采煤方法與采煤工作面頂板控制

1、采煤方法與采煤工作面頂板控制采煤方法：采煤工藝與回采巷道布置及其在時間上、空 間上的相互配合。米煤方法實質(zhì)上包括米煤系統(tǒng)和米煤工藝 兩大部分。采煤系統(tǒng)是指采區(qū)巷道布置方式、掘進和采煤順 序的合理安排，以及由采區(qū)供電系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、 排水系統(tǒng)等共同構(gòu)成完整的采煤系統(tǒng)。米煤工作面：進行采煤作業(yè)的場所。也叫回采工作而， 簡稱采場或工作而。煤壁：直接進行休掘的煤層暴露而。米高：米煤工作而煤層被直接采出的厚度。長壁工作而：長度一般在50米以上的米煤工作而。短壁工作面：長度在50米以下的。整層開采：一次采出煤層全厚的開采方式。米煤方法：目前世界主要產(chǎn)煤國家使用的米煤方法，總 的劃分為壁式和柱式兩

2、大類。米煤工藝：米煤工作面各工序所用方法、設(shè)備及其在時 間、空間上的相互配合。也叫回采工藝。目前普遍使用的采 煤工藝有四種：1、爆破米煤工藝2、普通機械化采煤工藝3、 綜合機械化采4、水力采煤工藝。其中，綜合機械化采煤是 用機械方法破煤和裝煤、輸送機運煤和液壓支架支護的米煤 工藝。米煤工藝由五個工序組成：1、破煤2、裝煤3、運煤4、 支護5、采空區(qū)處理。在全部垮落法控制頂板的工作而，采 空區(qū)處理是回柱放頂工序。炮采的優(yōu)點：適應(yīng)性強，各種條 件的采煤工作而均可適用；所需設(shè)備少，初期投資小。其缺 點有，回柱與放頂作業(yè)不安全，頂板事故多，產(chǎn)值及效率低， 工人勞動強度大等。綜采的技術(shù)裝備與特點：綜采在

3、回采工藝過程中的破 煤、裝煤、運煤、支護、采空區(qū)處理等五大工序全部實現(xiàn)了 機械化作業(yè)，是礦井生產(chǎn)的發(fā)展方向。采用自移式支架及其 附屬設(shè)備來支護頂板，解決了支護與回柱放頂人式操作的問 題，實現(xiàn)了支護與采空區(qū)處理的全部機械化。從而使頂板事 故大為減少，工作面的年產(chǎn)量可百萬噸以上，最高可達300 萬噸左右。液壓支架是現(xiàn)代化礦井中采煤工作而最先進的支 護設(shè)備。垛式支架由前梁、頂梁、立柱、底座、操縱閥及推 移千斤頂?shù)炔考M成。自移式支架支護程序：支撐頂板、推 刮板輸送機、降架、移架。拉架后采空區(qū)的頂板自行垮落。礦山壓力與采煤工作而頂板控制：礦山壓力指的是存在 于采掘空間圍巖內(nèi)的力。簡稱礦壓或地壓。當煤巖

4、被采動以 后，形成一定的空間，從而打破了原有的靜止狀態(tài)，煤巖體 仙的原有應(yīng)力被釋放出來，作用于采動空間的四周，使之移 動變形。假若這種應(yīng)力超過空間周邊巖體的強度時，將出現(xiàn) 空間的頂板下沉、斷裂；底板鼓起及兩側(cè)突出等現(xiàn)象。重力 是產(chǎn)生礦山壓力的根源之一，因而頂板向下移動的趨向較大，而且對支架產(chǎn)生壓力，通常稱頂板壓力。單體液壓支柱的組成：頂蓋、活柱、油缸、三用閥和手 把。自然平等拱：采掘空間上方巖層破壞后形成的相對穩(wěn)定 的拱形結(jié)構(gòu)。當煤巖體出現(xiàn)空間后，頂板失去支撐，如不加 以支護就會下沉，產(chǎn)生裂隙變形。隨之裂隙不斷擴大，頂板 巖石呈塊松動而垮落下來。如果空間不再擴大，頂板巖石不 再垮落量，就形成相

