煤矿支护方式

煤矿支护方式常见的煤矿支护方式木支护金属摩擦支柱单体液压支柱综采液压支架木支护一、概述二、木支护的优缺陷三、木支护的适用范围在地下采煤时，为了维护采煤任务面的有效运用空间，防止顶板冒落，保证平安消费，必需合理选择支护资料。普采任务面支护资料和支护设备有：木支架、金属支架、单体液压支柱和液压支架。1、概述木支架组成和特点木支架由木支柱和木顶梁组成，煤矿井下做支护用的木材叫坑木。巷道支护中常用梯形木支架，构造如下图。矿井中常用的坑木有：红松、落叶松、杉木、桦木、栎木、榆木、水曲柳、椴木、槐木、杨木。木支架组成和特点1.顶梁——木支架支撑顶板压力的受弯构件；2.棚腿——顶梁的支点并且支承侧压；3.木楔——梁腿接口与围岩之间楔紧；4.背板——使低压均匀的分布到顶梁和棚腿上，防止矸石下落。木支护的任务特性坑木是一种轻质各向异性资料，沿纹理方向加压时，支柱的可缩性比垂直纹理加压时小的多。木支柱的任务特性是靠本身强度支承顶板压力，任务阻力增长极快，而可缩量很小，不断到达屈服点折断为止，这对顶板管理是极为不利的。木材用于矿井支护时的优缺陷缺陷：抗弯强度低，无可缩性，任务面顶板下沉量大，顶板事故多，不平安；不适于机械化采煤任务面支护；在潮湿条件下易腐烂，明显降低其抗压强度；易燃，当发生火灾时能使火情迅速蔓延。优点：与其他支护资料相比，同体积的坑木分量轻，便于运输、易于锯砍加工；在其彻底破坏之前，受压时能发出可见的信号；折断了的资料回收后，还可做木楔、垫板等支护辅助资料；木支护的适用范围目前，我国仍有一些小型，煤矿运用木材作为采煤任务面的支护资料；在大中型煤矿，木材仅作为辅助支护资料和特殊条件下支护而普遍运用；木支架普通可运用在地压不大，巷道效力年限不长、断面较小的采区巷道。金属摩擦支柱原理利用金属销和金属杆之间的摩擦来提供任务阻力，运用液压千斤顶或者机械升柱器来提供初撑力。1112

13优点1.初任务阻力高、可缩量较大。2.快速到达初任务阻力，及早发扬对顶板的支撑作用。3.还可用于对顶板下沉量较大，有周期来压的任务面。4.价钱低廉，初期投资少。5.构造简单，操作与维修方便。14缺陷1.任务阻力不稳定，有时相差很大，使任务面支柱受载不均，顶板容易部分冒落。2.瞬间卸载，一打松金属销，活柱立刻下落。3.支撤和挪动都靠人工操作，劳动强度大，平安性较差。4.任务面产量和效率低。15适用条件适用于底板较硬,无明显冲击地压,煤层倾角小于25°的缓倾斜薄及中厚煤层任务面,采取一定的平安措施,也可用于25°～35°的采煤任务面。16单体液压支柱单体液压支柱是一种新环保型的支护配备，既可与金属铰接顶梁配套用于高档普采和炮采用任务面支护顶板以及综采任务面支护端头，也可单独做点柱或其它暂时性支护用。单体液压支柱适用于煤层倾角小于25度--35度的倾斜煤层回采任务面，所顺应的煤层顶底板条件是:顶板落后不影响支柱的回收，底板不宜过软，支柱压入底板深度不恶化底板的完好性，否那么应加大底座。在煤质较松软的炮采任务面内运用时，对活柱体镀层外表采取维护措施，以防崩坏。支柱与木顶梁配合或做点柱运用时，应将顶盖换成柱帽，以免损坏木梁。它和金属铰接顶梁柱配合，可适用于煤层倾角在35°以下的任何采煤任务面。按供油方式和任务介质不同，支柱分成外供油式(简称"外注式")和内供油式(简称"内注式")两大类;按支柱任务行程不同，支柱可分成单伸缩和双伸缩支柱;按支柱运用资料不同，支柱可分为钢质支柱和轻合金支柱。结合实践运用情况，将其分为外注式单体液压支柱、内注式单体液压支柱、其它类型支柱1.悬浮式单体液压支柱悬浮式单体液压支柱是外注式单体液压支柱的一种，但是比外注式单体液压支柱又有一个很显著的优点，那就是DWX型单体液压支柱采用柱塞悬浮式技术原理，悬浮力到达任务阻力的五分之四，立柱受力仅为五分之一，DWX型支柱三用阀设于手把体上，注液时，三用阀不随支柱的活柱升高而升高，操作方便，平安可靠。2.双伸缩悬浮单体液压支柱双伸缩悬浮式单体液压支柱是中国矿业大学研制的一种新一代任务面单体支护产品，是高档机械化普采任务面的配套设备，也是综采任务面的端头支护设备。其适用于煤矿回采任务面的顶板支护，综采任务面的端头顶板支护，巷道掘进的超前支护。悬浮式单体液压支柱是外注式单体液压支柱的一种，但是比外注式单体液压支柱又有一个很显著的优点，那就是DWX型单体液压支柱采用柱塞悬浮式技术原理，悬浮力到达任务阻力的五分之四，立柱受力仅为五分之一，DWX型支柱三用阀设于手把体上，注液时，三用阀不随支柱的活柱升高而升高，操作方便，平安可靠。分类：3.DN内注式单体液压支柱单体液压支柱普通分为外注式单体液压支柱，内注式单体液压支柱，悬浮式单体液压支柱，摩擦支柱。内注式单体液压支柱是本身带泵及同，支设时用手摇把摇动就能快速升柱，降柱时不排出任务液，可较好地维护任务环境，而且运用时方便，管理灵敏，配备简单。目前主要运用的有直径90mm缸径，从0.6-3.15m共有12个规格的内注式单体液压支柱。普通的表示型号为DN18-250/80，D表示单体支柱，N表示内注式，18表示支柱最大高度为1800mm，250表示支柱任务阻力为250kn，80表示支柱的缸径80mm。4.玻璃钢单体液压支柱玻璃钢单体液压支柱经过液压站向与单体液压支柱衔接的三用阀注液，单体液压支柱开场升起，到达需求的高度，利用液压支柱内的密封圈的密封作用，完成支撑;如假设下降那么翻开三用阀卸载阀，液压支柱开场下降，完成任务。1.体积小2.支设高度高3.支护可靠4.运用和维修方便5.综合本钱低优点：综采液压支架

