34 第三章 采煤工作面上覆岩层移动规律 第一节 概 述 一、煤层顶底板岩层的构成 煤层处于各种岩层的包围之中。处于煤层之上的岩层称为煤层的顶扳;处于煤层之下的岩层称为煤层的底板。 根据顶、底板岩层离煤层的距离及对开采工作的影响程度不同,煤层的顶、底板岩层可分为: (l)伪顶。紧贴在煤层之上,极易垮落的薄岩层称为伪顶。通常由炭质页岩等软弱岩层组成,厚度一般小于 0.5m ,随采随冒。 (2)直接顶。位于伪顶或煤层之上,具有一定的稳定性,移架或回柱后能自行垮落的岩层称为直接顶。通常由泥质页岩、页岩、砂质页岩等不稳定岩层组成,具有随回柱放顶而垮落的特征。直接顶的厚度一般相当于冒落带内的岩层的厚度。 (3)老顶。位于直接顶或煤层之上坚硬而难垮落的岩层称为老顶。常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等坚硬岩石组成。 (4)直接底。直接位于煤层下面的岩层。如为较坚硬的岩石时,可作为采煤工作面支柱的良好支座;如为泥质页岩等松软岩层时,则常造成底臌和支柱插入底板等现象。 二、采煤工作面上覆岩层移动及其破坏 在采用长壁采煤法时,随着采工作面的不断向前推进,暴露出来的上覆岩层在矿山压力的作用下,将产生变形、移动和破坏。根据破坏状态不同,上覆岩层可划分为三个带(图3-l)。 冒落带。指采用全部垮落法管理顶板时,采煤工作面放顶后引起的煤层直接顶的破坏范围(图3-l,Ⅰ)。该部分岩层在采空区内已经垮落,而且越靠近煤层的岩石就越紊乱、破碎。在采煤工作面内这部分岩层由支架暂时支撑。 裂隙带。指位于冒落带之上、弯曲带之下的岩层。这部分岩层的特点是岩层产生垂直于层面的裂缝或断开,但仍能整齐排列(图3-l,Ⅱ)。 弯曲下沉带。一般是指位于裂隙带之上的岩层,向上可发展到地表。此带内 35 的岩层将保持其整体性和层状结构(图3-l,Ⅲ)。 生产实践和研究表明,采煤工作面支架上受到的力远远小于其上覆岩层的重量。只有接近煤层的一部分岩层的运动才会对工作面附近的支承压力和工作面支架产生明显的影响。所谓采煤工作面矿山压力控制,也就是对这部分岩层的控制。这部分岩层大约相当于上述三带中的冒落带和裂隙带的总厚度,一般为采高的6~8 倍。 图3-1 采煤工作面上覆岩层移动分带示意图 采煤工作面上覆悬露岩层运动破坏的形式决定着矿山压力的显现规律及对控制的要求。上覆岩层自悬露发展到破坏,基本上有两种运动形式,即弯拉破坏和剪断破坏。 岩层弯拉破坏的发展过程如图3-2 所示。随工...