两柱式与四柱式综放支架对顶煤的适应性研究.pdf

分类号分类号 学校代码学校代码 UDC 密密 级级 硕 士硕 士 学 位 论 文学 位 论 文 两柱两柱式与式与四柱式综放支架对顶煤的四柱式综放支架对顶煤的 适应性研究适应性研究 The adaptability of the two-leg and four-leg caving powered supports with top coal 研究生研究生 刘前进 导导 师师 于海湧 教授 学科专业学科专业 采矿工程 研究方向研究方向 矿山压力与岩层控制 培养单位培养单位 煤炭科学研究总院开采设计研究分院 煤炭科学研究总院 2015 年 5 月 万方数据 万方数据 I 摘摘 要要 论文通过不同硬度煤层条件下两柱、四柱综放工作面矿压显现规律的现场实测，得 出在软及中硬煤层现场应用当中， 两柱式综放支架比四柱式综放支架表现出更好的适应 性。在此基础上，运用理论分析和有限元数值模拟相结合的手段研究了两柱和四柱式综 放支架承载能力与煤层硬度的关系， 同时借助有限元仿真模拟手段分析了支架反复支撑 对顶煤的二次破坏作用。最终结合现场应用情况、支架承载能力、顶煤二次破碎效果、 端面控顶效果等因素综合评价了两柱掩护式综放支架和四柱支撑掩护式综放支架对不 同硬度顶煤的适应性，从而明确了两柱与四柱综放支架各自的适应条件和选择依据，对 实际煤矿放顶煤开采起到了促进作用。 研究结果表明， 两柱式综放支架适应顶梁外载变化的能力相比四柱式综放支架较差， 且受平衡千斤顶的额定工作阻力影响很大，在软及中硬煤层，两柱式综放支架的承载能 力大于四柱式综放支架，而对于 f3.0 的坚硬煤层，四柱式综放支架的承载能力大于两 柱式综放支架；四柱式综放支架对顶煤的破坏效果优于两柱式综放支架，但端面控顶效 果不如后者；对于硬度系数 f3.5 的坚硬煤层 采用综放工艺时须采取顶煤弱化措施。 关键词关键词综放开采；两柱四柱支架；支架选型；有限元数值模拟 万方数据 II Abstract The thesis analyzed the strata-pressure behavior in two-leg and four-leg top-coal caving faces that the coal hardness is different,and got that two-leg sublevel caving support has a better adaptability than the four-leg one in the spot application of soft and medium hard coal seam through the study of On this basis,the relationship between bearing capacity of two-leg and four –leg support with coal hardness is studied using theoretical analysis and numerical simulation,while the secondary damage effect of repeated support to top coal is analyzed with finite element simulation tools.The adaptability of the two-leg and four-leg caving coal hydtraulic supports for top-coal of different hardness is uated synthetically with combining the factors of spot application,bearing capacity of support,secondary breaking of top coal and the effect of top-coal controlling in face area.Thereby each suitable condition and selection basis of two-leg and four-leg caving supports is made clear,and there is a promoting effect to the top-coal caving mining of actual coal mine. The research results show that,the ability of two-leg support that adapts to the change of top beam loading is worse than four-leg support,and has a important relationship with the rated capacity of equilibrium jack.The bearing capacity of two-leg support is greater than four-leg support in soft and medium hard coal seam,while the four-leg support’s is greater than two-leg one in hard coal seam that the hardness factor is larger than 3.0.The damage effect of four-leg sublevel caving support to top-coal is better than two-leg one,but the effect of