综掘工作面顶板控制与管理.docVIP

授课计划 授课日期： 授课地点： 授 课 人： 课程：掘进工作面顶板管理 教学目的与要求：掌握有关工作面顶板的基本概念，进一步增强人员顶板支护和管理水平，加强安全生产作业。 重点难点： 1、采区巷道矿压控制基本方法和途径； 2、支护形式的选用； 课内外作业： 1、巷道支护按按支护形式分为几种，分别有什么特点？ 2、按巷道支护的承压方式分为几种，分别有什么特点? 3、巷道顶板事故主要发生在哪些地点？ 4、支架支护巷道冒顶的类型主要有哪些？ 5、预防巷道交叉处冒顶事故的主要措施有哪些？ 授课内容： 顶班的基本概念 1、顶板及划分 顶板：位于煤层上面的岩层，称为顶板。 煤层按自然层位分为： （1）伪顶：直接位于煤层之上，一般为薄层炭质页岩等软弱层组成，厚度在0.3～0.5m以下，极易冒落。 （2）直接顶：直接位于煤层或伪顶之上的一层或数层岩层，常有泥质页岩、页岩、砂质泥岩组成，厚度不等，并随回柱垮落。 （3）老顶：通常位于直接顶之上的厚而坚硬的岩层，常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等组成，回柱后可悬露大面积而不冒落。 按直接顶岩层的稳定性及老顶来压强度的顶板分类： （1）不稳定顶板（又称破碎顶板）：指直接顶是松软易垮落的漏顶的岩层。用数字序号ⅰ表示。（2）中等稳定顶板：直接顶中有裂隙但比较完整，工作面推进一定距离后，悬露顶板板才会冒落。用数字序号ⅱ表示。（3）稳定顶板：直接顶为强度较大的岩层，分层厚，无明显节理裂隙，工作面向前推进后顶板并不冒落，回柱放顶时，需要做人工强制放顶。用数字序号ⅲ表示。（4）坚硬顶板：顶板完整，很少有裂隙，回柱放顶后，顶板能大面积悬露不垮落。这种工作面的顶板必须采取深孔爆破，高压注水等特殊的放顶方法。用数字序号ⅳ表示。 按老顶来压强度的强弱可将顶板分为四级： （1）不明显，用数字序号ⅰ表示； （2）明显，用数字序号ⅱ表示； （3）强烈，用数字序号ⅲ表示； （4）极强烈，用数字序号ⅳ表示。 巷道断面及支护方式 1、巷道断面 煤矿中巷道断面的形状一般有矩形、拱形、梯形、马蹄形、椭圆形、圆形及其他特殊条件下使用的不规则形等。最常用的巷道断面形状为梯形和拱形。 2、采区巷道矿压控制基本方法和途径 （1）巷道保护，是指为了使围岩应力与岩体强度保持较适应的关系，以便预防巷道失稳或有效地减轻矿压危害而采取的各种技术措施，如选用有利于巷道稳定的断面形状，在巷道设计和掘进时就为预期的巷道缩小量预留备用断面，将巷道布置在坚硬岩层中或应力降低区等。 （2）巷道支护，一般指借助于安设各种矿山支架去预防巷道围岩产生过度变形和防止巷道冒顶、片帮，以保证巷道正常使用。 （3）巷道维护，是指对已进行过支护的巷道，为了改善已恶化的维护状况和恢复其稳定性所采取的一些措施，如巷道扩帮、起底、补柱、更换损坏的支架构件甚至重新支护等。 3、巷道支护原理 （1）巷道支架与围岩相互作用和共同承载原理 合理利用巷道的围岩的自承力；合理选择支架工作点；提高围岩自承能力；选择合理的支护方式与参数。 4、支护形式 按支护形式分为： （1）架棚式支护；使用性强，一般地质条件下均可采用，尤其多用于回采巷道。 （2）锚喷支护；多用于动压较小的开拓准备巷道。 （3）联合支护；适用于围岩松软、压力较大的地点。 按巷道支护的承压方式分为： 被动承压支护：用于承载结构支撑围岩的压力，如砌碹支护和棚式支护。 主动承压支护：支护与围岩形成统一结构，利用围岩自身支撑围岩压力，如锚杆支护、锚喷支护、锚喷网支护等。 联合支护：将被动承压支护与主动承压支护以支撑围岩的压力。如锚喷与砌碹，锚喷与棚式支护等。 5、支护形式的选用 选择巷道支护形式和支护材料应考虑： 巷道的用途及要求；永久性大巷等宜选用防火、放水、防腐的耐压支护，如锚喷等。 巷道的服务年限：服务时间长的多采用防腐性能好的耐压支护，短的选用棚式支护，便于回收。 围岩压力的大小：静压大时宜选用锚喷支护，动压大时宜选用“U”型钢可伸缩性支架。 巷道的断面形状：金属支架可加工成各种面形状，砌碹支护只选用曲线断面巷道。 支护费用：在满足安全生产的条件下，应选用材料来源充足、加工方便、施工简单的支架。 5、临时支护 为了有效控制上部岩石，防止顶部岩石掉落伤人，预防顶板事故的发生，在施工时必须进行临时支护。如一般架棚巷道采用前探梁配合支架棚梁，打顶部网和川杆进行临时支护。 永久支护 岩巷永久支护：锚杆支护、喷浆支护、锚索支护和联合支护。 煤巷永久支护：木支架、