采掘工程支护方案

1、采掘工程支护方案设计一、采煤工作面顶板控制（一）设计1、采用类比法进行设计：参考本矿或邻矿同煤层矿压观测资料，选择工作面矿压参数，最大平均支护强度 258.72kN/m2。2、工作面选用液压支架工作参数见下表。工作面条件与支架适应条件对照表项目工作面条件支架适应条件采高2.0m1.6 2.4m倾角7°25°0 35°煤厚4.5m1.8 7m煤硬度1.51-4底板比压38MPa1.5Mpa顶板种类n (e)类3、支护强度计算（1）、工作面合理支护强度Pt= k x gx hx r=6 x 9.8 x 2.0 x 2.2=258.72（kN/ ml）式中：Pt-支护强

2、度K-4-8系数，根据本矿实际条件取6 g-9.8h-采高，取2.0 r-容重，本矿取2.2(2) 、支架支护阻力计算：P= Pt (L i+L+a)B=258.72(2.46+ 0.8+0.2)1.1=985(KN)式中：Pt-支架支护顶板所需的支护强度 KN/m 258.72Li-支架长度m 2.46L2-前伸梁长度m 0.8a-支架的梁端距m 0.2B-支架的支护宽度m 1.1(3、)支架的支护强度：为1800 KN/miP V 1800(4、)支架底板比压为1.5Mpa工作面底板容许比压38MPa4、支架选择：根据以上计算结果，选用ZH1800/16/24型悬移支架，其工作阻力为180

3、0KN大于计算所需工作阻力985KN能满足采煤工作面顶板支护强度需要。通过以上数据对比，选用ZH1800/16/24型悬移支架，能满足采煤工作面支 护强度要求。ZH1200/16/24型支架主要技术参数如下:名称单位参数备注支架高度m1.62.4支架长度m2.46不含前伸梁的长 度支架中心距m m1100支柱直径m m100支柱数量根4支柱提缸力KN24移架步距m m800支架工作阻力KN1800支架初撑力KN600整架重量k g900包括双体支柱4 棵泵站压力M pa18工作液浓度2-3%前伸梁行程m m800前伸梁数量2（二）、基本支护工作面采用ZH1800/ 16/ 24型悬移支架配合D

4、H22/300/ 100S型单体液压支柱支护顶板。工作面上端头采用 4对8根长2.4 mDFB型长托梁，下端头采用4对8根长2.8mDFB型长托梁配合单体液压支柱支护顶板，工作面超前支护使用 铰接顶梁抬棚支护，单体液压支柱型号为 DW22/30/ 100型，铰接顶梁型号为DJB1000/ 300。支护参数的选择：架间距1.1m,支护密度为0.4架/ m,最大控顶距3.26m, 最小控顶距2.46m,放顶步距0.8m。（三）、特殊支护本工作面的特殊支护有端头一梁三柱、走向板棚、倾向抬棚、单体斜撑柱、 贴帮柱。1、一梁三柱（长托梁） ：上下端头使用的一梁三柱随采面的推采方向交错迈步前移，上下端头各

5、支设 4对，每对长托梁两根之间间距不大于 30cm对距 不大于70 cm,其支柱初撑力不低于12MPa2、倾向抬棚：倾向抬棚是为了防止推倒支架所用的特殊支护，在靠近支架后柱10cm沿工作面倾斜方向支设一排，把工作面支架上下全部铰接，倾向抬棚用单体支柱配铰接顶梁,顶梁必须铰接使用,并将铰接顶梁上的销子紧实。煤 层倾角较大及俯采时,铰接顶梁支设的支柱两方向（推采及倾斜方向）上都必 须有迎山角（ 6-8 °迎山 1 °）,底板坚硬时,支柱必须刨出 3-5cm 的柱窝,支柱 钻底大于10c m时必须穿鞋，且要迎山有力；支柱初撑力不低于 6.5MPa3、走向板棚：走向板棚是当架距大,

6、金属网下坠严重时在架间支设,顶梁采用n型顶梁，顶梁长度一般在 2.4米，所用支柱不得少于两棵。支柱初撑力 不低于 12MPa。4、单体斜撑柱：当工作面支架与顶板不平行, 变形严重或煤层倾角大于 15° 时支设,用于护架,其初撑力不低于 6.5MPa。5、贴帮支柱：当工作面压力增大时,煤壁片帮时支设,以防片帮伤人,其初撑力不低于 6.5MPa。（五）适用性1、工作面正常工作时期采用基本支护和特殊支护方式。2、特殊时期（1 ）工作面初次来压安全技术措施： 工作面初次来压前，应在上回风巷、下运输巷挂牌标明来压位置，加强 来压的预测预报工作。 加强上、下端头顶板管理，要提高支护质量，适当加大