top-coal controlling in face area is not as good as the latter.The two-leg sublevel caving support is recommended to use in soft and medium hard coal seam that the hardness factor f is less than or equal to 2.0,while four-leg sublevel caving support is recommended to use in hard coal seam of 2.0f≤3.5,and weakening measures to top-coal must be taken if the fully mechanized top coal caving mining technology is used in hard coal seam that hardness factor is lagerer than 3.5. Key wordsfully mechanized sublevel caving mining shield support;two-leg and four-leg support;support selection;finite element numerical simulation 万方数据 i 目 录 1 绪论绪论 ................................................................................................................... 1 1.1 研究的背景及意义 ..................................................................................................... 1 1.2 文献综述 ..................................................................................................................... 2 1.2.1 综采放顶煤支架的发展历程及现状 .............................................................. 2 1.2.2 综放采场支架与围岩关系国内外研究现状 .................................................. 5 1.2.3 综放支架的适应性国内外研究现状 .............................................................. 9 1.3 研究的主要内容及技术路线 ....................................................................................11 1.3.1 研究的主要内容 ............................................................................................ 11 1.3.2 技术路线 ........................................................................................................ 13 2 两柱和四柱综放采场矿压规律实测分析两柱和四柱综放采场矿压规律实测分析 .................................................... 14 2.1 崔木煤矿两柱与四柱综放工作面矿压规律对比分析 ........................................... 14 2.1.1 矿井及工作面概况 ........................................................................................ 14 2.1.2 支架工作阻力频率分布 ................................................................................ 15 2.1.3 支架末阻力分析 ............................................................................................ 19 2.2 平朔井工一矿两柱与四柱综放工作面矿压规律对比分析 ................................... 21 2.2.1 工作面概况 .................................................................................................... 21 2.2.2 支架工作阻力频率分布 ................................................................................ 22 2.2.3 支架末阻力分析 ............................................................................................ 