煤礦頂板設(shè)計(jì)和管理課件

7/23/20231煤礦頂板設(shè)計(jì)和管理

7/23/2023一、采煤工作面頂板管理二、掘進(jìn)工作面頂板管理

7/23/202327/23/2023第一部分采煤工作面頂板管理第一節(jié)支護(hù)設(shè)計(jì)第二節(jié)工作面頂板管理第三節(jié)順槽及端頭頂板管理7/23/202337/23/2023

第一節(jié)支護(hù)設(shè)計(jì)支架額定工作阻力確定（以彭莊煤礦1306工作面為例）用公式Q=CPBCSC/KC式中：Q----液壓支架額定工作阻力，KN/架；C----備用系數(shù)，一般取1.1～1.2，取1.2；BC----控頂距，取4.09m；SC----支架中心距，1.5m；KC----取0.95;P---取500KN/㎡。計(jì)算支架工作阻力：Q＝1.2×500×4.09×1.5／0.95＝3874(kN/架)7/23/202347/23/2023根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果1、1306工作面選用ZY5000／12／26型掩護(hù)式液壓支架95架；2、工作面上端頭過(guò)渡支架配置2架，下端頭配置3架，型號(hào)為ZY5600/14/28；全面共計(jì)100架支架。見(jiàn)下圖7/23/202357/23/20237/23/20237/23/2023第二節(jié)工作面頂板管理本工作面頂板管理采用全部垮落法。本工作面配置95架ZY5000／12／26型掩護(hù)式液壓支架和5架ZY5600-14/28型掩護(hù)過(guò)渡式支架,共100架液壓支架,對(duì)工作面實(shí)行全支護(hù)法管理。見(jiàn)下圖7/23/202387/23/20237/23/20237/23/2023一、正常工作時(shí)期頂板支護(hù)方式：采用追機(jī)移架的方法對(duì)頂板進(jìn)行及時(shí)支護(hù)，在采煤機(jī)割煤后，先移支架，后移運(yùn)輸機(jī)。正常情況下，采用及時(shí)移架少降快移一次到位的方式移架，正常移架滯后采煤機(jī)后滾筒3～5架，端面距不大于340mm，工藝為：割煤→移架→推移運(yùn)輸機(jī)。頂板破碎及過(guò)斷層時(shí)，要緊跟采煤機(jī)前滾筒帶壓移架或超前移架控制頂板,即：當(dāng)發(fā)現(xiàn)片幫嚴(yán)重時(shí)，不等采煤機(jī)割煤就進(jìn)行移架，再進(jìn)行其它操作，工藝為：移架→割煤→移運(yùn)輸機(jī)。2023/7/23117/23/2023二、特殊時(shí)期的頂板管理：1、來(lái)壓征兆：①支架阻力激增，表現(xiàn)為支柱安全閥頻繁開(kāi)啟；②煤壁片幫嚴(yán)重；③采空區(qū)發(fā)出悶雷聲。

2023/7/23127/23/20232、處理原則：對(duì)片幫地段要超前移架，拉架時(shí)要做到少降快拉或擦頂移架，縮小空頂面積，對(duì)端面冒頂要進(jìn)行接頂，工作面液壓系統(tǒng)要完好，出現(xiàn)漏液要及時(shí)停乳化泵處理，支架必須達(dá)到初撐力，減少頂板下沉量。破碎地段能超前移架的必須超前移架，不能超前移架的，移架緊跟采煤機(jī)前滾筒進(jìn)行，割一架停機(jī)，移一架；及時(shí)超前支護(hù)，支護(hù)住端面頂板。支架嚴(yán)禁超高，采取措施保證支架達(dá)到初撐力，控制支撐壓力進(jìn)一步往煤壁前方移動(dòng)。

2023/7/23137/23/2023第三節(jié)順槽及端頭頂板管理

一、支護(hù)要求：軌順、皮順兩巷超前支護(hù)均采用單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)方式，兩順槽的超前支護(hù)長(zhǎng)度都少于30m。皮順、軌順巷道斷層破碎帶及超高地段，工作面來(lái)壓前應(yīng)提前支護(hù)處理，超高地段造假頂，保證巷道高度不大于3.0m，其它頂板來(lái)壓處及時(shí)支設(shè)點(diǎn)柱加強(qiáng)支護(hù)。見(jiàn)下圖1306軌道順槽超前支護(hù).JPG