7、支护密度，确保 端头支架联网与巷道搭接 0.5m 以上，防止出现端头冒顶。 坚持正规循环作业，采面开采高度严格控制在 2.0m以内。 提高工作面支架的支护质量，随时注意顶、帮及煤壁的变化情况，并加 强维护。 严禁超宽开采，当工作面面前出现空帮、空顶时，应及时伸出前探梁， 必要时用半圆料在面前下托棚进行维护，并保证一梁三柱。 加强架与架间的横向联系，打好托棚和斜支柱。 备用不少于 2 立方米的半圆料和正常使用大架单体支柱的 10%备用支柱 严格控制一次开帮距离，并及时联网探梁，必要时逐架开帮，顶板破碎 时，采用镐刨钎子捣的方式控制顶板。 工作面安全出口保证始终畅通，移溜子头时卸下的支柱必须及时补

8、齐。 每班检查两巷情况，发现隐患及时处理。 质量验收员每班三次对支柱进行量压，发现有压力显现征兆时及时采取 措施。加强泵站及液压管路维护，保证泵站压力不低于 18MPa。（2）停采前的顶板管理： 严格工作面的支护质量，及时对支柱二次注液，端头支护、一梁三柱等 特殊支护齐全有效，保证工作面支护强度。 顶板破碎压力大时，增加支架支护密度或在支架间支设走向棚。 面前压力大有片帮现象时，面前及时挂网或支设戴帽贴帮柱加强支护。（3）过断层及顶板破碎时的顶板管理： 加强顶板管理，严格执行敲帮问顶制度。 打眼人员应根据顶板的具体情况，严格控制打眼深度、角度及装药量, 应尽量减少对断层破碎带的震动，必要镐刨控

9、制顶板。 当面出现片帮或顶板破碎时，应及时联网维护，控制顶板，并减少一次开帮长度。 当面前出现空顶时，应先用单体支柱在面前套棚维护，有效控制顶板， 然后再放炮。 顶板较破碎时，应先联网，用单体维护好顶板、并减少一次开帮长度， 必要时采用一炮一放的方式控制顶板。 当面前出现局部冒顶时，必须用木料将顶结实，保证支柱初撑力。 攉煤过程中，随时坚持敲帮问顶制度，当片帮严重时，用单体临时护帮 柱挂网并将网挂到底。 因断层影响，不沿底板的地段支柱钻底超过 10cm必须穿铁鞋，确保支柱 有足够的支撑力。（4）放顶煤时期的顶板管理： 放顶煤前后必须对支架进行二次注液，并达到初撑力。 放顶煤前下好联锁托棚，加强

10、支架的整体稳定性。 放顶煤时严禁将支架后方放空，以矸石围住支架为准。 加强工作面工程质量，严禁出现调斜、立棱支架。（5）应力集中区的顶板管理：为加强应力集中区的顶板管理，巷道内掘进棚下采取打点柱的方法加强支护，工作面内加强工程质量，打好架与架之间的 联锁托棚，加强支架的稳定性。杜绝立棱，调斜支架，保证支柱初撑力。二、巷道支护岩巷、半煤岩巷和硐室一般采用锚喷支护。但可根据煤层厚度、硬度、顶、底板岩性和淋水大小等情况，也可采用钢架棚支护1、锚喷支护设计应按锚杆喷射混凝土支护技术规范 （国标 50086-2001） 进行。锚喷支护设计主要用工程类比法。只有在复杂地质条件下，对于重点工 程和大跨度巷道

11、、硐室等以及缺乏恰当类比对象时，才进行监控法设计和解析 法验证。煤矿安全规程规定掘进工作面严禁空顶作业，必须使用临时支护，结 合我国锚网喷支护形式，可根据断面跨度确定临时支护方式，断面宽度 <4000mm 时挑杆不少于3条，断面宽度4000mm寸挑杆数量应不少于4条。对于极不稳 定类型顶板还可采用打临时点柱的临时支护方式。（1）、锚喷支护材料： 、锚杆及锚固剂：锚杆采用5#（A5）钢制成的等强度螺纹钢锚杆，直径18mm 长度1800mm锚杆间排距800mM 800mm每根锚杆均用2块树脂锚固剂固定， 锚固长度不少于700mm锚杆外露长度不大于 50mm托盘为方形。树脂锚固剂 直径为28m

