采煤支护工教案

1、采煤支护工教案一、煤矿生产技术：（一）、煤层的厚度及产状：1、煤层的厚度：是指煤层顶底板之间的垂直距离。（1）、在复杂结构的煤层中，煤层厚度可分为总厚度和有益厚度。（2）、总厚度是包括夹矸在内的全厚度。（3）、有益厚度是除去夹矸的纯煤厚度。煤层厚度的分类：薄煤层-厚度小于1.3m中厚煤层-厚度在1.3-3.5m厚煤层-厚度在3.5m以上生产工作中，有时习惯将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层2、煤层的产状：产状要素包括煤层的走向，倾向和倾角。（1）、走向-煤层层面与水平面的交线称为走向线。走向线两端所指的方向就是煤层的走向。（2）、倾向-在煤层层面上与走向线垂直直线叫倾向线，倾斜线两端所指的方向就

2、是煤层的倾向（3）、倾角-煤层层面与水平面之间的夹角。倾角的变化在0°-90°之间。3、煤层按倾角大小可分为：近水平煤层-倾角8°缓倾斜煤层-倾角8°-25°倾斜煤层-倾角25°-45°急倾斜煤层-倾角45°二、地质构造及其对巷道的影响：1、地质构造通常包括褶皱，断层和节理，断层和节理统称断裂构造。2、褶皱的形成：煤层在生成初期，一般是成水平状态的，由于地壳运动的结束，使煤层和它周边的岩层发生变形和变位。当岩层收到水平方向的挤压和由地心缓慢上升的压力，岩层被挤压或弯曲状，但也没有失去原有的连续性，这种构造形态较褶皱

3、构造。褶皱构造中，岩层每一个弯曲的部分，叫褶曲。褶曲的形状有背斜和向斜两种，岩层层面向上凸起的弯曲称为背斜，岩层层面向下凹的弯曲叫向斜。3、褶皱对巷道掘进的影响：（1）、大型向斜的轴部顶板压力有增大的现象，必须加强支护，否则容易发生冒顶事故，给顶板管理带来很大的困难。（2）、有瓦斯突出的矿井，向斜轴部是瓦斯突出的危险区。由于向斜轴部顶板压力大，在加上强大的瓦斯压力，向斜轴部容易发生瓦斯突出。4、断裂构造：煤（岩）层受地壳运动产生的地应力作用发生断裂，就失去了连续性和完整性，出现断裂面，形成断裂构造。如果断裂面两侧的煤（岩）层没有发生显著的位置错动，称为节理或裂隙。若发生了显著的位置错动，即为断

4、层。（1）、断层：断层是由于地壳运动而使煤岩层的完整性遭到破坏，发生断裂而形成的现象。断层的性质及其在空间的位置和形态，可用断层要素来表示，包括断层面、断层线、断盘和断距。断层根据其位置的移动可分为正断层、逆断层和平移断层。逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层。正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层。平移断层：如果两盘岩块沿断层面作为水平移动的断层。（2）、断层出现的预兆：A、煤层的走向与倾斜发生较大的变化B、煤层的顶底板出现凸凹不平，顶底沿裂隙增多，而且越接近断层裂隙越多。C、煤层厚度发生显著变化，煤层松软，光泽变暗，滑动面和摩擦痕增加。D、破碎带有淋水或涌水现象，瓦斯涌出量增多。二、

5、采煤方法（一）概念1、采煤工作面：在采场内进行采煤的煤层暴露面成为煤壁，又称为采煤工作面。2、采煤工作：在采场内，为了开采煤炭资源所进行的一系列的工作，成为采煤工作。3、采煤工艺：由于煤层的自然赋存条件和采用的采煤机械不同，完成采煤工作各道工序的方法也就不同，在进行的顺序、时间和空间上必须有规律的加以安排和配合。这种在采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合成为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成采煤工作各项工序的过程，成为采煤工艺过程。采煤工艺主要有：爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺、综合机械化采煤工艺和水力采煤工艺。4、采煤系统：采煤系统是指采区内的巷道布置以及为了正常

6、生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道构成的。5、采煤方法：采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。（二）、采煤方法的分类1、壁式体系采煤法特点：（1）、在采煤工作面的两侧各至少布置一条巷道，构成完整的生产系统。（2）、采煤工作面较长，一般在80250以上。（3）、采煤工作面分别采用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破煤和装煤，用与工作面煤壁平行铺设的可弯曲刮板输送机运煤，用自移液压支架或单体支柱与铰接顶梁组成的单体支架支护采煤工作面工作空间，用全部垮落法处理采空区。（4）、随着工作面的推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈

