道砂体混合顶板的稳定性较差，以不稳定至极不稳定为特征。     

综放工作面顶板灾害类型和发生机制及防治技术

综放工作面采出煤层厚度大，上覆岩层活动空间大，易发生顶板事故。为理解综放工作面顶板灾害发生机制，统计分析了部分煤矿综放工作面顶板灾害案例，按顶板条件及灾害特征将综放工作面顶板灾害分为松软顶板大面积切顶压架和坚硬顶板大面积垮落及压架2类。分别以崔木煤矿和曹家滩煤矿综放工作面为例，分析了2类顶板灾害发生特点，提出了相应顶板灾害发生机制：松软顶板工作面顶板胶结性弱，支架实际刚度不足致使顶板在煤壁处断裂，破断后易失稳，同时支架支护强度不足，最终导致切顶压架灾害；坚硬顶板工作面顶板整体性好，不易破断，悬顶到一定极限突然破断，对支架造成冲击，若断裂线在煤壁处则极易导致工作面切顶压架。结合工程实践，提出了2类顶板灾害防治技术措施：对于松软顶板综放工作面采取合理提高支架刚度、支护效率以及工作面推进速度，加强预警等手段预防大面积切顶压架灾害；对于坚硬顶板工作面除加强支架管理、合理开采设计等，还需从顶板改性入手，如采用井下区域水力压裂技术弱化顶板，防治顶板大面积垮落和压架灾害。     

深部巷道复合顶板全锚索一次支护研究

城山煤矿一采区3B煤层右0巷顶板为复合顶板岩层，为解决城山巷道顶板易离层冒顶的问题，提出了新型的巷道复合顶板全锚索一次支护方案。采用弹塑性基本理论分析了锚索加固机理，指出了高预应力全锚索大幅提高支护结构的早期支护强度与刚度，有效控制复合顶板的离层和下沉，高预应力为复合顶板岩层提供了法向约束应力，明显改善了顶板岩层应力状态。针对右0巷顶板岩层岩性及分层状况，运用数值模拟和现场实测的分析方法综合评价了巷道复合顶板全锚索一次支护效果，分析了掘进、回采期间顶板下沉及锚索承载规律，掘进期间顶板最大下沉量为34 mm，回采期间顶板最大下沉量为63 mm。现场试验表明：全锚索一次支护对控制深部复合顶板变形效果十分显著，为深部复合顶板巷道支护提供了参考。     

坚硬顶板注水工作面矿压显现特征的有限元计算和模型试验研究

本利用有限元计算和相似材料模型试验的结果，探讨了坚硬难冒落顶板注水前后及不同注水条件下的工作面矿压显现特征，对比分析结果表明，通过向顶板注水，顶板岩体发生塑化，改变了顶板岩层中的应力分布和顶板变形位移特征，顶板岩层中的拉、压力峰值点转移到了采空区上方的悬顶中，从而有利于顶板在采空区上方断裂并分层分次垮落，减小岩层折断时对支架的冲击载荷和传力系数，减小顶板周期来压强度，从理论上进一步说明了向顶板高压注水是控制坚硬难冒顶板的有效技术途径。     

某矿似层状顶板支护技术研究

为了确定某矿似层状顶板的支护方式，首先通过了解该矿顶板围岩的工程地质、围岩的基本特征，分析该矿似层状顶板的冒落机理，得出了似层状顶板的一般破坏模式。再将该矿的矿岩稳定性与工程实际相结合，计算合理的采场结构参数，并利用控制爆破技术，最大限度保护似层状顶板的完整性。最后通过几种不同支护方式的分析比较，结合似层状顶板在工程中的特征，确定了该矿似层状顶板的支护方式为长锚索支护。长锚索支护方式可以改变似层状顶板支护安全性结构，提高该类型顶板支护结构的整体性和承载能力。目前，这种支护方法已经在该矿逐步推广应用，同时针对目前顶板管理的现状，总结了矿山顶板管理存在的问题，制定了合理有效的顶板管理制度，提高了采矿作业的安全性。     