25 2.3 不同顶煤条件下综放支架适应性分析 ................................................................... 27 2.3.1 不同顶煤条件下两柱式综放支架适应性分析 ............................................ 27 2.3.2 不同顶煤条件下四柱式综放支架适应性分析 ............................................ 28 2.4 本章小结 ................................................................................................................... 30 3 两柱与四柱综放支架承载特性分析两柱与四柱综放支架承载特性分析............................................................. 31 3.1 顶梁外载及其合力作用点位置确定 ....................................................................... 31 3.1.1 综放采场支架围岩系统力学特性分析 .................................................... 31 3.1.2 顶梁外载及其合力作用点位置分析 ............................................................ 33 3.1.3 实例分析 ........................................................................................................ 40 万方数据 ii 3.2 两柱与四柱综放支架对顶梁外载的适应性分析 ................................................... 41 3.2.1 两柱式综放支架对顶梁外载的适应性分析 ................................................ 42 3.2.2 四柱式综放支架对顶梁外载的适应性分析 ................................................ 47 3.3 两柱与四柱综放支架结构受力的仿真模拟 ........................................................... 50 3.3.1 数值模型的建立 ............................................................................................ 51 3.3.2 两柱式综放支架结构受力模拟分析 ............................................................ 52 3.3.3 四柱式综放支架结构受力模拟分析 ............................................................ 58 3.4 本章小结 ................................................................................................................... 63 4 两柱与四柱综放支架对顶煤的二次破碎效两柱与四柱综放支架对顶煤的二次破碎效果分析果分析 .................................... 65 4.1 支架反复支撑对顶煤的破碎机理 ........................................................................... 65 4.2 数值模型的建立 ....................................................................................................... 66 4.3 模拟结果分析 ........................................................................................................... 68 4.3.1 反复支撑对顶煤破坏效果的影响分析 ........................................................ 68 4.3.2 不同强度顶煤的破坏效果分析 .................................................................... 75 4.4 两柱与四柱综放支架对顶煤的适应性综合评价 ................................................... 83 4.5 本章小结 ................................................................................................................... 84 5 主要结论及展望主要结论及展望 ............................................................................................. 