直接顶的分类方法有哪些

A. 煤层的顶板怎么分类

1.1煤层的顶板
1.1.1伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3～0.5m，多由页岩、炭质页岩等组成。
1.1.2直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。
1.1.3基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。

B. 顶棚装饰构造是怎么分类的

顶棚装饰构造按顶棚表面与结构层关系可分为直接式顶棚和悬吊式顶棚两种形式。直接式顶棚是指直接在楼盖底面和屋盖底面层进行抹灰或粉刷、粘贴壁纸、钉接石膏板或其他板材等饰面材料的顶棚。这种顶棚装饰构造层厚度小，可以充分利用空间，材料用量少，施工方便。直接式顶棚按构造形式可分为：直接抹灰顶棚、直接式板材顶棚、直接式藻井顶棚、结构顶棚等，悬吊式顶棚又称吊顶棚，饰面层通过龙骨和吊挂件与主体结构连接在一起，通常由面层、龙骨和吊挂件三部分组成。吊顶的类型多种多样，按构造形式可分为：整体式吊顶、活动式吊顶和开敞式吊顶。

C. 简述顶板的分类及其各自的布置方式

煤层顶板共分为三类：伪顶、直接顶、老顶
伪顶：位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层，一般情况下随着采煤工作面的落煤而同时垮落，允许暴露面积小、暴露时间短，厚度在0.3～0.5m以下，常见的伪顶有炭质泥岩、泥质页岩。
直接顶：位于煤层或伪顶之上具有一定的稳定性，可暴露一定的面积和时间来支设支架，但随移架或回柱后能自行垮落，通常为页岩、砂质页岩、粉砂岩、薄层状砂岩。
老顶：位于直接顶或煤层之上，厚度及岩石强度较大，难于垮落，常见的有厚层状砂岩、石灰岩、砾岩。

D. 吊顶分几种类别

1、平面式吊顶

平面式吊顶是指表面没有任何造型和层次，这种顶面构造平整、简洁、利落大方、材料也较其它的吊顶形式为省，适用于各种居室的吊顶装饰。它常用各种类型的装饰板材拼接而成，也可以表面刷浆、喷涂、裱糊壁纸、墙布等。

E. 什么是伪顶、直接顶和老顶

这些术语术语煤矿用语。

F. 采矿过程中煤层顶板的分类、规范

2.1.1 ( 1981 年煤炭工业部颁布) 煤层顶板分类规范

中国煤炭科学院北京开采研究所、中国矿业大学等 34 个单位，根据 350 个工作面的矿山压力观测资料，于 1981 年提出了 《缓倾斜煤层工作面的顶板分类方案》。这一方案被煤炭工业部采用为部颁试用方案。其分类依据是由岩石单轴抗压强度 R_c、节理裂隙间距 b、分层厚度 h 综合而成的强度指标 D。此外，再用直接顶初次垮落步距 L 作为参考指标进行检验。根据对350 个回采工作面的观测统计，按稳定性不同将直接顶分为4 类 ( 表2.1 至表2.3) 。

测定岩石单抽抗压强度 R_c的岩样可取老顶，制作成直径为 48～ 56mm，高径比为1.8～ 2.2 的试样，然后按煤炭工业部部颁标准在实验室测定。

节理裂隙间距 b 以在巷道内肉眼可见的最发育的一组构造裂隙为准。用测定有代表性的 10～15 个观测数据的平均值作为计算指标。

分层厚度 h 指的是不同岩性的岩层间和同一岩性内沿层面间距。可在巷道控顶区观测统计有代表性的 10～15 个数据，用其平均值作为分类的计算指标。

直接顶初次垮落步距 L 是当冒高在 -1.5m 以上、范围占全长度 1/2 以上时面切顶线到开切眼煤壁之间的距离。

如果工作面长度 l 与步距 a 之比小于 3，则可采用等效步距 a' = la/( l + a) 作为分类的参考指标。老顶的分级主要采取直接厚度和采高的比值K_m=Σh/m，并参照老顶初次来压步距L，可将老顶分为4级(表2.4)。