7、。2、柱式体系采煤法（不常用）柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤法，是以房、柱间隔采煤为主要特征，常见的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。三、矿山压力1、矿山压力的概念：矿山压力就是由于进行采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态，引起应力重新分布，我们把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力，简称“矿压”。2、矿山压力的来源：采动前，原始岩体中已经存在的应力是矿山压力产生的根源。井下深部原岩处于复杂的受力状态。承受着上覆岩层重量引起的自重应力，地质构造引起的构造应力，遇水膨胀和温度变化引起的应力等。3、矿山压力显现：在矿山压力作用下，围岩和支架所表现出来的力学宏观现象，如威严变形、离

8、层、破坏和冒落，支架受力变化和折损，煤（岩）突出，充填物产生压缩或地面塌陷等，称为矿山压力显现，简称矿压显现。采煤工作面矿压显现的形式主要有：工作面顶板下沉、支架变形与折损、顶板破碎或大面积冒落、煤壁片帮、支柱插入底板、底板底鼓等。矿山压力的现象会给进行采掘工作造成不同程度的危害，为了维护采掘空间，就必须采取各种技术和措施加以控制。其中包括对采掘空间的支护、对软弱岩体的加固、强制放顶等，也包括合理地利用矿山压力为采煤工作服务。把所有人为的调节、改变和利用矿山压力的各种技术措施，叫做矿山压力控制，简称矿压控制。四、顶板的分类采煤工作面上方的岩层成为顶板，下方的成为底板。采煤工作面顶板分为伪顶、直

9、接顶和基本顶。伪顶是位于煤层之上随采随落的极不稳定的岩层，其厚度一般在0.30.5以下。直接顶是位于伪顶或直接位于煤层之上，具有一定的稳定性，随移架或回柱放顶后能自行垮落的岩层。基本顶是位于直接顶或煤层之上，厚而坚硬难垮落的岩层。它一般有砂岩、石灰岩及砂砾岩等岩层组成。采煤工作面自开切眼推进一段距离后，直接顶悬露达到一定跨度，就要对采空区顶板进行初次放顶，使直接顶垮落下来，这一过程称作直接顶的初次垮落。直接顶初次垮落的跨距成为初次垮落步距。随着采煤工作面继续推进，直接顶不断垮落，基本顶悬露跨度逐渐增大并产生弯曲，当达到极限跨度时，基本顶将出现断裂，进而发生垮落，基本顶的第一次垮落成为基本顶初次

10、垮落。基本顶由开始破坏直至垮落一般要持续一定时间，上方有事在基本顶垮落前的两三天，即出现顶板断裂的声响等来压征兆。在垮落前12小时采空区上方可能有轰隆隆巨响，通常煤壁片帮严重，顶板产生裂缝或掉渣，顶板下沉量和下沉速度明显增加，支架载荷迅速增高，这种现象称为基本顶的初次来压。基本顶周期来压及矿压显现特征当采煤工作面继续向前推进，基本顶悬臂跨度达到极限跨度时，基本顶在其自重及上覆岩层载荷的作用下，将沿采煤工作面煤壁之内发生折断和垮落。随着采煤工作面的推进，基本顶这种“稳定失稳再稳定”现象，将周而复始的出现，使采煤工作面矿山压力周期性明显增大。这种基本顶的周期性破段失稳对工作面产生的周期性的来压显现

11、，称为基本顶的周期来压。工作面上覆岩层移动规律（P94）根据岩层移动特征，可将煤层的上覆岩层分为冒落带、裂缝带和下沉带。（1）、冒落带当采煤工作面移架或回柱放顶后，冒落带岩层将自上而下一次垮落，一般在冒落带下部因岩块垮落时自由度比较大，排列极不整齐；而上部岩块由于自由度较小，块度较大，排列较规则。多数情况下，冒落带是由直接顶垮落后形成的。一般认为开采后冒落带的高度为采高的24倍。（2）、裂缝带裂缝带位于冒落带之上，随冒落带岩石的垮落和逐渐压实，裂缝带岩层出现弯曲下沉，离层和断裂为排列整齐的岩块。裂缝带的范围，随冒落带上覆岩层的性质、开采高度变化而变化。（3）、弯曲下沉带裂缝带上方直至地表的岩层