12、m每块长度为500mm锚杆均使用配套标准螺母紧固，锚固剂型号为 MSZ253，5 每根锚杆锚固力不小于 64KN。 、金属网采用 8 #铁丝制作的经纬网，网的规格为长X宽 =2000mM 1000mm网格为长X宽=80X 80mm网要压茬连接，搭接长度不小于 100mm相 邻两块网之间要用 14#铁丝连接，连接点要均匀布置，间距 0.1m。 、喷射混凝土必须使用用标号不低于 425#水泥，沙为纯净的河沙，石子粒径小于5mm石子过筛，并用水冲洗干净，混凝土强度抗拉1.4MPa抗压25MPa 配比为水泥：沙：石子=1: 2: 2;混凝土标号为150#。速凝剂型号J85,掺入 量一般为水泥重量的23

13、.5%，喷拱时取上限，喷淋水区时，可酌情加大速凝剂 掺入量，速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入，喷层厚度为200mm。（2）、临时支护 在施工过程中，为保证人员安全，采用前探梁支护作为临时支护，前探梁 采用15kg/m钢轨2根，长度4m每根前探梁用3个吊环固定，吊环形状为倒梯 形，大面朝上。使用锚杆固定，放完炮 20min 并待炮烟吹散后，敲帮问顶，用 长把工具处理干净伞檐悬矸后，立即将前探梁伸向迎头，最大空顶距不得超过 0.8m，前探梁上部空隙用板梁、木板打紧打牢接实顶，维护好空顶区顶板，板 梁规格：长x宽x厚=1.6mx O.3mx 0.2m，前探梁间距1.0m，所有施工人员必须 在前探梁的

14、掩护下工作。（3）、永久支护采用锚喷支护， 支护材料为螺纹钢锚杆， 喷射混凝土（水泥、石子、沙子）， 锚杆株排距拟定为800mm喷体厚度为200mm按悬吊理论计算锚杆参数 、锚杆长度计算：1、锚杆长度计算：L = KH + L1 + L2式中： L 锚杆长度， m；H 冒落拱高度， m；K 安全系数，一般取 K=2；L1 锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取 0.5m；L2 锚杆在巷道中的外露长度，一般取 0.1m；其中： H =B/2f =4.4/（2x4） =0.55（m）式中： B 最宽巷道开掘宽度，取 4.4m；f 岩石坚固性系数，砂岩取 4；则 L=2X0.55+0.5+0.1 =

15、1.7(m) 、锚杆株、排距计算，按株排距相等，取a：a= kHr式中：a 锚杆间排距，mQ 锚杆设计锚固力，64KN/B;H 冒落拱高度，取0.55m;r 被悬吊砂岩的重力密度，取 27KN/m；K 安全系数，一般取K=2;a=1.47(m)(选取锚杆间排距为800mm通过以上计算，选用直径18mm长度1800mm的等强度螺纹钢锚杆，可以满 足支护强度要求。(4) 、支护工艺 、锚杆及锚固剂：锚杆采用5#(A5)钢制成的等强度螺纹钢锚杆，直径18mm 长度1800mm锚杆间排距800mM 800mm每根锚杆均用2块树脂锚固剂固定， 锚固长度不少于700mm锚杆外露长度不大于 50mm托盘为方

16、形。树脂锚固剂 直径为28mm每块长度为500mm锚杆均使用配套标准螺母紧固，锚固剂型号为MSZ2535每根锚杆锚固力不小于64KN 、金属网采用 8 #铁丝制作的经纬网，网的规格为长X宽=2000mM1000mm网格为长X宽=80X 80mm网要压茬连接，搭接长度不小于 100mm相 邻两块网之间要用14#铁丝连接，连接点要均匀布置，间距 0.1m。 、喷射混凝土必须使用标号不低于425号水泥，沙为纯净的河沙，石子粒直径小于5mm石子过筛，并用水冲洗干净配比为水泥：沙：石子=1： 2: 2, 速凝剂型号为 J85 型，掺入量一般为水泥重量的 23.5 ，速凝剂必须在上料 口均匀加入。（5）、