表2.1 煤炭工业部部颁试用方案中煤层直接顶分类指标

注:D为强度指标，D=R_cC₁C₂。其中，R_c为岩石单轴抗压强度(MPa);C₁为节理影响系数;C₂为分层厚度影响系数。C₁值可按测量所得到的节理裂隙间距b，然后套表2.2得出;C₂值可按所测得的分层厚度h套表2.3得出。

表2.2 b与C₁值的关系

表2.3 h和C₂值的关系

表2.4 煤炭工业部部颁试用方案中煤层老顶分级指标

2.1.2 ( 1996 年煤炭工业部颁布) 煤层顶板分类规范

( 1) 分类的原则和意义

顶板分类系统是为解决地下工程支护问题而建立的，是经验设计法的一个组成部分，在许多地下结构及采矿设计中，岩体分类已经提供了唯一的系统设计方法，取代了很不可靠的 “误差与验证”方法，成为指导生产实践的有力武器。本分类工作主要遵从了以下几个主要原则:

1) 以煤炭工业部部颁 《缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类》 ( 以下简称 《顶板分类》)为指导;

2) 将区域的顶板岩体按相似变形特征分成若干组，构成不同的等级类型;

3) 分类反映顶板岩层的主要特征、识别并提供影响顶板强度及稳定性的最显着指标，对其进行细化和量化，具有可比性;

4) 把顶板分类级别和各项采掘支护参数指标相联系，使分类具有实用性和可操作性。

通过分类可以为现场工程设计提供定量依据，增强不同区域岩体的对比度，进一步提高现场调查的可靠性，更好地服务工程判断。

( 2) 分类方法及几个主要特点

1996 年 8 月经原煤炭工业部批准，颁布了新的 《顶板分类》 行业标准，并于 1997 年2 月 1 日正式实施。在新标准中，规定了缓倾斜采煤工作面直接顶稳定性分类为 1 类至 4类，及基本顶压力显现为Ⅰ级至Ⅳ级，直接顶分类数据指标为同一煤层采煤工作面直接顶初次垮落步距的平均值 I_v以及以岩性和结构特征做参考要素。基本顶来压级别以基本顶初次来压当量 P_e作为分级指标，按下列公式计算:

煤层顶板稳定性评价、预测理论与方法

式中:P_e———基本顶初次来压当量，kN/m²;

L_f———基本顶初次来压步距，m;

N———直接顶充填系数(直接顶厚度与煤层采高之比);

h_m———煤层采高，m。

该方案较1981年的标准有更好的可操作性和灵活性。方案中关键参数基本顶初次来压步距L_f依赖于矿压实测结果，同时，在工作面支架工作阻力确定方面反映不够直接，特别是在大采高和放顶煤工作面支架工作阻力的确定出现误差时会更大，不能满足工程实际的需要。

尽管顶板来压强度是由直接顶和基本顶共同作用于支架上的载荷决定的，但直接顶载荷是一种恒定载荷，基本顶载荷是伴随初次来压和周期来压而产生的波动载荷，在工作面支架载荷确定时应考虑这种恒定和波动载荷的叠加量级，因而必须考虑顶板来压强度的影响。

2.1.3 采煤过程中煤层顶板分类

井下开采煤层顶板质量取决于顶板岩石成分、结构和沉积构造以及沉积早期差异压实和后期构造作用等，由于煤层顶板岩体受沉积环境演化影响，岩性岩相在横向和纵向上变化很大。位于煤层之上一定距离的岩层都属于顶板岩石这一范畴。位于煤层上面的岩层叫煤层顶板。采矿工程技术人员根据其力学性质、冒落特征、顶板的坚硬程度和距煤层的远近通常将顶板划分为伪顶、直接顶和老顶3种(图2.1)。

图2.1 煤层顶板构成

伪顶:紧贴煤层之上，极易垮落的薄岩层，厚度一般在0.5m以下，多由松软的泥岩、炭质页岩组成。伪顶的特点是随采随落，很难保留在工作面的上方，它的力学强度极低。所以伪顶对顶板的稳定性没有任何意义。有的煤层缺失伪顶。