淮南煤田13-1煤层顶板地质特征与稳定性研究

根据大量钻孔和矿井生产资料，对淮南煤田13一i煤层顶板地质条件进行了详细的分析和研究，结果表明，煤层顶板的沉积环境及沉积特征对顶板的稳定性起主要控制作用。煤层小构造和顶板岩性组合等因素影响顶板稳定性的局部变化．分流河道砂岩是稳定性最好的顶板岩性。厚层分流间湾泥岩顶板的稳定性次之，泛滥平原泥岩顶板和决口扇、潮坪砂岩顶板为不稳定或中等稳定．     

美国煤矿井下顶板控制对策

介绍了美国煤矿中锚杆支护的现状以及其他顶板支护方法，简要地阐述了在顶板支护状态下的顶板破坏特征及其相关的顶板破坏理论，并通过对顶板动态及锚杆特性的现场观察和检测，对顶板支护要求提供基本的反馈信息，进而讨论了锚杆支护设计方法，即如何考虑把顶板特性同锚杆参数结合起来，归纳为一个通用的方程式或诺模图，以确定在不同顶板条件下采用何种类型锚杆以及安装方式。     

保持顶板完整对支架水平承载特性要求的探讨

从顶梁与顶板的作用过程为出发点，分析了顶板的运动方式，顶梁的运动方式以及两者间水平相对运动方式。分析了保持顶板完整对支架水平承载特性的要求，只要合理选择参数，结构，可以限制支架对顶板水平作用力的大小和方向，可改善对顶板的支护性能，有利于保持顶板完整。     

回采工作面支护及顶板控制措施

煤矿工作环境较为复杂，想要保障煤矿开采进度及安全，就需要采取顶板支护措施。探讨了工作面顶板支护的要点，结合具体案例分析出现顶板事故的原因，通过总结的方式探索顶板控制措施，以期构建系统、完善的顶板控制管理体系，确保煤矿开采工作的安全性。     

单体支柱采场工作空间稳定性分析

本文根据顶板岩层的组成情况及垮落性能，将我国煤矿生产中常见的煤层顶板（坚硬顶板除外）分为松软顶板，下硬上软顶板和下软上硬顶板三类，并分析了每类顶板在单体支柱采场中的矿压显现特征及其支护措施。     

顶板-锚拉支架系统稳定性的突变理论分析

对裂纹顶板系统的稳定性运用突变理论分析，其失稳模式可归结为突变理论中的尖点突变模型，并由该模型的分叉集方程导得顶板大面积冒落的临界条件。从几何上分析系统参数变化对顶板稳定性的影响，发现顶板岩体的流变特性和裂纹顶板应力集中部位的局部破碎累积量是导致顶板冒落的主要因素。锚拉支架的补强作用充分的条件下，由系统参数决定的控制点路径无法达到分叉集右分枝，顶板冒落的临界条件得不到满足，相应顶板处于稳定状态。     

厚松散层下煤层开采顶板垮落规律研究

运用松散介质力学理论和相似模拟实验研究厚松散顶板下煤层开采顶板垮落特征，详细分析了厚松散顶板下开采顶板垮落规律，得出了厚松散顶板下采煤采场支护阻力计算公式。厚松散顶板垮落特征与薄层状顶板垮落特征有着很大区别，顶板垮落形态似抛物线拱状，且随工作面推进冒落拱动态向前移动，其形态、大小基本保持稳定，靠采空区侧顶底板移近量最大，工作面支柱载荷前后排较小中间大，研究结果成功地应用于工程实践。     

淮北矿区顶板管理八年沿革（上）：回采工作面预板治理的研究与实践

顶板事故是煤矿生产中危害较大的一类事故，淮北矿务局通过技术协作，科技攻关，先后完成了复合顶板治理，“三软”煤层治理，中等稳定顶板治理，大倾角煤层顶板治理等一系列顶板管理课题，并研究推广实施了“阻力监控法”，取得了显著的安全技术经济效果。     

单体支柱面支护质量与检测

采面的顶板管理是指采煤空间顶板的控制和采空区的处理，支护是采煤空间的顶板控制的主要手段，支护质量的好坏对顶板控制起着决定性的作用．只要支护材料和设备的设计台理，支护质量好就能杜绝顶板事故的发生；支护质量差，即使支护设计合理也会造成顶板事故的发生。     