17、锚杆安装工艺、打锚杆眼打眼前，首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求 时必须先进行处理；打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、 危岩，确认安全后方可开始工作，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过 100mm尽量与岩层层里或裂隙面垂直，层里不明显时，以与巷道轮廓线的切线 夹角为准，角度均不小于 75°,误差不得大于15 °。用直径32mm钻头打眼， 杆眼深度应与锚杆长度相匹配，打眼时应在钎子上做好标志，严格按锚杆长度 打眼，深度1.8m士 50mm应用长短钎套打以保证锚杆眼的深度和角度；锚杆眼 打好后,应将眼内的煤岩渣、积水清理干净。打眼时,必

18、须在临时支护的掩护 下操作。打眼的顺序,应由外向里先顶后帮的顺序依次进行。、安装锚杆安装锚杆前,应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。吹扫时,操作人 员应站在孔口一侧,眼孔方向不得有人。吹扫干净锚杆眼后把 2 块树脂锚固剂 送入眼底,把锚杆插入锚杆眼内,使锚杆顶住树脂锚固剂外端头套上螺帽,用 带有专用套筒的风煤钻卡住螺帽,开动风煤钻,使风煤钻带动杆体旋转将锚杆 旋入树脂锚固剂,对锚固剂进行搅拌,直至锚杆达到设计深度,方可撤去风煤 钻，搅拌旋转时大于35s后，卸下螺帽，上好托盘，拧上螺帽，12min之后，拧 紧螺帽给锚杆施加一定预紧力，拧紧力矩不小于 120N?M紧固锚杆使用锚杆预 应力扳手（M

19、C-300/750）。本巷道每排锚杆数量为13根。6）、喷射混凝土A、准备工作必须先按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须 先进行处理；检查锚杆安装是否符合设计要求，发现问题及时处理。清理喷射现场 的矸石杂物，接好风、水管路，输料管路要平直不得有急弯，接头要严密，不 得漏风，严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。检查喷浆机是否完好，并 送电空载试运转，紧固好摩擦板，不得出现漏风现象。喷射前必须用高压风 水冲洗岩面，在巷道拱顶和两帮应安设喷厚标志。喷射人员要佩戴齐全有效 的劳保用品。B 、喷射混凝土的工艺要求 喷射顺序为：先墙后拱，从墙基开始自下而上进行，喷枪头与受喷面应尽 量

20、保持垂直。喷枪头与受喷面的垂直距离以 0.81.0m为宜。采用搅拌机拌料、 水泥、沙和石子应混合均匀。喷浆时，喷浆机的供风压力在0.4MPa,水压应比风压高0.1MPa左右，加水量凭射手的经验加以控制，最合适的水灰比是 0.4 0.5 之间。喷射过程中应根据出料量的变化， 及时调整给水量， 保证水灰比准确， 要使喷射的湿混凝土无干斑，无流淌，粘着力强，回弹料少。C 、喷射工作 喷射工作开始前，应首先在喷射地点铺上旧风带，以便收集回弹料，一次 喷射完毕，应立即收集回弹物，并应将当班拌料用完。当班喷射工作结束后， 必须卸开喷头，清理管路和喷浆机内外部所有遗留物。开机时必须先给水，后开风，再开机，最

21、后上料；停机时，要先停料，后 停机，再关水，最后停风。喷射顺序为：先墙后拱，从墙基开始自下而上进行。喷射工作开始后，严禁将喷射枪头对准其它人员，喷射中突然发生堵塞故障时， 喷射手应紧握喷头并将喷口朝下并立即命令关掉压风开关。D 、喷射质量及养护喷射前必须清洗岩帮，清理浮矸，喷射均匀，无裂隙，无“穿裙，赤脚”。 喷射工作结束后，当班喷层必须在下一个班末开始洒水养护，洒水养护时间不 低于28天，7天以内每班洒水2次，7天以后每班洒水1次。（7）特殊支护在锚喷支护中，当围岩稳定性较好，采用先锚后喷的方式；当围岩稳定性 较差时，锚杆株排距缩小为 0.6m，并挂钢筋梯加强支护，首先及时喷射不小于 50mm厚的混凝土封闭围岩，紧接打锚杆挂网，复喷到设计厚度，初喷距迎头不 得超过3m,复喷距迎头不得超过6m,初喷厚度为5070mm复喷总厚度不低于 150mm2、11号矿工钢支护（1）、采用矿用11号工字钢梯形刚性支架。其优点是适应性强，承载能 力大，可加工性好，安装容易，耐火性好，支架构件在达到屈服强度以后塑性 工作范围大，安全性好；易修复，可多次复用，经济效果好。缺点是初期一次 投资大，用钢量多。其参数、性能见下表：矿用工字钢的尺寸规格（mm）表2型号高度h腿宽b腰厚d11110