直接顶:是指位于伪顶之上的岩层，煤层以上无伪顶时它可紧贴煤层。通常由泥岩、页岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层组成，一般厚度为1～2m，均具有一定稳定性。所以当工作面煤层被采落时，直接顶不会立即垮落。多数直接顶在回柱放顶时会垮落，有的则需人工强制放顶。直接顶是采掘工作面的支护对象，如果支护得不好，就会造成冒顶事故。多为页岩、粉砂岩等较易垮落的岩层组成，具有一定的力学强度。直接顶的稳定性是影响工作面回采的关键。有的煤层之上没有伪顶也没有直接顶，仅有老顶。

老顶: 又称基本顶，是指位于直接顶之上、有一定厚度的坚硬岩层。一般厚度较大，坚硬，整体性强，常为砂岩、砾岩、石灰岩等组成，能保持一定的控顶距。其特点是回柱后不自行垮落，往往只发生缓慢下沉。它也可能紧贴煤层之上。基本顶在采空区上方悬露到一定面积后才能垮落，一般只发生缓慢下沉。如果工作面支护不好，往往会造成大面积冒顶事故。因此，它对工作面顶板压力影响很大。

有的煤层上面没有伪顶。直接顶、老顶由下向上依次发育的顶板符合规律性成岩理论，这样的顶板类型简单，容易管理。三者不同时发育，或发育顺序没有一定的规律性时，顶板类型复杂，难于管理，易发生顶板事故。

从顶板管理角度和顶板岩性分析可将顶板分为易垮落的松软顶板、中等垮落顶板、难垮落的坚硬顶板、极难垮落的坚硬顶板和塑性弯曲顶板等 5 类顶板。

1) 易垮落的松软顶板: 一般是较易垮落的岩层，能随回柱垮落并能充满采空区，工作面来压比较缓和。

2) 中等垮落顶板: 直接顶为松散岩层，厚度不大，能随回柱垮落但不能充满采空区，工作面有周期来压现象。

3) 难垮落的坚硬顶板: 是直接覆盖煤层的基本顶，不能随回柱垮落。周期来压较明显，常常造成工作面条件恶化。

4) 极难垮落的坚硬顶板: 煤层之上覆盖极坚硬的厚岩层，采空区悬顶面积可达几千甚至几万平方米而不垮落，一旦垮落常会形成狂风、巨响，易造成重大事故。如大同矿务局某矿 1961 年 10 月的一次大冒顶，面积达 12.8 ×10⁴m²。

5) 塑性弯曲顶板: 指直接顶具有一定厚度的塑性较大的坚硬岩层，回柱后不垮落而随采空面积增大呈缓慢弯曲下沉，逐渐与底板接触。

G. 顶板定性及岩性分类

井下开采煤层顶板质量取决于顶板岩石成分、结构和沉积构造以及沉积后早期差异压实和后期构造作用等，煤层顶板岩体由于沉积环境的演化，岩性岩相在横向和纵向上变化很大。采矿工程技术人员根据其力学性质和冒落特征通常将顶板划分为 3 类，也就是前文提到的伪顶、直接顶和老顶。其中，伪顶一般是由炭质泥岩或炭质页岩组成，力学强度低，随采垮落; 直接顶一般由泥岩和砂质泥岩组成，具有一定的力学强度，通常能保持一定宽度的空顶而不冒落，便于支护; 老顶一般由厚层的砂岩组成，能保持一定的空顶距，从而使采场的空间在一定时间内保持稳定。

基于上述实践，结合多年的实践研究发现，华北地区煤层顶板组合类型多样，尤其是三角洲煤层。通过研究发现，煤层与其顶板岩层组合类型分为老顶与煤层直接接触、煤层- 泥岩 - 老顶组合、煤层 - 粉细砂岩 - 老顶组合、煤层 - 泥岩 - 粉细砂岩 - 老顶组合、煤层 - 粉细砂岩 - 泥岩 - 老顶组合等类型。

1) 老顶直接位于煤层之上。老顶在华北地区分为砂岩和石灰岩，砂岩主要分布在山西组以上的层位，砂岩厚度较大，具有很高的力学强度，只有受到较强的动力地质作用时，老顶砂岩的稳定性才会受到影响，一般较小作用力对顶板稳定性影响微弱。灰岩主要分在晚石炭世—早二叠世，一般说来，灰岩与煤层距离较近，且一般直接与煤层接触，稳定情况较好，所以这类顶板在工程地质上属最稳定顶板。但由于采后应力集中，当周期来压时，就会产生突然的空气冲击而毁坏矿井并威胁矿工人身安全，常发生大面积塌顶，因此采后需要特殊的治理措施控制顶板。