86 5.1 主要结论 ................................................................................................................... 86 5.2 展望 ........................................................................................................................... 87 参考文献参考文献 ............................................................................................................. 88 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 1 1 绪论绪论 1.1 研究的背景及意义研究的背景及意义 我国煤炭资源丰富，赋存条件多样化，其中厚及特厚煤层储量占全部可采储量的 44，从厚煤层中采出的煤量占我国煤炭总产量的 4045。自 1984 年我国开始试验 综采放顶煤技术以来，经过 30 多年的不断实践和发展，综采放顶煤开采技术已经使得 厚煤层采煤方法发生革命性的变革，彻底淘汰了传统的分层开采，实现了特厚煤层安全 高产高效整层开采，从根本上改变了厚及特厚煤层的开采方式，使我国特厚煤层开采技 术处于世界领先地位[1-3]。 自从放顶煤技术引进我国以来，综放支架架型虽然曾经历多次变革，但四柱式支架 始终占主导地位。而近年来，为了满足支架电液阀控制的需要，放顶煤开采逐渐开始采 用两柱掩护式支架代替传统的四柱支撑掩护式支架，该种架型已经先后在兖矿、澳大利 亚澳思达矿、平朔井工一矿、神东柳塔矿、保德矿和满世集团的灌子沟矿等矿区得到使 用，并取得了初步成功，使综放支架的架型进一步丰富和发展。 众所周知， 放顶煤开采技术的核心是顶煤在矿山压力和支架反复支撑作用下发生垮 落，并由支架尾梁放煤口放入后部刮板机而运出的采煤过程。为了保证支架对顶煤的反 复支撑作用力和较大的后部放煤空间， 长期以来， 综放支架均采用四柱支撑掩护式支架， 例如，实现高产高效综放开采的大同塔山、平朔一号井和不连沟矿仍采用四柱式综放支 架[4-5]。然而，在过去多年的综放开采实践中，随着开采条件的多样化，四柱式综放支 架逐渐显露出一些不适应问题， 例如支架立柱前后受力不均乃至于后立柱处于受拔状态， 大大降低了支架对顶煤的支撑效率，使支架处于不合理的支护状态[6]。两柱掩护式综放 支架的应用有效地解决了这个问题， 但却降低了支架对顶煤反复支撑的破坏作用。 因此， 如何选择两柱和四柱式综放支架已成为当今煤矿所必须要面对的实际问题。 事实上，合理的支架选型是关系到综合机械化开采能否成功的关键因素。早在上个 世纪 70 年代初，我国大量引进 200 套综采支架，包括支撑式、支撑掩护式和纯掩护式 三大类支架，在经过十几年的反复实践，基本淘汰了支撑式和纯掩护式支架，支撑掩护 式支架得到了广泛应用。尽管目前综采放顶煤设备逐步朝着大型化方向发展，使支架选 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 2 型有淡化的趋势，但是实践表明，盲目扩大综采放顶煤设备生产能力，只会无谓的增加 先期投入， 支架选型不当， 还会造成支架在该工况下的不适应， 降低矿井的生产效率[7]。 因此在新形势下，如何在不同的地质条件下合理地选择两柱或四柱综放支架，是煤矿当 前要亟待解决的具体实际问题和理论问题， 论文的完成将对进一步推广和应用放顶煤开 采技术有一定积极促进作用。 1.2 文献综述文献综述 1.2.1 综综采放顶煤采放顶煤支架支架的的发展历程及现状发展历程及现状 放顶煤技术最早在上世纪五十年代起源于欧洲，1957 年，前苏联研制出 KTY 型放 顶煤支架，为世界上第一种综采放顶煤支架，也标志着综采放顶煤技术的开始。1962 年，在 KTY 型支架基础上，法国研制出“香蕉”型尾梁破网放顶煤支架。自 20 世纪 70 年代开始，法国、英国、联邦德国等国家又陆续研制成功了各种类型的放顶煤支架， 进一步促进了放顶煤技术的发展。主要类型有以下四种双运输机开“天窗”放顶煤支 架、双运输机插板式放顶煤支架、单运输机前开“天窗”放顶煤支架、双运输机后开门 放顶煤支架[8-10]，该四种架型均为成熟架型，在某种程度上均得到了成功运用，其中， 双运输机插板式放顶煤支架是我国后来综放支架采用的主要架型。 虽然由于生产条件和社会因素的原因，综采放顶煤技术在上世纪 80 年代后期就过 早的在西方发达国家退出了历史舞台，但是经过在欧洲 30 年左右的发展，凭借其先进 的科学技术和工业水平，综放支架技术实现长足的发展，也为后来我国综采放顶煤支架 的研制和发展打下了坚实的基础。 1982 年， 煤炭科学研究总院北京开采所樊运策等人首次将综采放顶煤技术引入我国， 并与有关企业合作，设计研发了我国首套 FY400-14/28 型放顶煤支架，于 1984 年在沈 阳矿务局浦和矿投入试验。该支架采用了双输送机低位放顶煤方式，支架尾梁能上下摆 动，并有可伸缩的放煤插板，能控制顶煤的放出和大块煤的破碎。但后来因支架稳定性 差，单连杆机构强度低等问题迫使试验中断。该支架虽然没能取得预期的效果，但为人 们展现了综采放顶煤的前景，开启了我国放顶煤支架研制的先河[9]。 1987 年，匈牙利 VHP-732 型高位放顶煤支架被平顶山矿务局引进使用，在缓倾斜 工作面试验，最高月产达到 5.5 万吨，获得了成功，随即我国开始了高位放顶煤支架的 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 3 研制 （如图 1-2-1 所示） 。 