5、對穩(wěn)定的拱形狀態(tài)。礦山壓力的采煤工作而有哪些顯現(xiàn)：1、頂板下沉，產(chǎn) 生裂隙，發(fā)生局部冒落或大面積冒頂。2、工作面內(nèi)的支架 變形、折斷或使立柱插入底板巖石內(nèi)。3、在傾角較大的采 煤工作而中，發(fā)生底板鼓起、滑動等現(xiàn)象。4、工作面的煤 壁片幫，滑落，或煤巖被壓出來等現(xiàn)象。采煤工作而控頂空間的支架一般承受的壓力：隨著采煤 工作面的推進，垮落的頂板巖石碎塊充填采空區(qū)。因破碎的 巖塊間有許多空隙，其體積膨脹，壓實后增大5%20%，所 以能將較硬的基本頂托住或緩沖其壓力，形成相對的穩(wěn)定狀 態(tài)。而工作而上部未垮落的巖層壓力，向工作而煤壁前言轉(zhuǎn) 移。因此，采煤工作面的控頂空間的支架在一般情況下，承 受的只是頂板

6、巖層懸伸部分所產(chǎn)生的壓力。為了將由此產(chǎn)生 的壓力減輕到最低限度，就必須及時地把采煤工作而作業(yè)空 間以外的頂板及時放落下來。直接頂?shù)某醮慰迓洌翰擅汗ぷ鞫缮醒坶_始推進時， 直接頂是完整的，隨著工作而煤壁向前推進，采空區(qū)的直接 頂懸露面積不斷擴大，從而發(fā)生彎曲、下沉、離層直到垮落， 即是直接頂初次垮落。直接頂初次垮落是工作而開采后的第 一次大范圍巖層的垮落，礦山壓力顯現(xiàn)明顯或顯現(xiàn)劇烈，有 時甚至?xí)斐纱竺娣e支柱傾倒，工作而發(fā)生大面積冒頂事 故。直接頂在初次垮落以后的垮落中，工作而壓力顯現(xiàn)就不 太明顯了。從升切眼煤壁到直接頂初次垮落時切頂線的距 離，叫做直接頂初次垮落。初次來壓：基本頂初次破斷在采

7、煤工作而引起的礦壓顯 現(xiàn)。基本頂由于巖層較厚而堅固，能維持很大的面積，一般 不易垮落。一旦垮落時，工作而礦壓顯現(xiàn)比較強烈或極為強 烈。從升切眼開始推進到基本頂初次來壓后，隨著采面的推 進，基本頂每懸露一定距離后，就會發(fā)生一次斷裂，并形成 斷距基本相同的來壓現(xiàn)象叫周期來壓，其距離叫周期來壓步 距。有的工作而沒有明顯的基本頂，所以也就沒有初次來壓 與周期來壓的現(xiàn)象。采煤工作面的頂板控制：采煤工作面中工作空間支護和 采空區(qū)處理工作的總稱。頂板控制方法有垮落法、充填法、 緩慢下沉法及煤柱支撐法四種?？迓浞ǎ菏共煽諈^(qū)懸露頂板垮落乒充填采空區(qū)的巖層控 制方法。采煤工作面的最小控頂距：采煤工作而從煤壁到末排

8、支 柱的頂梁后端或到放頂支柱之間的最小距離。一般采煤工作 而所需的工作空間，至少應(yīng)包括機道、人行道和材料道等三 個空間。當采煤機割煤后，需要回柱放頂?shù)木嚯x叫做放頂距。 放頂距一般為割煤進度的12倍。最小控頂距與放頂距之和 叫最大控頂距。再生頂板：分層開采時上分層垮落矸石自然固結(jié)或人工 膠結(jié)而形成的頂板。它是通過壓實和膠結(jié)兩個過程形成的。人工頂板：分層開采時為阻擋上分層垮落矸石進入工作 而空間而鋪設(shè)的隔離層。采煤工作而支護的目的：保證工作而正常和安全地進行 生產(chǎn)活動。一般的講它包含“支”和“護”兩個方面，所謂 “支”就是要求支柱或支架有一定的承載能力，能與工作而 頂板壓力相對平衡，并能防止來壓時