7/23/2023147/23/20237/23/2023超前支護(hù)采用DW－2500/DW－2800/DW－3200/DW－3500單體液壓支柱配合HDJA－1200型金屬鉸接頂梁支護(hù)頂板，一梁一柱，柱距1.2m。工作面軌順打三排（距兩幫及排間距均為1.0m）；皮順破碎機(jī)以里打三排，破碎機(jī)以外打兩排（距上幫、下幫均為1.0m，兩排單體排距為2.5m）。原支護(hù)的錨桿、鋼筋梯和錨索必須在放頂線排回撤，以加強(qiáng)頂板支護(hù)。見(jiàn)下圖1306軌道順槽超前支護(hù).JPG2023/7/23167/23/20237/23/20237/23/20237/23/20237/23/2023二、工作面端頭支護(hù)及安全出口管理：1、正常情況下，工作面靠近端頭的過(guò)渡支架能夠有效地維護(hù)住軌順和皮順的頂板，軌道順槽、皮帶順槽超前支護(hù)支設(shè)的單體支柱頂梁延續(xù)到放頂線回撤。關(guān)門(mén)支護(hù).JPG2023/7/23217/23/20237/23/20232、當(dāng)支架或刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)上竄下滑，過(guò)渡液壓支架與軌道順槽或皮帶順槽延續(xù)到放頂線回撤的一排超前支護(hù)頂梁間距超過(guò)0.8m時(shí)，在刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭（尾）與放頂線之間加設(shè)單體液壓支柱配合HDJA－1200型金屬鉸接頂梁支護(hù)頂板，即距靠近端頭的液壓支架0.3m處開(kāi)始支設(shè)第一排，依次按排距0.5m，柱距1.2m支設(shè)，加設(shè)的支柱頂梁同樣延續(xù)到放頂線回撤。2023/7/23237/23/20233、如果靠近端頭的支架不能有效地維護(hù)好刮板運(yùn)輸機(jī)頭、機(jī)尾上方的頂板，機(jī)頭（尾）超出過(guò)渡液壓支架0.6m時(shí)，則在機(jī)頭、機(jī)尾上方分別加設(shè)4.2m的“∏”型鋼梁維護(hù)頂板，“∏”型鋼梁成對(duì)交錯(cuò)使用，一梁三柱，邁步前移，且距液壓支架側(cè)護(hù)板的距離不大于0.6m。成對(duì)使用的對(duì)內(nèi)的兩根“∏”型鋼梁中～中不大于0.6m，且“∏”型鋼梁沿傾向到最近一排鉸接頂梁的距離不大于0.8m。π形鋼梁.JPG7/23/2023247/23/20237/23/20237/23/2023