其结构特点为 单运输机， 顶梁较小， 有伸缩梁； 掩护梁较长， 上开“天窗”，带有放煤槽，放煤角度大于 35 。在 90 年代初期，这种支架一度在许多 矿区使用， 但由于其放煤口高、 放煤口小， 存在放煤与割煤不能平行作业、 顶煤损失大、 效率低、煤尘大等缺点，90 年代后期逐渐被淘汰。 图 1-2-1 高位放顶煤支架 图 1-2-2 中位放顶煤支架 上世纪 8090 年代，为改善高位放顶煤支架在使用过程中存在的缺陷，我国又研制 出中位放顶煤支架，其结构如图 1-2-2 所示。这种支架为双运输机，割煤、放煤可以平 行作业，提高了效率，放煤口比高位放顶煤支架有所降低。但其放煤口依然较小，受结 构限制不能连续放煤，有脊背煤损失、采出率低，后部空间狭小、维修和清理浮煤不方 便[11-14]。 针对中位放顶煤支架存在的问题，从 90 年代初开始，北京开采所等单位又陆续研 制出新一代正四连杆式低位放顶煤支架（如图 1-2-3） 、反四连杆低位大插板低位放顶煤 支架（如图 1-2-4）和单摆杆四柱式低位放顶煤支架如图 1-2-5，全面推动了放顶煤支 架的架型改革，在上世纪末已完全取代高位和中位放顶煤支架，成为目前放顶煤工作面 的主导架型[15]。 图 1-2-3 正四连杆低位放顶煤支架 图 1-2-4 反四连杆低位放顶煤支架 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 4 图 1-2-5 单摆杆四柱式低位放顶煤支架 近年来为满足煤矿高产高效的生产需要，综采放顶煤技术逐渐朝着设备大型化和控 制智能化的方向发展， 分别诞生了最大工作高度达到 5.2m 的大采高综放支架 （图 1-2-6） 和便于电液阀控制的两柱掩护式综放支架（图 1-2-7） 。大采高综放支架先后在兖州、淮 北、大同、平朔和淄博等矿区投入使用[16-18]，获得了巨大的成功，其中，大同塔山 8115 综放工作面在 2012 年单产达到 1050 万吨，大大提高了放顶煤综采的生产效率。 图 1-2-6 大采高放顶煤支架 图 1-2-7 两柱掩护式放顶煤支架 两柱掩护式放顶煤支架是近 10 年由我国自主研发的一种新型放顶煤液压支架，实 现了电液控系统在综放采场的应用， 并克服了四柱式综放支架在软煤层条件下前后立柱 受力不均的缺陷，已先后在兖矿、澳大利亚澳思达矿、平朔井工一矿以及神东柳塔矿等 地推广应用，具有广阔的应用前景，但对于冒放性较差的中硬以上煤层应用效果还不够 理想[19-21]，因此目前还主要在中硬及以下的煤层条件下应用。两柱掩护式放综支架在国 内各矿区的应用情况如表 1-2-1 所示 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 5 表 1-2-1 两柱掩护式综放支架在国内的应用情况统计[21-26] 煤层类别 矿区名称 煤层条件 采高m 支架型号 应用效果 软煤 （f1） 新登煤矿 三软煤层 2.1 ZFY2600/15/24 良好（取得了较好的技术经 济效益和显著的社会效益） 邢台矿区 显德汪矿 极软煤层 f0.50.8 2.0 ZF2800/15/24 良好（对工作面片帮冒顶起 到了很好的控制作用，取得 较好的经济效益、社会效益） 邢台矿区 葛泉矿 极软煤层 f0.50.8 2.0 ZF3200/16/26 良好（端面控顶效果好，避 免了支架扎底现象，取得较 好的经济效益） 崔木煤矿 f0.9 3.5 ZF10500/21/38 一般（工作面出水期间多次 发生压架事故） 神东保德 矿 f0.8 4.0 ZFY10200/25/42D 中等（有效的减少了煤壁的 片帮冒顶的现象，取得了较 好的回收率；过冲刷带时发 生压架事故） 中硬煤 （1≤f≤3） 东滩煤矿 f2.5 （裂隙发 育） 3.0 ZFY6800/18.5/35D 良好（支撑能力强，端面顶 板稳定） 兴隆庄煤 矿 f2.3裂隙较 发育 3.0 ZFY8500/21/40D 良好（支撑能力强，端面顶 板稳定） 平朔井工 一矿 f1.7 3.4 ZFY12000/23/40D 良好（支架适应性好，回收 率高） 神东矿区 柳塔矿 f2.8 4.0 ZFY10200/25/42D 中等（支撑效率低于四柱综 放支架，对顶煤二次破碎效 果较差） 1.2.2 综放采场支架与围岩关系国内外研究现状综放采场支架与围岩关系国内外研究现状 综放支架的作用主要有两点一是为工作面工人作业维护一个安全的作业空间，这 与普通综采支架是相同的； 二是对支架上方顶煤的松动破坏以及支架后方垮落顶煤的放 出。所以，综放支架的主要功能即决定了综放支架与围岩的关系为既要保持围岩的稳 定，又要对顶煤有足够的破坏作用，保证架后顶煤的及时冒落、顺利放出。 国外对支架围岩关系的研究主要体现在顶板下沉量与支架支护强度的关系上， 前苏 联、英国、德国学者在研究支架围岩关系时得到了如图 1-2-8 所示 P-ΔL 曲线[27]。 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 6 图 1-2-8 实测统计所得P-ΔL‖曲线 a-前苏联；b-英国；c-联邦德国鲁尔矿区 我国学者李鸿昌教授于上世纪 60 年代首次在实验室得出了支架工作阻力与顶板下 沉量间的双曲线关系，并在现场实测中得到了验证，从而为支架围岩的相互作用关系研 究奠定了基础。支架工作阻力与顶板下沉量呈双曲线规律表明，支架对顶板下沉量的控 制是有一定限度的，超过此限度，增大支架阻力对顶板下沉量影响较小[28]。 但实测发现传统矿压理论中的“p-ΔL”曲线在综放工作面并不适用， 且与实际相差 较大。 基于这个问题， 钱鸣高院士对采场支架围岩关系进行了再研究。 