9、頂板沿煤壁切斷。所謂 “護”則要求支架的架設(shè)能適應(yīng)頂板破壞的特征，防止巖塊 掉落，以保證安全生產(chǎn)。正懸臂梁支護懸臂梁在煤壁一側(cè)， 有利于機道頂板的維護，但由于懸臂梁在采空區(qū)一側(cè)伸出不 長，在回柱時易被矸石壓埋，不易回收支柱。倒懸臂梁支護 懸臂方向在采空區(qū)一側(cè)，末排支柱有懸梁伸出，回柱工人操 作時，安全條件好，另外支柱也不易被壓埋容易回收，但采 空區(qū)的懸梁容易被壓彎或折斷。支柱的迎山角：在有傾角的采煤工作面內(nèi)架設(shè)支柱時， 立柱與頂?shù)装宸ň€方向上偏離一個角度。支柱迎山角的作用 是使支柱穩(wěn)固地支撐頂板，以免頂板來壓時支柱被推倒。打 柱時掌握迎山角的大小要根據(jù)工作而傾角而定，迎山角的角 度一般是工作而

10、傾角的1/61/8最大值不得超過8，打支 柱不能過大，也不能過小。迎山角過大時叫“過山”；沒有 迎山叫“退山”。無論“過山”或“退山”的支柱對頂板的 支撐效果都不好，頂板來壓時容易發(fā)生倒柱。工作而使用注液槍時同時使用的不得超過3把。底板巖石較軟，支柱容易扎底，降低支柱支撐頂板的效 果，為防止支柱扎底一般采取的措施是：使用柱靴（俗稱穿 鞋）增大支柱底座的面積，降低支柱對底板的比壓值，可以 解決支扎底的問題。木垛是用木堆積而成，一般木垛打成方形，多用于頂板 破碎壓力較大的地段進行支護。托棚一般由金屬或木柱與木 梁組成的一梁三柱，并與煤壁平行。它多用于無密集放頂?shù)?工作面，支撐原有支架，防止采空區(qū)冒

11、落的矸石推倒基本支 架。戧柱是由金屬柱或木柱與頂帽組成的一柱一帽式斜柱。加強工作而端頭支護：因為采煤工作而上下端頭連接回 風(fēng)巷與運輸巷，控頂面積大，同時在移動刮板輸送機機頭機 尾時，撤柱、支柱反復(fù)支撐，使頂板下沉、破碎，因而兩端 頭冒頂事故較多，所以必須加強支護、特殊管理。用1.2米 鉸接頂梁或金屬長梁（一般用11#工字鋼或兀型鋼做的長梁） 與單體柱組成的懸臂梁式的特殊支護。運輸巷（或風(fēng)巷）也 用金屬梁超前支護，托住巷道原有支架。另一種端頭支護形式多用于普采工作面，在上下機頭的 安全出口處用11#礦用工字鋼做長梁，與單體液壓支柱組成 邁步前移的抬棚支護端頭的頂板。每架抬棚用34根液壓支 柱，兩

12、架為一組。一般用三組六架或四組八架抬棚每組抬棚 邁步式交替前移。其特點是，在前移抬棚時是在另一架抬棚 支護下作業(yè)，并能做到及時支護頂板，不但能保證端頭的安 全，還能保證支護作業(yè)的安全。這種端頭支護式方式，也可 以用于人工頂板下分層工作而。片幫：采煤工作面的煤壁，在礦山壓力作用下，發(fā)生自 然塌落的現(xiàn)象。工作而采高越大或煤層節(jié)理發(fā)達就越容易片 幫，薄煤層和煤質(zhì)堅硬的工作而就不容易發(fā)生片幫的現(xiàn)象。 工作面片幫后，使頂板懸露面積加大，頂板會隨之大量下沉， 容易引起冒頂事故。同時，片幫下滑的煤炭倒塌時也能碰傷 人員，造成人身傷亡事故。冒頂：采煤工作面的支架不能控制住頂板時，頂板巖石 發(fā)生垮落的事故叫冒頂

