对于仰斜工作面,由于倾角的影响,顶板将产生向采空区方向的分力,如图10.1(a)所示。在该分力作用下,顶板的悬臂岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层受拉力作用。因此,它更容易出现裂隙和加剧破碎,并有将支柱推向采空区侧的趋势。
对于俯斜工作面,沿顶板岩层的分力指向煤壁侧,顶板岩层受压力作用,使顶板裂隙有密合的趋势,有利于顶板保持连续性和稳定性,如图10.1(b)所示。
图10.1 倾斜长壁工作面直接顶板稳定状态
由图10.1可以看出,倾角α越大,仰斜工作面的顶板越不稳定,而在俯斜工作面的顶板越稳定。(www.xing528.com)
对于仰斜工作面,采空区顶板冒落矸石多数涌向采空区,这时支架的主要作用是支撑顶板,如图10.2(a)所示。因此,可选用支撑式或支撑掩护式支架。当倾角大于12°时,为防止支架向采空区侧倾斜,支柱应斜向煤壁6°,并加强复位装置或设置复位千斤顶,以确保支柱与煤壁的正确位置关系。煤层倾角较大时,工作面长度不能过大,否则由于煤壁片帮造成煤量过多,输送机难以启动。煤层厚度增加时,需采取防片帮措施。如打锚杆控制煤壁片帮;液压支架应设防片帮装置等。仰斜开采移架困难,当倾角较大时,可采用全工作面小移量多次移的方法,同时优先采用大拉力推移千斤顶的液压支架。倾角较大时,垛式支架有向后倾倒的现象且移架困难。支撑掩护式支架则可加大掩护梁坡度,使托梁受力作用方向趋向底座内,对支护工作有利,稳定性较好。如鸡西城子河矿开采37号煤层,倾角大于18°时,采用ZY2B型支撑掩护式支架,稳定性能良好。
对俯斜工作面,采空区顶板冒落的矸石可能会直接涌入采煤工作空间,这样支架的作用除支撑顶板外,还要防止破碎矸石涌入。因此,根据具体情况可选用支撑掩护式或掩护式支架。由于碎石作用在掩护梁上,其载荷有时较大,因此,掩护梁应具有良好的掩护性和承载能力。为防止顶板岩石冒落时直接冲击掩护梁,可增加顶梁的后臂长度,如图10.2(b)所示。掩护式支架容易前倾,在移架过程中当倾角较大,采高大于2.0 m,降架高度大于300 mm时,经常出现支架向煤壁倾倒现象。为此,移架时严格控制降架高度不大于150 mm,并收缩支架的平衡千斤顶,拱起顶梁的尾部,使之带压擦顶移架,以有效地防止支架倾倒。
图10.2 支架维护工作空间状况
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