顶板运动的电磁辐射规律探讨

随工作面的推进，顶板要产生裂缝、裂缝贯通、破断，然后来压。而顶板破裂时，将会产生电磁辐射现象，煤体中应力越高，顶板运动越剧烈，损伤破裂过程越强烈，电磁辐射信号就越强。研究表明，电磁辐射信号的变化与工作面顶板断裂时间及地点有较好的对应关系，电磁辐射技术可推断工作面顶板运动状态的发展，是监测预报采面顶板运动的一种新的方法。     

超前探梁护顶技术的应用

协庄煤矿部分煤层顶板为复合顶，巷道顶板一般是软硬岩层互层。因地质成因的关系，复合顶一般是由节理较发育的软岩构成，顶板松动圈较高，在这类顶板下掘进巷道，由于软岩、薄煤的强度低，弱面发育，极易发生顶板事故。巷道掘进时，顶板中的软岩和煤线出现自下而上的下沉和离层，使巷道掘进出现很多困难。     

复合软顶移动规律及其控制

对于顶板各组成分层内隐含有众多超薄子分层的复合顶板．其移动过程具有双重属性．即在顶板各分层相对完整状态下呈现复合顶板变形特征，而在顶板完整性遭到破坏后，呈现类似散体的软岩变形特征，表现出此类顶板在整个移动过程中以超薄子分层的形成为分界变异条件，先后表现为“复”——“软”两个特征。这类顶板的控制关键是顶板移动的时间与空间控制。该研究在东荣二矿回采巷道顶板控制中得到了充分验证。     

顶板稳定性变化监测的研究

美国矿业局在怀俄明州南部某矿山实施了一项地球物理监测计划，研究矿山开采过程中顶板岩层中弹性波的传播特性。通过详细地质测绘、岩芯试验以及静力学试验，开发确定顶板稳定性的方法。该研究计划的独特之处是综合监测矿山顶、底板及矿达和跟踪破坏发展全过程。研究中着重建立顶板稳定性与监测到的动态特性变化之间的联系。习惯上常用顶板客落量和顶板变形速率或变形来衡量顶板稳定性。但是在试验区还未发生顶板冒落，故不能建立起顶板稳定性与其动力特性间的关系。为确定顶板是否过度变形和破坏，对顶板变形情况，岩层间离层程度，岩芯强…     

坚硬顶板切顶沿空留巷顶板运移规律及切缝参数分析

为了合理确定切顶留巷切缝参数，以唐山沟煤矿坚硬顶板条件下切顶沿空留巷为工程背景，运用理论分析并结合现场实测结果，得到了切顶沿空留巷覆岩运移规律和顶板断裂结构特征，发现岩体间水平推力和剪切面摩擦力是阻碍顶板被顺利“切落”因素，通过分析岩梁力学结构和几何关系，得到了留巷顶板合理切缝参数，并进行了井下验证。研究结果表明：坚硬顶板条件下，切顶留巷顶板垮落后，将相互铰接约束，形成砌体梁平衡结构|切顶留巷顶板在被“切落”时，将由于岩体相互铰接导致的水平推力，存在一个阻碍顶板被切断的摩擦阻力|根据对切顶留巷顶板受力及几何关系分析，得到了合理顶板切缝角度与其他参数关系式，切缝角度与顶板岩层重度、采高正相关，与岩体抗拉强度、岩石碎胀系数成负相关。井下试验表明，采用推导计算式所得切顶参数可以使留巷采空区侧顶板较好被“切落”，留巷顶板压力及顶板移近量均在可控范围内，满足安全生产需要。     

顶板诱导崩落及应用的数值分析

诱导崩落处理空区顶板，其关键技术是运用采矿过程产生的应力释放，合理确定顶板诱导崩落的时空位置。运用突变失稳原理分析了基于矿山连续开采空区顶板处理的诱导崩落各种扰动因素，如采场顶板围岩的力学性质、采空区的面积、拉应力作用区范围和大小等对采场顶板失稳时的影响，研究确定了顶板诱导崩落技术的关键，即确定合理的空区面积。针对铜坑矿非重叠区域下矿块的地质和采矿活动，建立了三维数值有限元计算模型，研究了顶板失稳的影响因素对顶板诱导崩落的时空影响，合理设计回采步序与空区顶板处理时间。