13、。其種類，按一次冒頂范圍及面積大 小，一般可局部冒頂和大面積冒頂事故兩大類。我國煤礦頂 板事故死亡人數(shù)約占各類事故總死亡人數(shù)的40%左右，其中80%發(fā)生在采煤工作而內(nèi)。冒頂事故發(fā)生的原因：其根本原因在于開采過程中礦山 壓力的活動所造成的。但從冒頂事故發(fā)生的情況來分析，有 屬于對客觀規(guī)律認識不足，沒有采取有效控制方法造成，而 更多的是由于工作中的缺點和錯誤所造成。歸納起來有以下 幾方面主要原因：1、思想認識不足，工作麻痹大意是發(fā)生 冒頂事故的思想根源。2、地質(zhì)構(gòu)造不清，頂板壓力顯現(xiàn)規(guī) 律不明是發(fā)生冒頂事故的重要因素。3、支護規(guī)格質(zhì)量不符 合質(zhì)量標準要求，是引起冒頂事故常見因素。4、違章指揮， 違

14、章作業(yè)，是發(fā)生冒頂事故的直接原因。采煤工作而在冒頂事故發(fā)生前，都有或多或少的預(yù)兆， 及時掌握和發(fā)現(xiàn)預(yù)兆，對預(yù)防冒頂事故的發(fā)生極為重要，其 預(yù)兆主要表現(xiàn)：1、頂壓急劇增大，支柱下縮或發(fā)生斷梁折 柱并發(fā)出響聲，頂板巖層下沉或斷裂。2、頂板掉渣，掉渣 越多說明頂板壓力越大。3、片幫增多，煤壁受壓后變得板 軟而片落。4、頂板裂縫增多而加大加深。5、頂板離層敲打 時必出空聲。6、漏頂，大冒頂前破碎的頂板巖石從支架梁 漏出，使支架懸空。7、瓦斯涌出量明顯增大。8、頂板淋水， 有明顯的增多等。當發(fā)生冒頂事故后，一般的處理方法是：1、首先弄清 冒頂部位，頂板壓力是否已經(jīng)穩(wěn)定，冒落高度和冒頂范圍大 小，冒落矸石

15、的塊度等情況。2、檢查未冒落區(qū)的支架狀態(tài)， 加強其支護密度與強度，避免冒落區(qū)的擴大。3、檢查輸送 機是否正常運轉(zhuǎn)，如果被壓埋應(yīng)將其斷開，鋪設(shè)臨時機尾恢 復(fù)運輸，處理冒落攻的矸石。4、冒頂區(qū)范圍較小時，可在 支架上方打木垛剎頂，清除矸石后恢復(fù)生產(chǎn)。5、如果是較 大范圍的切頂，則可用劈幫或重新掘進升切眼鋪設(shè)刮板輸送 機恢復(fù)生產(chǎn)。冒頂區(qū)的設(shè)備另由專人清理回收。預(yù)防大冒頂?shù)拇胧?、采而要有相當?shù)闹ёo護密度， 有效的控制住頂板。對采空區(qū)的懸頂采取措施強制放頂。2、 掌握頂板周期來壓規(guī)律，在來壓前加強支護，適當加大支護 密度則防止來壓時冒頂。3、加快工作而推進度，減緩頂板 下沉速度與下沉量，保持頂板完整性。4、失效的支柱及時 更換，各種原因發(fā)生的倒柱及時扶正，并剎好幫頂。預(yù)防局部冒頂?shù)拇胧?、支護方式必須和頂板