2) 煤层 + 粉砂岩、细砂岩 - 老顶组合型式，指煤层之上有数层较薄的粉砂岩和细砂岩岩层，之上为一厚层老顶砂岩。这类顶板是比较稳定的类型，老顶下部的细砂岩、粉砂岩直接顶具有一定的力学强度，在不考虑其他方面因素的影响时，这种组合方式一般是稳定的，但实际情况往往很复杂，岩层中常有裂面、节理等结构面存在，使岩层的稳定情况大不相同。直接顶板岩层不太厚时常因采动影响而垮落下来，给顶板的稳定分析带来一定的难度。

3) 煤层 + 泥岩 - 粉细砂岩 - 老顶组合型式指直接顶由泥岩和粉砂岩构成，上部与厚层砂岩老顶相接。此类顶板属于较不稳定类型或中等稳定顶板，泥岩为伪顶，随采垮落，直接顶岩性工程性质很低，随采随落，如果老顶强度不够大，有可能随直接顶一起冒落，造成整个顶板的失稳。

4) 煤层 + 粉砂岩 - 泥岩 - 老顶组合与泥岩 - 粉砂岩 - 老顶组合型式性质类似，岩体工程性质较低，粉砂岩—泥岩为伪顶，随采垮落，直接顶和老顶工程性质很低，属较不稳定顶板组合类型。

5) 泥岩 - 老顶组合型式指主采煤层之上为泥岩和厚层老顶砂岩组合，当泥岩很薄时被称为伪顶，如果泥岩有一定的厚度，则归为直接顶。这种类型的顶板是最不稳定的，泥岩的工程性质很低，随煤层向前开采，直接顶泥岩失稳，垮落下来，破坏顶板岩层原有的平衡状态，常产生顶板冒顶事故。

值得注意的是，由于伪顶太厚，很难维护采场工作面所需的空间，这时矿井常采用掩护式支架支护，如果伪顶或直接顶尖灭，老顶砂岩 ( 灰岩) 直接与煤层接触，会给顶板管理带来一定困难，因此周期来压可能产生空气冲击毁坏矿井，毁坏大面积顶板，因此，理想的顶板条件是: 较薄的伪顶或没有伪顶，厚度适中的直接顶 ( 直接顶厚度与煤层采高有关) ，直接顶与伪顶之间无明显的软弱面。由此可见，矿井开采时顶板岩体质量不但与岩石类型有关，而且与岩石组合有关。岩层组合方式主要考虑砂岩与泥岩的相对比例，并进行定量评价。岩层组合既有不同岩性的岩层组合、又有不同厚度的岩层组合。相同类型的组合，距煤层距离不同，稳定程度也不相同。顶板的分层厚度越大，直接顶越不易弯曲变形，稳定性越好。

H. 顶棚的基本构造形式有哪些

按饰面与基层的关系可归纳为直接式顶棚与悬吊式顶棚两大类。
悬吊式顶棚悬吊式顶棚，是指装饰面悬吊于屋面板或楼板下并与屋面板或楼板留有一定距离的顶棚，俗称吊顶。悬吊式顶棚可结合灯具、通风口、音响、喷淋、消防设施等进行整体设计，形成变化丰富的立体造型，以改善室内环境，满足不同使用功能的要求。悬吊式顶棚的类型很多。从外观上分类，有平滑式顶棚、井格式顶棚、叠落式顶棚，悬浮式顶棚;以龙骨材料分类，有木龙骨悬吊式顶棚、轻钢龙骨悬吊式顶棚、铝合金龙骨悬吊式顶棚;以饰面层和龙骨的关系分类，有活动装配式悬吊式顶棚、固定式悬吊式顶棚;以顶棚结构层的显露状况分类，有开敞式悬吊式顶棚、封闭式悬吊式顶棚;以顶棚面层材料分类，有木质悬吊式顶棚、石膏板悬吊式顶棚、矿棉板悬吊式顶棚、金属板悬吊式顶棚、玻璃发光悬吊式顶棚、软质悬吊式顶棚;以顶棚受力大小分类，有上人悬吊式顶棚、不上人悬吊式顶棚;以施工工艺的不同分类，有暗龙骨悬吊式顶棚和明龙骨悬吊式顶棚。
直接式顶棚直接式顶棚，是在屋面板或楼板结构底面直接做饰面材料的顶棚。它具有构造简单、构造层厚度小、施工方便、可取得较高的室内净空以及造价低等特点，但由于没有隐蔽管线、设备的内部空间，故多用于普通建筑或空间高度受到限制的房间。直接式顶棚按施工方法可分为直接式抹灰顶棚、直接喷刷式顶棚、直接粘贴式顶棚、直接固定装饰板顶棚及结构顶棚。

