[科普中國(guó)]-上覆巖層

上覆巖層，一種賦存在煤層之上的巖層，也可稱為頂板。賦存在煤層下方的巖層稱為底板。在掘進(jìn)巷道之前，地下的巖層或煤層是實(shí)體的，上部巖層的重量壓在下部巖層上，處于平衡狀態(tài)。這時(shí)候巖體不變形，也不會(huì)移動(dòng)。我們?cè)诿簩踊驇r層中掘進(jìn)一條巷道后，巷道頂部的巖層就要往下落1。

類型一般根據(jù)上覆巖層（頂板）是不是容易垮落和距離煤層的遠(yuǎn)近，分為偽頂、直接頂和老頂。

**偽頂：**直接貼在煤層之上，厚度在0.3—0.5米以下，隨著放炮或采煤機(jī)采煤容易脫落的巖層。一般是炭質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖或?qū)訝罴?xì)砂巖等較松軟的巖石。有的煤層上面沒有偽頂。同一個(gè)煤層或同一個(gè)工作面的偽頂?shù)暮癖∫渤３０l(fā)生變化。

**直接頂：**偽頂上面的巖層，是由具有一定穩(wěn)定性、回柱后容易隨著垮落的頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖或砂巖組成。它的厚度由幾米到十幾米。有的工作面沒有偽頂，直接頂就直接覆蓋在煤層上面。

**老頂：**在直接頂之上，一般比較厚，大都由堅(jiān)硬的砂巖、礫巖或石灰?guī)r組成。采空后懸露到一定面積才垮落一次。少數(shù)煤層上面沒有直接頂，老頂直接壓著煤層。

從頂板管理的角度，可以把頂板分成易垮落的松軟頂板、中等垮落性頂板、難垮落的堅(jiān)硬頂板、極難垮落的堅(jiān)硬頂板和塑性彎曲的頂板等五種類型。針對(duì)不同情況，工作面可采取不同的支護(hù)和采空區(qū)處理方法1。

基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律（1）“三帶”的形成

長(zhǎng)壁工作面煤層采出后，煤層上的頂板要垮落一部分去充填采空區(qū)，這一部分巖層一般稱為垮落帶巖層（相當(dāng)于直接頂）；在采空區(qū)，隨著未垮落巖層的沉降，自由空間的高度越來(lái)越小，直到不滿足垮落的幾何條件，此刻下位裂隙巖層帶就會(huì)形成一種平衡結(jié)構(gòu)，若該結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)對(duì)采場(chǎng)礦壓有明顯的影響，則該部分巖層相當(dāng)于老頂，有些學(xué)派稱裂隙巖層帶為裂隙帶（值得注意的是，裂隙帶中包括老頂，但不一定全部屬于老頂）。裂隙帶往上至地表為緩沉帶2。

（2）對(duì)采場(chǎng)礦壓有明顯影響的上覆巖層的范圍

采場(chǎng)一般位于地下數(shù)百米乃至上千米的深度，開采實(shí)踐表明，有些礦井以每平方米1～2根的單體支柱就能支護(hù)住采動(dòng)空間，說(shuō)明對(duì)采場(chǎng)礦壓有明顯影響的上覆巖層范圍是有限的。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料的研究，特別是對(duì)我國(guó)開灤礦區(qū)和大屯礦區(qū)深孔布網(wǎng)的研究得出一般采場(chǎng)的需榨巖層厚度范圍為采高的6～8倍2。

研究?jī)r(jià)值巖體中原生結(jié)構(gòu)面的存在及巖石工程施工導(dǎo)致的破壞面將巖層分割為許多塊體。力在塊體中的傳遞規(guī)律不同于連續(xù)介質(zhì)。對(duì)塊體中應(yīng)力分布規(guī)律的研究導(dǎo)致了巖石塊體力學(xué)理論的產(chǎn)生。采場(chǎng)上覆巖層面接觸塊體結(jié)構(gòu)的研究無(wú)疑將豐富塊體力學(xué)理論的研究?jī)?nèi)容。 ·

總而言之，研究采場(chǎng)上覆巖層以面接觸形式形成的塊體結(jié)構(gòu)可用于指導(dǎo)解決采礦工程中巖層控制的相關(guān)問(wèn)題，具有重要的工程實(shí)際意義，同時(shí)還可以豐富和發(fā)展礦山壓力及巖層控制理論，具有重要的理論價(jià)值3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)