研究以“砌体梁” 的关键块体作为直接顶上部边界条件， 认为“砌体梁”的回转变形载荷被破碎的直接顶 和顶煤所吸收，从而影响了在该情况下的“p-ΔL”关系中类双曲线关系。并通过深入分 析支架与围岩的耦合作用，认为老顶断裂后形成的给定变形与采空区处理方法、割煤高 度以及直接顶（含顶煤）厚度等因素有关，而与支架作用无关。由以上理论建立了采场 支架与围岩整体力学模型（如图 1-2-9 所示） ，为进一步研究综放采场支架与围岩关系奠 定了基础[29-30]。 图1-2-9 综放采场支架-围岩‖整体力学模型 吴健教授在综放工作面矿压显现特征与传统矿压理论矛盾的基础之上， 提出了综放 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 7 采场支架围岩关系的新概念[31-32]。认为支架垂直工作阻力 V P、水平工作阻力 H P、端面 距b和支架合力作用点到煤壁距离l在综放采场支架围岩关系中起重要作用。 我国其他学者对综放采场支架围岩关系的研究多是集中在端面顶煤的控制、 围岩结 构及性质对支架围岩关系的影响以及综放支架的工作阻力确定三大方面。 于海湧教授应用块体理论对综放采场支架围岩关系进行了研究， 认为综放采场关键 块体和支架水平工作阻力对支架与围岩关系起重要的作用。 工作面端面无支护区域是支 架支护的薄弱区，并存在顶煤最易冒落的关键岩块，关键岩块的冒落将引发其周围岩块 的连锁反应（相继冒落） 。通过增加支架水平工作阻力、及时给关键块体一定的垂直支 撑力和封闭顶板等措施来阻止关键岩块冒落，是防止端面失稳的根本办法[33]。 曹胜根等应用 UDEC 模拟对影响综放面端面稳定性的因素进行了分析， 认为端面距、 支架阻力、支撑角度、顶煤力学性质及掩护梁受载大小等因素对综放面端面稳定性有重 要影响，并指出当顶煤块度、力学特性以及采高一定时，端面顶煤的稳定性主要由端面 距和支护阻力的大小决定[34-35]。 史元伟研究员认为， 综放工作面的矿压显现和支架载荷特征取决于直接顶的自承能 力，将直接顶分为剪切裂隙穿透型和半穿透型 2 类，并分别给出了支架初撑力和额定工 作阻力的计算公式[36-37]。 闫少宏研究员运用损伤力学的原理分析了综放开采围岩的运动特征， 认为顶煤体在 综放采场支架-围岩系统中起着关键作用，支架所受外载等于顶煤体在垂直方向所受的 变形压力，并给出了定量的计算公式[38-39]。 康立军研究员提出了“主控破裂带”的概念， 认为控顶区顶煤力学特性和承载能力 受“主控破裂带”产状及力学性质的控制，并对支架顶梁外载起“限定作用”[40-41]。 毛德兵研究员通过数值模拟分析了综放工作面顶煤下沉量及顶煤压缩量与支架支 护强度的关系，并根据顶板条件的不同考虑合理的动载系数，对综放工作面支架工作阻 力进行了确定[42]。 靳钟铭教授认为，支架工作阻力主要由顶煤和直接顶重量、老顶动载荷以及冒落矸 石的重量三部分构成，并需考虑 1.52.0 的安全系数[43]。 方新秋教授采用 UDEC 模拟得出，在软及中硬煤条件下，支架工作阻力 P 与端面 顶板下沉量 d l为类双曲线关系，而硬煤条件下没有类似关系，并由此给出了不同顶煤 条件下支架合理工作阻力的确定方法， 认为软及中硬煤条件下可通过端面顶板允许下沉 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 8 量来确定，而传统的确定支架工作阻力的方法适用于硬煤条件下[44-45]。 姜福兴教授认为直接顶和顶煤的运动是放顶煤采场矿压显现的主要原因， 进而提出 了放顶煤采场“煤-煤”，“岩-矸”和岩梁三种结构（如图 1-2-10 所示） ，并且认为三 种结构的位置随顶煤放出率和煤岩的厚度和强度而改变， 同时给出了三种结构下的支架 围岩关系[46]。 （a）煤-煤‖结构 b 岩-矸‖结构 c岩梁结构 刘长友教授对采场直接顶变形破坏特征及其对支架围岩关系的影响进行了研究， 提 出了直接顶承载具有区域性，将直接顶分为似刚性、似零刚性和中间刚度三种类型，并 给出了三种类型下的支架围岩关系[47-51]。 总结以上关于综放采场支架围岩关系的研究成果可得如下认识 （1）由于顶煤的软弱性质，综放采场支架围岩关系与综采采场有很大不同； （2）综放采场矿压显现程度和支架外载主要由顶煤和直接顶的性质决定； （3）顶煤在综放采场支架围岩关系中起到关键作用，研究综放采场支架围岩关系 主要是要研究支架与顶煤的关系； （4） 支架工作状态、 工作阻力尤其是水平工作阻力对端面顶煤稳定具有重要影响。 以上研究成果对改善支架与围岩关系、有效控制顶煤，以及研究综放支架的适应性 都有重要意义，但是目前对支架与顶煤的相互作用关系，尤其是支架对后部顶煤的二次 破碎机理还缺乏深入研究；另外，在支架选型确定支架工作阻力时往往只考虑了顶梁外 载荷大小的影响，而对不同顶煤条件下顶梁外载合力作用点位置的分布，及其对支架适 应性的影响研究较少。 图 1-2-10 放顶煤采场顶板结构示意图 万方数据 煤炭科学研究总院硕士学位论文 9 1.2.3 综放支架的适应性国内外研究现状综放支架的适应性国内外研究现状 国外针对支架适应性的研究， 主要体现在工作面顶板分类研究成果中[52-58]， 如美国、 德国、澳大利亚、波兰等主要采煤国家都有关于顶板围岩的分类方案，尤其是对直接顶 的分类，用以确定不同顶板条件下的支架选型及合理的支护原则。我国对老顶、直接顶 以及顶煤的分类方案如表 1-2-24 所示[59]。 表 1-2-2 老顶分级指标 老顶分级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 老顶来压 显现 不明显 明显 强烈 非常强烈 Ⅳa Ⅳb 分级指标 e p≤895 895＜ e p≤1075 975＜ e p≤1075 1075＜ e p≤1145 e p＞1145 老