任务原理利用乳化液泵站提供的高压乳化液，经过液压控制系统实现升架、降架、移架一系列动作。支架任务表示图支撑式支架支撑力大，作用点在支架中后部，切顶性能好；对顶板反复支撑次数多，易把完好的顶板压碎；抗程度载荷才干差，稳定性差；护矸才干差，矸石易窜入任务空间；支架任务空间和通风断面大。顺应于缓倾斜、顶板稳定的薄与中厚煤层。掩护式支架支撑力较小，切顶性能差；支护强度较大、均匀，掩护性好；能接受较大程度推力，对顶板反复支撑次数少，能带压移架。；作业空间和通风断面小。用于直接顶中等稳定以下，顶板周期来压不剧烈的采煤任务面。掩护式支架分支掩掩护式支架和支顶掩护式支架。支撑掩护式支架在支撑式和掩护式架型根底上开展，兼有这两种架型的主要技术特征。适用于直接顶中等稳定、稳定和巩固，周期压力剧烈，底板软硬均可。根据支架的构造特点分支顶支撑掩护式和支掩支撑掩护式。放顶煤支架当采高在5m～20m，且厚度变化采用放顶煤开采支护方式即时支护：采煤机过后，液压支架按照降架－移架－升架－推溜的次序动作，及时支护新裸露的顶板，运用广泛；滞后支护：采煤机割煤后，液压支架按照推溜－降架－移架－升架的次序动作，用于稳定、完好的顶板条件。几种常见的充填方式：1.胶结充填2.注浆充填胶结充填Contents4213胶结充填的概念胶结充填的原理胶结充填的优缺陷胶结充填的适用条件胶结充填的概念将采集和加工的细砂等惰性充填资料，参与适量的凝胶资料〔如水泥〕，加水混合制备成胶结充填料浆，沿钻孔、管道向充填区域保送，资料胶结后构成具有一定强度和完好性的充填体。主要包括：高浓度胶结充填、膏体充填、似膏体资料充填、〔超〕高水资料充填等。胶结充填的原理相当于减小煤层开采厚度，从而减小采空区上方岩层的变形和破坏。1.有效缓解矿山压力显现；2.减少导水裂隙带高度和顶板破坏深度；3.减少地表挪动和破坏。胶结充填的评价优点：1.合理利用固体废料，减少污染，提高资源回收率；2.胶结充填料浆不泌水或泌水少，井下环境较好；3.无需构筑专门的隔墙或构筑物；4.充填体整体性、均匀性较好，不产生离析等景象，强度较高；5.接顶效果较好。胶结充填的评价缺陷：1.充填消费才干滞后于采煤消费才干；2.充填资料供需不平衡；3.添加消费本钱。胶结充填的适用条件适用于适宜综采的区段，地面有需求维护的建筑物、构筑物或为村庄的条件，且能否采用该方法取决于地面平安、煤价、产量、搬迁本钱及带材储量紧缺程度的综合平衡。注浆充填注浆充填的定义离层区注浆充填冒落区注浆充填注浆充填的定义注浆是将具有充溢胶结性能的资料配成浆液以泵压作为动力源，用注浆设备经过注浆管将其注入到加固对象，浸透、充填、压密等方式进展分散，经过资料本身凝结、硬化、使其与被加固对象胶结成一个整体，构成一个构造新、强度大、抗渗性好的一个结合体。离层区注浆充填原理利用岩层挪动过程中覆岩内构成的离层孔隙，从地面布置钻孔将充填料浆液高压注入离层空间，使浆液与裂隙岩体粘结成整体，对岩层空间的上覆岩层构成支撑从而减缓他的挪动向地表传播。支撑、压实、减缓地表破坏程度离层区注浆充填优缺陷优点：相对充填量少，经过充填空隙带，支撑上部岩层，挪动变形量小，有效限制上覆岩层弯曲，抑制地表沉陷缺陷:离层位置估计、离层量大小计算、离层发育的动态过程实际不成熟；不充分采动效果好，充分采动效果普通离层区注浆充填适用条件1、关键层未垮落之前2、地质情况简单，岩层探明清楚冒落区注浆充填1、长壁开采冒落区注浆充填2、房柱式冒落区注浆充填3、条带开采冒落区注浆充填长壁开采冒落区注浆充填