4、上、下端頭支柱支設(shè)，初撐力不低于90KN。在支架與煤幫之間的放頂線處，每條頂梁下支設(shè)三棵立柱和兩顆迎向老空的戧柱，戧柱和立柱間隔支設(shè)，正常情況下放頂線下立柱與戧柱柱腳間距0.2～0.3m，當(dāng)坡度變化大時(shí)，根據(jù)巷道坡度而定。關(guān)門(mén)柱間隙不大于0.3m,戧柱上端向老塘傾斜10～20°。所有支柱拴防倒繩管理。端頭支護(hù).JPG7/23/2023277/23/20235、上、下端頭回柱放頂時(shí)，要確保后退路暢通，卸柱時(shí)，要采用遠(yuǎn)距離操作，即卸載手把后端拴繩，繩長(zhǎng)不少于4.0m（或在過(guò)渡支架內(nèi)側(cè)操作），卸載手把繩使用細(xì)軟鋼絲繩或皮條制作；待回柱頂板垮落穩(wěn)定后，方可拾取柱梁。上、下端頭禁止回柱放頂與拉過(guò)渡液壓支架平行作業(yè)。6、回柱時(shí)，堅(jiān)持先支后回原則，按照由下而上、由里向外的順序進(jìn)行。首先在放頂線次排，支設(shè)上頂梁打好戧柱，再依次回放頂線排的戧柱、立柱。端頭回出的多余支柱運(yùn)到指定位置、碼放整齊。2023/7/23287/23/2023第二部分掘進(jìn)工作面頂板管理第一節(jié)巷道分類第二節(jié)支護(hù)工藝第三節(jié)管理措施7/23/2023第一節(jié)巷道分類一、開(kāi)拓巷道二、準(zhǔn)備巷道三、回采巷道7/23/20231、開(kāi)拓巷道：交叉點(diǎn).JPG定義：為全礦井服務(wù)，或者為一個(gè)或一個(gè)以上階段、水平服務(wù)的巷道。包括：井筒、井底車場(chǎng)、石門(mén)、主要上（下）山。布置：在穩(wěn)定的巖層中。服務(wù)年限：15~20年以上。7/23/20237/23/20232、準(zhǔn)備巷道：準(zhǔn)備巷道.JPG定義：為一個(gè)采區(qū)或?yàn)橐粋€(gè)以上的采煤工作面服務(wù)的巷道。包括：一中、二中車場(chǎng)、煤倉(cāng)、采區(qū)石門(mén)、采區(qū)硐室等。布置：一般在半煤巖巷中。服務(wù)年限：2~4年。7/23/20237/23/20237/23/20233、回采巷道：1306軌道順槽.JPG定義：為一個(gè)采煤工作面服務(wù)的巷道。包括：順槽、聯(lián)絡(luò)巷、切眼等。布置：在煤巷中。服務(wù)年限：1~2年。7/23/20237/23/2023第二節(jié)支護(hù)工藝一、開(kāi)拓及準(zhǔn)備巷道支護(hù)工藝以彭莊煤礦西翼采區(qū)-500水平膠帶大巷施工為例詳見(jiàn)施工圖西翼-500m大巷布置圖.dwg7/23/2023支護(hù)材料1.錨桿及錨固劑：錨桿采用等強(qiáng)度全螺紋鋼錨桿，直徑為20mm，長(zhǎng)度為2200mm，頂部每根錨桿均用1塊MSK2370型樹(shù)脂錨固劑固定；幫部每根錨桿均用1塊MSK2870型樹(shù)脂錨固劑固定，錨固長(zhǎng)度不少于500mm，錨桿外露長(zhǎng)度15～50mm，零部件齊全，托盤(pán)為正方形，規(guī)格為長(zhǎng)×寬=150×150mm，用8mm厚鋼板壓制成弧形。樹(shù)脂錨固劑直徑為23mm，每塊長(zhǎng)度為700mm，錨桿均使用配套標(biāo)準(zhǔn)六角加強(qiáng)螺母緊固，每根錨桿抗拔力不小于78.4KN。錨桿間排距均為800×1000㎜。7/23/20232.金屬網(wǎng)：鋼筋網(wǎng)采用直徑為6.0mm盤(pán)圓加工制作的經(jīng)緯網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)的規(guī)格為長(zhǎng)×寬=2000×1100mm，網(wǎng)格為長(zhǎng)×寬=150×100mm，鋼筋網(wǎng)壓接連接，壓接重疊段不小于100mm。網(wǎng)子壓茬連接，搭接長(zhǎng)度≥50mm，用12#鐵絲雙股綁扎，并不少于2.5圈，連接點(diǎn)要均勻布置，間距不大于300mm。7/23/20233.噴射混凝土水泥使用P.O42.5級(jí)，砂為純凈的河砂，石子粒徑不大于10mm，沙、石子過(guò)篩，并用水沖洗干凈，混凝土強(qiáng)度C20，配合比為水泥：砂：石子=1：2：2（重量比）。速凝劑型號(hào)為J85型，不使用受潮變質(zhì)的速凝劑，摻入量一般為水泥的3～5%，噴拱取上限，噴淋水區(qū)時(shí)，可酌情加大速凝劑摻入量，速凝劑必須在噴漿機(jī)上料口均勻加入。