I. 顶棚的基本构造形式有哪些

顶棚的基本构造形式有哪些？按饰面与基层的关系可归纳为直接式顶棚与悬吊式顶棚两大类。(
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）直接式顶棚直接式顶棚，是在屋面板或楼板结构底面直接做饰面材料的顶棚。它具有构造简单、构造层厚度小、施工方便、可取得较高的室内净空以及造价低等特点，但由于没有隐蔽管线、设备的内部空间，故多用于普通建筑或空间高度受到限制的房间。直接式顶棚按施工方法可分为直接式抹灰顶棚、直接喷刷式顶棚、直接粘贴式顶棚、直接固定装饰板顶棚及结构顶棚。(
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）悬吊式顶棚悬吊式顶棚，是指装饰面悬吊于屋面板或楼板下并与屋面板或楼板留有一定距离的顶棚，俗称吊顶。悬吊式顶棚可结合灯具、通风口、音响、喷淋、消防设施等进行整体设计，形成变化丰富的立体造型，以改善室内环境，满足不同使用功能的要求。悬吊式顶棚的类型很多。从外观上分类，有平滑式顶棚、井格式顶棚、叠落式顶棚，悬浮式顶棚；以龙骨材料分类，有木龙骨悬吊式顶棚、轻钢龙骨悬吊式顶棚、铝合金龙骨悬吊式顶棚；以饰面层和龙骨的关系分类，有活动装配式悬吊式顶棚、固定式悬吊式顶棚；以顶棚结构层的显露状况分类，有开敞式悬吊式顶棚、封闭式悬吊式顶棚；以顶棚面层材料分类，有木质悬吊式顶棚、石膏板悬吊式顶棚、矿棉板悬吊式顶棚、金属板悬吊式顶棚、玻璃发光悬吊式顶棚、软质悬吊式顶棚；以顶棚受力大小分类，有上人悬吊式顶棚、不上人悬吊式顶棚；以施工工艺的不同分类，有暗龙骨悬吊式顶棚和明龙骨悬吊式顶棚。

J. 什么是伪顶、直接顶和老顶

伪顶：位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层，其厚度一般在0.5m。

直接顶：位于煤层或伪顶之上，具有一定的稳定性，移架或回柱后能自行垮落的岩层。

老顶：位于直接顶或伪顶之上，厚而坚硬不容易冒落的岩层。在回采完毕后，直接顶垮落一段时间后，将会垮落一整块的顶板岩石，就是直接顶，俗称“老顶”，第一次垮落时就形成了工作面初次来压，以后每隔一段距离垮落一次，就形成了周期来压。

(10)直接顶的分类方法有哪些扩展阅读

结构类型

散体拱结构

当煤层的普氏系数较小(f<1)，且松软直接顶的垮落高度可达煤层采出厚度的3倍以上时，直接顶岩层中可形成压力拱结构，其特点是具有散体介质的属性，故称散体拱。

这种结构多为松软直接顶厚度较大的煤层形成，其矿压显现一般不明显，但要求较高的初撑力以控制顶煤的早期下沉。

桥拱结构

当上位直接顶岩层较硬且节理发育或网下综放开采时，断裂后的岩块由于相互挤压可形成岩桥状拱结构，因而称之为桥拱结构。