原理采空区冒落矸石之间空隙未被压实之前注浆充填，充填资料加冒落矸石一同支撑上覆岩层，控制顶板。优点：不但减少地表下沉，还处置废料；不会发生自然发火，很少有冲击矿压，改善通风缺陷：建立井下，地表充填系统，需求一定水泥作为粘结剂，提高本钱。长壁开采冒落区注浆充填

适用条件：1、煤层或开采分层倾角5-10度，厚度2-3m2、顶板岩层具有良好的破碎特性和和规那么的垮落性3、长壁任务面长100-300m，仰斜开采条带开采冒落区充填原理：1、提供侧向约束2、充填体承载优点：1、减少留设煤柱宽度2、提高资源回收率3、降低充填本钱、充填工艺简单4、不需求公用充填巷道，钻孔、工程量少条带开采冒落区充填缺陷：1、随采随冒时任务面必需仰采2、充填与采煤相互关扰、任务面脱水隔离设备复杂适用条件：1、煤层埋藏浅，小于300-500m2、单一薄及中厚煤层3、顶底板岩层和煤层较硬房柱式冒落充填原理：对矿房进展注浆充填，回收煤柱优点：回采率高，机械化程度高缺陷：投资大，顺应性差适用条件：1、煤层埋藏浅；2、顶板巩固，底板平整，不要太软；3煤层倾角小于10度，近程度煤层，硬及中硬煤层锚杆支护锚杆支护是指，在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式。用金属件、木件、聚合物件或其他资料制成杆柱，打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中，利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板〔亦可不用〕，或依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一同而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以到达支护的目的。具有本钱低、支护效果好、操作简便、运用灵敏、占用施工净空少等优点。实际分类：悬吊实际1952~1962年路易斯阿·帕内科(LouisA·Panek)等发表了悬吊实际，悬吊实际以为锚杆支护的作用就是将巷道顶板较脆弱岩层悬吊在上部稳定的岩层上。对于回采巷道揭露的层状岩体，直接顶板均有弯曲下沉变形趋势，假设运用锚杆及时将其挤压，并悬吊在老顶上，直接顶板就不会与老顶离层乃至零落。锚杆的悬吊作用主要取决于所悬吊的岩层的厚度，层数及岩层弯曲时相对的刚度与弹性模量，还受锚杆长度、密度及强度等要素的影响。这一实际提出的较早，满足其前提条件时，有一定的适用价值。但是大量的工程实际证明，即使巷道上部没有稳定的岩层，锚杆亦能发扬支护作用。例如，在全煤巷道中，锚杆就锚固在煤层中也能到达支护的目的，阐明这一实际有局限性。。组合拱实际组合拱实际是由兰氏(TALang)和彭德(Pender)经过光弹实验提出来的。组合拱原理以为，在拱形巷道围岩的破裂区中，安装预应力锚杆时，在杆体两端将构成圆锥形分布的压应力，假设沿巷道周边布置的锚杆间距足够小，各个锚杆的压应力维体相互交错，这样使巷道周围的岩层构成一种延续的组合带(拱)。

这个组合拱可接受上部岩石的径向载荷，好像碹体起到岩层补强的作用，承载外围的压力。组合拱实际的缺乏是缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步讨论，与实践情况有一定差距，在分析过程中没深化探求围岩—支护的相互作用。组合梁实际组合梁实际以为巷道顶板中存在着假设干分层的层状顶板，可看作是由巷道两帮作为支点的一种梁，这种岩梁支承其上部的岩层载荷。运用锚杆将各层“装订〞成一个整体的组合梁，防止岩石沿层面滑动，防止各岩层出现离层景象。在上覆岩层荷载作用下，这种较厚的组合梁比单纯的迭加梁，其最大弯曲应变和应力将大大减小，挠度亦减小。而且各层间摩擦阻力愈大，整体强度愈大，补强效果愈好。但是，这种实际在处置岩层沿巷道纵向有裂痕时梁的延续性问题和梁的抗弯强度问题时有一定的局限性程度应力实际澳大利亚学者盖尔(WJGale)在20世纪90年代初提出了最大程度应力实际。该实际以为:矿井岩层的程度应力普通是垂直应力1.3～2.0倍。而且程度应力具有方向性，最大程度应