遇到出水大時(shí)可先導(dǎo)水后噴漿。7/23/20234.施工中如果遇到斷層或破碎帶，為保證巷道支護(hù)強(qiáng)度，采用錨索梁加強(qiáng)支護(hù)，錨索線采用ф15.24mm的低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線截制而成，長(zhǎng)度為6000mm，進(jìn)行錨索支護(hù)時(shí)錨固端深入穩(wěn)定巖體中不得少于1000mm。錨索梁采用12#槽鋼制作，長(zhǎng)度2400mm，眼孔間距中～中2000mm，每根錨索梁采用兩條錨索線。錨索梁布置采用雙排并列布置：巷道中心線與錨索梁間距均為中-中1000mm，錨索梁排距2000mm。每條錨索線用兩塊MSK2370型樹(shù)脂錨固劑固定，錨固長(zhǎng)度不少于1000mm，錨索線外露長(zhǎng)度不大于200mm，不小于150mm。每根錨索的預(yù)拉力不得少于100kN，鋼絞線的破斷力不得小于260kN。7/23/2023二、回采巷道支護(hù)工藝以彭莊煤礦1308下順槽施工為例詳見(jiàn)施工圖1308下順槽斷面圖.dwg7/23/2023支護(hù)材料1、錨桿：規(guī)格：頂部選用直徑Φ=20mm，長(zhǎng)度2200mm等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿支護(hù)，幫部選用直徑Φ=18mm，長(zhǎng)度2000mm等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿支護(hù)。錨固方式：頂板錨桿用頂錨桿機(jī)打錨桿眼，每根錨桿用一塊MSK2370型錨固劑，兩幫用幫部錨桿機(jī)打錨桿眼，每根錨桿用一塊MSK2370型錨固劑。7/23/20232、鋼筋梯:頂部采用長(zhǎng)×寬=4200×70mm的鋼筋梯，幫部采用長(zhǎng)×寬=2200×70mm的鋼筋梯，鋼筋梯加工材質(zhì)采用ф8mm鋼筋加工。7/23/20233、錨網(wǎng)：頂板采用菱形網(wǎng)規(guī)格為4200×1200mm，幫部采用鋼塑復(fù)合網(wǎng)規(guī)格為2200×1200mm，菱形網(wǎng)采用Φ2.5mm鐵絲編織，網(wǎng)格60×60mm，菱形網(wǎng)壓茬連接，相鄰兩片網(wǎng)之間要用14#鍍鋅鐵絲連接，連接點(diǎn)要均勻布置，扣距不大于0.2m。幫網(wǎng)之間要用鋼塑復(fù)合條穿接，上下兩端系緊在錨網(wǎng)上。頂網(wǎng)與幫網(wǎng)隔200mm用鋼塑復(fù)合條穿接并系緊。4、錨桿托盤(pán)：采用150(長(zhǎng))×150(寬)×8mm(厚)鋼板制作。7/23/20235、錨索：錨索采用ф15.24mm的低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線截制而成，長(zhǎng)度為6000mm，錨索梁采用礦12#槽鋼加工制作而成，長(zhǎng)2000mm，錨索梁孔距1600mm，每孔裝MSK2370樹(shù)脂藥卷兩塊。7/23/2023第三節(jié)管理措施一般規(guī)定1、施工中必須嚴(yán)格執(zhí)行臨時(shí)支護(hù)、敲幫問(wèn)頂、順序施工等規(guī)定。2、掘進(jìn)過(guò)程中必須使用前探梁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，切割或放炮后前探梁先跟迎頭，然后再進(jìn)行其他工作。

7/23/20233、掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)。前探梁采用3條長(zhǎng)4m的φ89mm鋼管按錨桿間距懸吊到頂部錨桿上，每條前探梁不少于2個(gè)懸吊點(diǎn)固定，前探吊環(huán)要緊固可靠并用木楔加緊，然后在空頂處先攛兩塊小板梁，并在其上用小桿或木楔打木垛接頂背實(shí)。在移動(dòng)前探梁時(shí)，要從外向里在支護(hù)好的錨桿下進(jìn)行。靠近掘進(jìn)工作面10m內(nèi)的支護(hù)，在爆破前必須檢查加固整理。7/23/20234、敲幫問(wèn)頂必須在前探梁的掩護(hù)下由兩人進(jìn)行操作,工作時(shí)施工人員必須站在安全地點(diǎn)，一人監(jiān)護(hù)一人用長(zhǎng)柄工具，按“由后向前、先上后下”的工作順序找掉頂幫及迎頭活矸危巖，確認(rèn)安全后再進(jìn)行工作。7/23/2023