12、为弯曲下沉带，这部分岩层不产生裂缝或仅产生极微小的裂缝，并在采空区上方的地表形成一个比开采范围大的沉降区。五、采煤工作面矿山压力采煤工作面前后方支承压力分布特点：1、工作面前方支承压力远比工作面后方大。2、工作面前后方支承压力是移动支承压力。3、采煤工作面处于减压力范围。六、综合机械化采煤工艺1、综合机械化采煤工艺，简称“综采”，即破、装、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化。2、采煤机的割煤方式往返一次割两刀煤 这种割煤方式也叫“穿梭割煤”，多用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面，工作面为端部进刀。往返一次割一刀，即单项割煤，工作面中部或端部进刀。该方式适用于：顶板稳定性较差的综采面；煤层

13、倾角大，不能自上而下移架，或输送机易下滑、只能自下而上推移的综采面；采高大而滚筒直径小、采煤机不能已采采全高的综采面；采煤机装煤效果差、需单独牵引行程的综采面；割煤时产生煤尘多、降尘效果差，移架工不能在采煤机的回风平巷一端工作的综采面。3、采煤机的进刀方式直接推入法进刀该方式需要提前开出工作面端部切口，而且大功率采煤机和重型输送机机头（尾）叠加在一起，推移困难，所以很少采用。工作面端部斜切进刀该方式又分为割三角煤和留三角煤两种。割三角煤方法进刀过过程：A、当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一端下部煤（图a）；B、调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起并沿输送机

14、弯曲段反向割入煤壁，直至输送机直线段为止。然后将输送机移直（图b）；C、再调换两个滚筒上下位置，重新返回割煤至输送机机头处（图c）；D、将三角煤割掉，煤壁割直后，调换上下滚筒，返程正常割煤（图d）。综采面斜切进刀操作过程：A、采煤机割煤至工作面左端；B、空牵引至工作面中部，并沿输送机弯曲段斜切进刀，继续割煤至工作面右端；C、移直输送机，采煤机空牵引至工作面中部；D、采煤机自工作面中部开始割煤至工作面左端，工作面右半段输送机移近煤壁，恢复初始状态。滚筒钻入法进刀A、采煤机割煤至工作面端部距终点位置35m时停止牵引，但滚筒继续旋转；B、开动千斤顶推移支撑采煤机的输送机槽；C滚筒边钻进煤壁边上下或左

15、右摇动，直至达到额定截深并移直输送机；D采煤机割煤至工作面端头，可以正常割煤。4、移架方式A、单架依次顺序式，又称单架连续式，支架沿采煤机牵引方向依次前移，移架步距等于截深，支架移成一条直线，该操作方式简单，容易保证规格质量，能适应不稳定顶板，应用比较多；B、分组间隔交错式，该方式移架速度快，适用于顶板较稳定的高产工作面；C成组整体依次顺序式，该方式按顺序每次移一组，每组两三架，一般由大流量电液阀成组控制，适用煤层地质条件好、采煤机快速牵引割煤的日产万吨工作面。5、液压支架的支护方式A、及时支护：先移架后移溜。特点：工作空间大，有利于行人、运料和通风；若煤壁容易片帮时，可先于割煤进行移架，支护

16、新暴露出来的顶板。但这种支护方式增大了工作面控顶宽度，不利于控制顶板。B、滞后支护：先移溜后移架。特点：适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板，但对直接顶稳定相差的顶板适应性差。七、工作面端头支护：1、普采：端头支护种类:单体支柱加铰接顶梁支护；用45对长梁加单体支柱组成的迈步走向抬棚支护；用基本支架加走向抬棚支护。2、综采：端头支护种类:单体支柱加铰接顶梁支护。该方法适应性强，有利于排头架的稳定，但支设麻烦、费工费时；自移式端头支架。移动速度快，但对平巷适应性差；用工作面液压支架支护端头。适用于煤层倾角较小的综采面，通常在机头（尾）处要滞后于工作面中间支架一个截深3、煤矿安全规程第五十条规定：采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m，巷道高度不低于1.8m，安全出口宽度不小于0.7m。但我集团公司规定，超前支护距离不得小于30